Mänsklig makt
Människokraft är arbete eller energi som produceras från människokroppen . Det kan också hänvisa till kraften (takten av arbete per gång) hos en människa. Kraft kommer främst från muskler , men kroppsvärme används också för att utföra arbeten som att värma skyddsrum , mat eller andra människor.
Världsrekord av kraftprestanda hos människor är av intresse för arbetsplanerare och arbetsprocessingenjörer . Den genomsnittliga nivån av mänsklig kraft som kan upprätthållas under en viss tid är intressant för ingenjörer som designar arbetsoperationer inom industrin.
Människodrivna transporter inkluderar cyklar , rodd , skidåkning och många andra former av rörlighet.
Människodriven utrustning används ibland för att generera, och ibland för att lagra, elektrisk energi för användning där ingen annan energikälla är tillgänglig. Dessa inkluderar Gibson girl survival radio , wind-up eller (clockwork) radio och pedalradio.
Tillgänglig kraft
Normal mänsklig metabolism producerar värme med en basal metabolism på cirka 80 watt .
Under ett cykellopp kan en elitcyklist producera nära 400 watt mekanisk effekt under en timme och i korta skurar över det dubbla — 1000 till 1100 watt; moderna racercyklar har mer än 95 % mekanisk effektivitet . En vuxen med god kondition är mer benägen att ha i genomsnitt mellan 50 och 150 watt för en timmes intensiv träning. [ förtydligande behövs ] Under ett 8-timmars arbetspass kan en genomsnittlig, frisk, välmatad och motiverad manuell arbetare upprätthålla en effekt på cirka 75 watt . Emellertid minskar det potentiella utbytet av mänsklig elektrisk kraft genom ineffektiviteten hos någon generatoranordning, eftersom alla verkliga generatorer ådrar sig avsevärda förluster under energiomvandlingsprocessen . [ citat behövs ]
Även om försök har gjorts att montera elektriska generatorer till träningsutrustning, är den insamlade energin av lågt värde jämfört med kostnaden för konverteringsutrustningen.
Transport
Flera transportformer utnyttjar mänsklig kraft. De inkluderar cykel , rullstol , promenader , skateboard , skottkärra , rodd , skidor och rickshaw . Vissa formulär kan använda mer än en person. Den historiska galären drevs fram av fria män eller medborgare i antiken, och av slavar som fångats av pirater på senare tid. MacCready Gossamer Condor var det första människodrivna flygplanet som var kapabelt till kontrollerad och ihållande flygning, och gjorde sin första flygning 1977. År 2007 blev Jason Lewis från Expedition 360 den första personen som cirkumnavigerade jorden på icke-polära breddgrader med enbart mänsklig kraft —gå, cykla och åka rullskridskor över landmassorna; och simma, paddla kajak, rodda och använda en 26 fot lång pedaldriven båt för att korsa haven.
Allmänna apparater och maskiner
Löphjul , även kallade löpband, är motorer eller maskiner som drivs av människor. Dessa kan likna ett vattenhjul till utseendet, och kan bearbetas antingen av en människa som trampar paddlar inställda i dess omkrets (löpband), eller av en människa som står inuti det (tramphjul).
Vissa enheter använder mänsklig kraft. De kan direkt använda mekanisk kraft från muskler, eller så kan en generator omvandla energi som genereras av kroppen till elektrisk kraft.
Människodriven utrustning består i första hand av elektriska apparater som kan drivas av elektricitet som genereras av mänsklig muskelkraft som ett alternativ till konventionella elkällor som engångsbatterier och elnätet . Sådana enheter innehåller elektriska generatorer eller ett induktionssystem för att ladda sina batterier . Separata vevdrivna generatorer finns nu tillgängliga för att ladda batteridrivna bärbara elektroniska enheter som mobiltelefoner . Andra, såsom mekaniskt drivna ficklampor , har generatorn integrerad i enheten. Armbandsur kan använda muskelkraft för att hålla sina drivfjädrar uppe .
Ett alternativ till laddningsbara batterier för ellagring är superkondensatorer , som nu används i vissa enheter, som den mekaniskt drivna ficklampan som visas här. Enheter som lagrar energin mekaniskt, snarare än elektriskt, inkluderar klockradio med en kraftfjäder, som lindas upp av en vev och vänder en generator för att driva radion.
Ett tidigt exempel på regelbunden användning av människodriven elektrisk utrustning är i tidiga telefonsystem ; ström för att ringa fjärrklockan tillhandahölls av en abonnent som vred ett handtag på telefonen, som vände en liten magnetogenerator . Människodrivna enheter är användbara som nödutrustning när naturkatastrofer, krig eller civila störningar gör vanliga strömförsörjningar otillgängliga. De har också setts som ekonomiska för användning i fattiga länder, där batterier kan vara dyra och elnätet opålitligt eller otillgängligt. De är också ett miljömässigt föredraget alternativ till användningen av engångsbatterier, som är en slösaktig energikälla och kan införa tungmetaller i miljön. Kommunikation är en vanlig tillämpning för den relativt lilla mängd elektrisk kraft som kan genereras av en människa som vrider på en generator.
Människodriven radio
Överlevnadsradio
Gibsons flicköverlevnadsradio från andra världskriget använde en handdriven generator för att ge ström; detta undvek den opålitliga prestandan hos torrcellsbatterier som kunde lagras i månader innan de behövdes, även om det hade nackdelen att den överlevande var tvungen att vara tillräckligt vältränad för att vrida på veven. Överlevnadsradioapparater uppfanns och sattes in av båda sidor under kriget. SCR-578 (och liknande efterkrigstidens AN/CRT-3) överlevnadsradiosändare som transporterades av flygplan vid operationer över vatten fick smeknamnet " Gibson Girl " på grund av deras "timglas"-form, vilket gjorde att de kunde hållas stillastående mellan benen medan generatorhandtaget vreds.
Militär radio
Under andra världskriget använde amerikanska trupper ibland räcka vevgeneratorer, GN-35 och GN-45, för att driva Signal Corps Radiosändare/mottagare . Handvevingen var mödosam, men genererade tillräcklig ström för mindre radioapparater, såsom SCR-131, SCR-161, SCR-171, SCR-284 och SCR-694 .
Windup radio
En windup radio eller clockwork radio är en radio som drivs av mänsklig muskelkraft snarare än batterier eller elnätet. I det vanligaste arrangemanget drivs en intern elektrisk generator av en huvudfjäder, som lindas av en handvev på höljet. Genom att vrida veven lindar fjädern och en full lindning tillåter flera timmars drift. Alternativt kan generatorn ladda ett internt batteri.
Radioapparater som drivs av handvevade generatorer är inte nya, men deras marknad sågs tidigare som begränsad till nöd- eller militärorganisationer. Den moderna urverksradion designades och patenterades 1991 av den brittiske uppfinnaren Trevor Baylis som ett svar på hiv/aids -krisen. Han föreställde sig den som en radio för användning av fattiga människor i utvecklingsländer, särskilt i Afrika , utan tillgång till batterier. 1994 säkrade den brittiske revisorn Chris Staines och hans sydafrikanska partner, Rory Stear, den världsomspännande licensen till uppfinningen och var med och grundade Baygen Power Industries (nu Freeplay Energy Ltd), som producerade den första kommersiella modellen. Nyckeln till dess design, som inte längre används, var användningen av en fjäder med konstant hastighet för att lagra den potentiella energin . Efter att Baylis tappade kontrollen över sin uppfinning när Baygen blev Freeplay, bytte Freeplay Energy-enheterna till engångsbatterier laddade av billigare handvevgeneratorer.
Precis som annan självförsörjande utrustning var radioapparater avsedda för camping , nödsituationer och för områden där det inte finns något elnät och det är svårt att få tag på utbytesbatterier, till exempel i utvecklingsländer eller avlägsna bosättningar. De är också användbara där en radio inte används regelbundet och batterierna skulle försämras, till exempel i ett semesterhus eller stuga.
Windup-radioapparater designade för nödsituationer inkluderar ofta ficklampor , blinkande nödljus och nödsirener. De kan också inkludera flera alternativa strömkällor, såsom engångsbatterier eller laddningsbara batterier , cigarettändaruttag och solceller .
Pedaldriven sändare
Pedalradion (eller pedal trådlös ) var en radiosändare-mottagare som drevs av en pedaldriven generator. Det utvecklades av den sydaustraliensiska ingenjören och uppfinnaren Alfred Traeger 1929 som ett sätt att tillhandahålla radiokommunikation till avlägsna hembygdsgårdar och boskapsstationer i den australiska vildmarken . Det fanns ingen elnäts- eller generatorström tillgänglig vid den tiden och batterier för att ge den ström som krävdes skulle ha varit för dyra. Det var en mycket viktig uppfinning, eftersom det var denna teknik som gjorde det möjligt för Royal Flying Doctor Service, och senare School of the Air , att koppla människor som bor på avstånd till räddningstjänst och utbildning.