Máy Phát Điện Bằng Lực Bước Chân Cơ Học - Nghiên Cứu CWU

Máy phát điện cơ học từ bước chân: Tìm hiểu cách công nghệ này tạo ra điện năng từ hoạt động đi lại hàng ngày. Giải pháp năng lượng tái tạo tiềm năng.

• Tác giả: Mohammed Saleh Aljohani
• Trường học: Central Washington University
• Chuyên ngành: Engineering
• Đề tài: Mechanical Footstep Power Generator
• Loại tài liệu: Dissertation/Thesis
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Washington

Tóm tắt

I. Tổng Quan Máy Phát Điện Lực Bước Chân Cơ Học Giải Pháp Xanh

Máy phát điện bằng lực bước chân cơ học là một thiết bị đầy hứa hẹn, khai thác năng lượng tái tạo từ hoạt động đi lại của con người. Ý tưởng này xuất phát từ nhu cầu cấp thiết về một nguồn năng lượng sạch, bền vững và thân thiện với môi trường, giảm thiểu sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng truyền thống như than đá, dầu mỏ và khí đốt, vốn gây ra nhiều tác động tiêu cực đến môi trường, ví dụ như ô nhiễm không khí và biến đổi khí hậu. Các nguồn năng lượng chính thường có những ảnh hưởng xấu đến môi trường, ví dụ như ô nhiễm không khí từ các nhà máy nhiệt điện than, góp phần làm gia tăng tình trạng nóng lên toàn cầu. Dự án này hướng đến việc xây dựng một phương pháp phát điện thân thiện với môi trường từ chuyển động của con người. Một hệ thống như vậy có thể được lắp đặt hiệu quả tại các địa điểm có mật độ dân số cao và lưu lượng người qua lại lớn, chẳng hạn như các cơ sở giáo dục (trường đại học), ga tàu điện ngầm và sân ga. Về bản chất, máy phát điện bằng lực bước chân cơ học biến đổi động năng từ mỗi bước chân thành điện năng, cung cấp một nguồn năng lượng ổn định và đáng tin cậy mà không cần nhiên liệu hóa thạch. Thiết bị này được kỳ vọng có khả năng lưu trữ năng lượng tạo ra ở mức 6kW/h, chịu được trọng lượng trung bình của một người (khoảng 137 pound) và đảm bảo tấm trên cùng của thiết bị trở về vị trí ban đầu trong vòng 5 giây. Hơn nữa, thiết bị được thiết kế để ngăn chặn tình trạng vượt quá vị trí ban đầu và có kích thước nhỏ gọn. Đây là một giải pháp thiết thực và hiệu quả để khai thác năng lượng từ các hoạt động thường ngày, góp phần vào mục tiêu xây dựng một tương lai bền vững hơn.

Theo nghiên cứu của Aljohani và Alonazi (2020), dự án này được thúc đẩy bởi nhu cầu về một thiết bị tạo ra điện từ chuyển động của con người, đặc biệt là từ bước chân. Điện là một nguồn tài nguyên rất quan trọng trong cuộc sống hàng ngày. Các nguồn năng lượng tái tạo như máy phát điện đạp chân mang lại lợi ích to lớn, giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Hiệu quả của hệ thống phụ thuộc vào mật độ dân số, hứa hẹn những ứng dụng máy phát điện lực chân tiềm năng ở những khu vực đông người.

1.1. Ưu điểm của máy phát điện lực chân so với năng lượng hóa thạch

Sự khác biệt then chốt giữa máy phát điện lực chân và các nguồn năng lượng hóa thạch nằm ở tác động môi trường. Các nhà máy điện đốt nhiên liệu hóa thạch thải ra các chất ô nhiễm độc hại vào không khí, gây ra các vấn đề về sức khỏe hô hấp và góp phần vào hiệu ứng nhà kính. Ngược lại, máy phát điện không dùng nhiên liệu bằng lực bước chân cơ học là một giải pháp sạch, không phát thải khí nhà kính hoặc chất ô nhiễm không khí. Sự chuyển đổi sang các nguồn năng lượng tái tạo như máy phát điện sinh học là rất quan trọng để giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

1.2. Ứng dụng tiềm năng của máy phát điện mini bằng lực chân

Ứng dụng máy phát điện lực chân rất đa dạng và đầy hứa hẹn. Ngoài các địa điểm có lưu lượng người qua lại cao, thiết bị này có thể được sử dụng trong các khu vực hẻo lánh, nơi khó tiếp cận với lưới điện quốc gia. Máy phát điện cho vùng sâu vùng xa có thể cung cấp một nguồn năng lượng đáng tin cậy cho các hộ gia đình, trường học và bệnh viện, cải thiện chất lượng cuộc sống và thúc đẩy phát triển kinh tế. Bên cạnh đó, máy phát điện thể thao có thể được tích hợp vào các thiết bị tập thể dục, biến việc tập luyện thành một nguồn năng lượng tái tạo. Máy phát điện tập thể dục mang đến một cách sáng tạo để khuyến khích hoạt động thể chất đồng thời tạo ra điện năng, kết hợp sức khỏe cá nhân và trách nhiệm với môi trường.

II. Vấn Đề Thách Thức Hiệu Suất Máy Phát Điện Lực Bước Chân

Mặc dù có nhiều tiềm năng, hiệu suất máy phát điện lực chân vẫn là một thách thức lớn. Lượng điện năng tạo ra từ mỗi bước chân còn tương đối nhỏ, đòi hỏi phải có các giải pháp để tối ưu hóa hiệu quả chuyển đổi năng lượng. Việc thiết kế một hệ thống cơ chế phát điện bằng lực chân hiệu quả, bền bỉ và có chi phí hợp lý là một bài toán kỹ thuật phức tạp. Một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của máy phát điện, bao gồm thiết kế cơ khí, vật liệu sử dụng và phương pháp lưu trữ năng lượng. Việc tối ưu hóa các yếu tố này là rất quan trọng để đảm bảo rằng máy phát điện mini có thể tạo ra đủ điện năng để đáp ứng nhu cầu sử dụng thực tế. Ngoài ra, việc đảm bảo độ bền và tuổi thọ của thiết bị trong điều kiện sử dụng liên tục cũng là một vấn đề cần được quan tâm. Các nghiên cứu và phát triển liên tục trong lĩnh vực này là rất cần thiết để vượt qua những thách thức này và khai thác tối đa tiềm năng của máy phát điện thủ công bằng lực bước chân cơ học.

Theo nghiên cứu của Aljohani và Alonazi, một trong những yêu cầu chính đối với thiết bị là khả năng hỗ trợ trọng lượng trung bình của một người và đảm bảo tấm trên cùng trở về vị trí ban đầu trong vòng 5 giây. Sự tuân thủ các tiêu chí an toàn cần thiết và khả năng sản xuất dễ dàng là những yếu tố quan trọng để thương mại hóa thành công.

2.1. Tối ưu hóa cơ chế chuyển đổi năng lượng trong máy phát điện

Một trong những phương pháp để nâng cao hiệu suất của máy phát điện lực chân là tối ưu hóa cơ chế chuyển đổi năng lượng. Các thiết kế cơ khí khác nhau có thể được sử dụng để biến đổi động năng từ bước chân thành điện năng, bao gồm hệ thống bánh răng, hệ thống truyền động và hệ thống điện từ. Việc lựa chọn cơ chế phù hợp nhất phụ thuộc vào nhiều yếu tố, như chi phí, độ bền và hiệu quả. Các nghiên cứu gần đây tập trung vào việc phát triển các vật liệu và linh kiện mới, có khả năng giảm thiểu ma sát và tăng cường hiệu quả chuyển đổi năng lượng, ví dụ như sử dụng vật liệu nano và chất bôi trơn tiên tiến.

2.2. Các giải pháp lưu trữ năng lượng hiệu quả cho máy phát điện

Việc lưu trữ năng lượng hiệu quả là một yếu tố quan trọng để đảm bảo máy phát điện mini có thể cung cấp điện năng ổn định và liên tục. Các phương pháp lưu trữ năng lượng phổ biến bao gồm pin, siêu tụ điện và hệ thống lưu trữ năng lượng bằng khí nén. Pin là một lựa chọn phổ biến nhờ vào khả năng lưu trữ năng lượng lớn, nhưng lại có tuổi thọ giới hạn và yêu cầu bảo trì thường xuyên. Siêu tụ điện có khả năng sạc và xả nhanh hơn pin, nhưng lại có dung lượng lưu trữ năng lượng nhỏ hơn. Việc lựa chọn phương pháp lưu trữ năng lượng phù hợp nhất phụ thuộc vào nhu cầu sử dụng cụ thể và các yêu cầu về chi phí và hiệu suất.

2.3. Thiết kế tối ưu hóa độ bền và tuổi thọ của máy phát điện

Độ bền và tuổi thọ của máy phát điện đạp chân là yếu tố quan trọng để đảm bảo tính khả thi về mặt kinh tế. Thiết bị phải có khả năng chịu được điều kiện sử dụng liên tục và khắc nghiệt, chẳng hạn như tải trọng lớn và môi trường bụi bẩn. Việc lựa chọn vật liệu phù hợp, thiết kế cấu trúc chắc chắn và thực hiện bảo trì định kỳ là những biện pháp quan trọng để tăng cường độ bền và tuổi thọ của thiết bị. Các nghiên cứu gần đây tập trung vào việc phát triển các vật liệu composite và lớp phủ bảo vệ, có khả năng chống mài mòn và ăn mòn.

III. Phương Pháp Thiết Kế Máy Phát Điện Bước Chân Cơ Học Tối Ưu

Việc thiết kế máy phát điện bằng lực chân đòi hỏi sự kết hợp giữa kiến thức kỹ thuật cơ khí, điện tử và vật liệu. Một quy trình thiết kế hiệu quả thường bắt đầu với việc xác định rõ các yêu cầu kỹ thuật, chẳng hạn như công suất đầu ra, kích thước, trọng lượng và chi phí. Sau đó, các kỹ sư sẽ lựa chọn các linh kiện và vật liệu phù hợp, thiết kế cơ chế chuyển đổi năng lượng và hệ thống điều khiển, đồng thời mô phỏng và thử nghiệm để tối ưu hóa hiệu suất. Các công cụ thiết kế hỗ trợ bằng máy tính (CAD) và phần mềm mô phỏng là rất hữu ích trong quá trình thiết kế, giúp các kỹ sư tạo ra các mô hình 3D, phân tích ứng suất và biến dạng, và dự đoán hiệu suất của thiết bị. Ngoài ra, việc tham khảo các tiêu chuẩn và quy định liên quan đến an toàn và hiệu suất cũng là rất quan trọng để đảm bảo rằng máy phát điện di động đáp ứng các yêu cầu pháp lý.

Theo tài liệu gốc, thiết kế cho toàn bộ thiết bị bao gồm tấm trên, tấm đế, 3 bánh răng, 1 thanh răng với bánh răng, giá đỡ thanh, giá đỡ bên trái/phải và máy phát điện. Các phân tích cấu trúc được thực hiện để đảm bảo rằng thiết kế đáp ứng các yêu cầu về kích thước, tải trọng và hiệu suất.

3.1. Lựa chọn vật liệu phù hợp cho máy phát điện lực chân

Việc lựa chọn vật liệu phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo độ bền, tuổi thọ và hiệu suất của máy phát điện lực chân. Các vật liệu thường được sử dụng bao gồm thép, nhôm, composite và polyme. Thép có độ bền cao và chi phí thấp, nhưng lại dễ bị ăn mòn. Nhôm có trọng lượng nhẹ và khả năng chống ăn mòn tốt, nhưng lại có độ bền thấp hơn thép. Composite có thể được thiết kế để có độ bền cao và trọng lượng nhẹ, nhưng lại có chi phí cao hơn. Polyme có khả năng chống ăn mòn tốt và có thể được đúc thành các hình dạng phức tạp, nhưng lại có độ bền thấp hơn các vật liệu khác. Việc lựa chọn vật liệu phù hợp nhất phụ thuộc vào các yêu cầu cụ thể của ứng dụng và các cân nhắc về chi phí và hiệu suất.

3.2. Thiết kế cơ khí tối ưu cho hiệu suất và độ bền

Thiết kế cơ khí đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất máy phát điện lực chân và đảm bảo độ bền của thiết bị. Các yếu tố quan trọng cần xem xét bao gồm cơ chế chuyển đổi năng lượng, hệ thống truyền động, hệ thống treo và khung đỡ. Cơ chế chuyển đổi năng lượng phải được thiết kế để biến đổi động năng từ bước chân thành điện năng một cách hiệu quả. Hệ thống truyền động phải được thiết kế để truyền tải năng lượng từ cơ chế chuyển đổi năng lượng đến máy phát điện một cách hiệu quả và tin cậy. Hệ thống treo phải được thiết kế để giảm thiểu rung động và bảo vệ các linh kiện khỏi hư hỏng. Khung đỡ phải được thiết kế để chịu được tải trọng lớn và đảm bảo độ ổn định của thiết bị.

IV. Ứng Dụng Máy Phát Điện Bước Chân Tạo Điện Từ Đi Lại

Ứng dụng máy phát điện lực chân trải rộng trên nhiều lĩnh vực, từ cung cấp điện cho các thiết bị nhỏ đến hỗ trợ hệ thống điện lưới. Trong các hộ gia đình, thiết bị này có thể được sử dụng để sạc điện thoại, đèn chiếu sáng và các thiết bị điện tử nhỏ khác. Trong các khu vực công cộng, thiết bị tạo điện bằng sức người có thể được lắp đặt tại các trạm xe buýt, công viên và trung tâm mua sắm để cung cấp điện cho chiếu sáng công cộng và các dịch vụ tiện ích khác. Ngoài ra, máy phát điện đạp chân có thể được sử dụng trong các hoạt động cứu trợ thiên tai để cung cấp điện cho các khu vực bị ảnh hưởng, nơi nguồn điện lưới bị gián đoạn. Tiềm năng ứng dụng của portable power generator này là rất lớn và ngày càng được khám phá rộng rãi.

Theo tài liệu gốc, dự án này nhằm khai thác năng lượng tạo ra từ tác động của bàn chân lên sàn trong chu kỳ dáng đi. Điều này nhấn mạnh khả năng tích hợp liền mạch công nghệ vào các hoạt động hàng ngày.

4.1. Máy phát điện bước chân trong các khu vực công cộng

Lắp đặt máy phát điện lực chân tại các khu vực công cộng mang lại nhiều lợi ích. Thiết bị này có thể cung cấp một nguồn năng lượng sạch và bền vững cho chiếu sáng công cộng, trạm sạc điện thoại và các dịch vụ tiện ích khác, giảm thiểu sự phụ thuộc vào nguồn điện lưới truyền thống. Ngoài ra, việc lắp đặt máy phát điện mini tại các địa điểm công cộng có thể nâng cao nhận thức của cộng đồng về năng lượng tái tạo và khuyến khích mọi người tham gia vào các hoạt động bảo vệ môi trường. Các dự án thí điểm đã được triển khai tại một số thành phố trên thế giới, cho thấy tiềm năng to lớn của công nghệ này trong việc tạo ra một môi trường sống xanh và bền vững hơn.

4.2. Sử dụng máy phát điện lực chân trong hộ gia đình

Trong hộ gia đình, máy phát điện lực chân có thể được sử dụng để cung cấp điện cho các thiết bị nhỏ, giảm thiểu chi phí điện năng và giảm thiểu tác động môi trường. Thiết bị này có thể được tích hợp vào sàn nhà, thảm tập thể dục hoặc các thiết bị gia dụng khác, biến các hoạt động thường ngày thành một nguồn năng lượng tái tạo. Ngoài ra, máy phát điện thủ công có thể được sử dụng như một nguồn điện dự phòng trong trường hợp mất điện, đảm bảo rằng các thiết bị quan trọng vẫn hoạt động. Với sự phát triển của công nghệ, human powered generator ngày càng trở nên nhỏ gọn, hiệu quả và có giá cả phải chăng, mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong hộ gia đình.

V. Kết Luận Tương Lai Máy Phát Điện Bằng Lực Bước Chân Cơ Học

Máy phát điện bằng lực bước chân cơ học là một công nghệ đầy hứa hẹn, có tiềm năng cách mạng hóa cách chúng ta tạo ra và sử dụng năng lượng. Mặc dù vẫn còn nhiều thách thức cần vượt qua, nhưng những tiến bộ trong thiết kế, vật liệu và lưu trữ năng lượng đang mở ra nhiều cơ hội ứng dụng mới. Với sự đầu tư và nghiên cứu liên tục, máy phát điện không dùng nhiên liệu có thể trở thành một phần quan trọng trong hệ thống năng lượng tái tạo, góp phần vào mục tiêu xây dựng một tương lai bền vững và thân thiện với môi trường.

Theo kết luận của Aljohani và Alonazi, Máy phát điện lực bước chân cơ học là một hệ thống phát điện không rủi ro. Phần lớn năng lượng bị lãng phí khi mọi người di chuyển được sử dụng tốt và chuyển đổi thành năng lượng điện có thể được sử dụng trong trường học và các tổ chức khác. Phương pháp phát điện này hiệu quả về chi phí khi được sử dụng liên tục. Về cơ bản, hiệu quả chi phí được nhận ra trong dài hạn.

5.1. Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp theo cho máy phát điện

Các hướng nghiên cứu và phát triển tiếp theo cho máy phát điện lực chân bao gồm tối ưu hóa cơ chế chuyển đổi năng lượng, phát triển vật liệu mới, tích hợp các hệ thống lưu trữ năng lượng tiên tiến và giảm thiểu chi phí sản xuất. Các nhà nghiên cứu cũng đang khám phá các ứng dụng mới cho công nghệ này, chẳng hạn như tích hợp vào quần áo và giày dép, tạo ra các thiết bị đeo có khả năng tự cung cấp năng lượng. Ngoài ra, việc phát triển các mô hình kinh doanh bền vững và các chính sách hỗ trợ từ chính phủ là rất quan trọng để thúc đẩy sự phát triển và thương mại hóa của thiết bị tạo điện bằng sức người.

5.2. Tác động tiềm tàng của máy phát điện lực chân đến xã hội

Ứng dụng máy phát điện lực chân có thể mang lại nhiều lợi ích cho xã hội, bao gồm giảm thiểu tác động môi trường, cải thiện an ninh năng lượng, tạo ra cơ hội kinh tế và nâng cao chất lượng cuộc sống. Bằng cách cung cấp một nguồn năng lượng sạch và bền vững, công nghệ này có thể giúp giảm thiểu biến đổi khí hậu, ô nhiễm không khí và sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Ngoài ra, việc tạo ra các công việc mới trong lĩnh vực sản xuất, lắp đặt và bảo trì máy phát điện di động có thể thúc đẩy phát triển kinh tế và cải thiện đời sống của người dân. Cuối cùng, việc cung cấp điện năng cho các khu vực hẻo lánh và các cộng đồng nghèo có thể giúp nâng cao chất lượng cuộc sống và giảm thiểu bất bình đẳng xã hội.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Central Washington University ScholarWorks@CWU All Undergraduate Projects Undergraduate Student Projects Spring 2020 Mechanical Footstep power generator Mohammed Saleh Aljohani Central Washington University, mohammed.edu Faisal Alonazi Central Washington University, faisal.edu Follow this and additional works at: https://digitalcommons.edu/undergradproj Part of the Computer-Aided Engineering and Design Commons, Engineering Mechanics Commons, Manufacturing Commons, and the Mechanics of Materials Commons Recommended Citation Aljohani, Mohammed Saleh and Alonazi, Faisal, "Mechanical Footstep power generator" (2020). All Undergraduate Projects.edu/undergradproj/145 This Dissertation/Thesis is brought to you for free and open access by the Undergraduate Student Projects at ScholarWorks@CWU. It has been accepted for inclusion in All Undergraduate Projects by an authorized administrator of ScholarWorks@CWU. For more information, please contact scholarworks@cwu.

MECHANICAL FOOTSTEPS POWER GENERATOR By Investigator: Mohammed Aljohani Project Partners: Faisal Alonazi TABLE OF CONTENTS Mechanical Footsteps Power Generator. Scope of Effort:. Approach: Proposed Solution:. Description of Analyses:.

Scope of Testing and Evaluation:. Test Procedure description:. Part Suppliers, Substantive Costs, Sequence or Buying Issues:. Determine Labor & Estimate Costs:.

Estimate Total Project Costs:. In fall quarter:. In winter quarter:. In Spring quarter:.

Project risk analysis. 26 A1: The maximum permissible torque for the shaft with known diminution:. 26 A2: One force on the beam:. 27 A3: Two forces on the beam:.

28 A4: The weight of top plate:. 29 A5: the weight of Base Plate:. 31 A7: Left / Right Side Support. 32 A8: Shear stress and strain for punch hole to Top plate and Base plate.

34 A10: Shear force and bending moment Diagram. 35 A11: Spring Constant and compressed. 36 A12: Volume of a box for the device. Appendix C – Parts List.

Appendix J – Job Hazard. MOTIVATION: This project was motivated by the need for a device that would generate electricity from human motion, especially footsteps. Electricity is a very important resource in people daily life. There are numerous sources from which are able to generate electrical energy.

The major sources of energy include but are not limited to coal, natural gas, petroleum, and nuclear energy. Most of these sources have adverse effects on the environmental inclusion such as air pollution; for example, from coal energy generation plants which then cumulatively leads to effects such as increase in rates of global warming. This project seeks to establish an environmentally friendly way of generating electric power from human motion. Such a system could be highly effective for installation in places that expect frequent mobility of a large population such as in educational institutions like universities and subway station entrances and platforms.

FUNCTION STATEMENT: The function of this statement is to generate electrical power from human motion. REQUIREMENTS: 1) This device is required to have the ability and capacity to store the energy generated 6kw/h. 2) The device should be able to support the weight of an average human being which is approximately 137 pounds. 3) Once activated the top plate of the device must return to the initial position with displacement not lasting more than 5 seconds.

4) The displacement must be compensated appropriately to prevent overshoot in the device. It must be 1 inch. 5) The device should measure 50 centimeters in length, 35 centimeters wide and a thickness of 25 centimeters. SUCCESS CRITERIA: 1) The project must meet all the requisite safety criteria.

2) The device developed should also be relatively small and lightweight without compromising its functionality. 3) The device should be manufacturable with ease. 4) Its construction materials need to be easily accessible and inexpensive so as to minimize the cost of production per unit. 5) To be able to generate optimum functionality of the device must be installed in areas where there is a large population density.

SCOPE OF EFFORT: The project will only seek to harness the energy generated by the impact of the foot on the floor during the gait cycle. APPROACH: PROPOSED SOLUTION: The solid works design and dimensions are represented in Appendix B, and analyses are presented in Appendix A. The analysis contains only the structure, and the design will be performed efficiently when all the dimensions, loads and requirements are met completely. DESIGN DESCRIPTION: The design for whole device comes with top plate, base plate, 3 gears, 1 rack with pinion, rod supports, left/right side support and generator.

6 Scanned with CamScanner A1) Design (Sketch for top plate and base plate with springs). BENCHMARK: Wind turbines are one of the sources of green energy as depend on wind currents to turn the turbines and generate electricity and also inexpensive to maintain since propulsion is natural. Similarly, the device is seek to develop would have zero negative impact on the environment and would be inexpensive to maintain since it depends on human moment to produce electricity, also; not be affected by shifts in weather patterns; unlike wind turbines whose productivity solely depends on the natural wind direction. This new device would be fully dependent on human motion which is entirely under people control to operate.

PERFORMANCE PREDICTION: The performance of the project will be as described below: 1) The footstep power generator electricity provided by human motion. 7 2) The displacement must be compensated appropriately to prevent overshoot in the device. It must be 1 inch. 3) Once activated the top plate of the device must return to the initial position with displacement not lasting more than 5 seconds.

DESCRIPTION OF ANALYSES: • A1: Finding the maximum permissible torque for a shaft of known dimensions, trying to calculate the max. Permissible for the shaft and knowing the whole dimensions can use for shaft. • A2: Measuring one force on the beam to try how the average human weight 137 lb. will be on the device.

• A3: Measuring the two forces on the beam for human motion, just example if two humans’ motion be on the steel beam how will be good for steel and nothing will happen for the steel such as broken. • A4: trying to get exact measure for top plate that will work in device, and if trying to make it bigger can change the volume to higher to be good. • A5: trying to get exact measure for base plate that will work in device, and if trying to make it bigger can change the volume to higher to be good. But in the base plate the length should be bigger than the top plate.

• A6: L-bracket measure it and want to know how can bending the bracket by 90 degree to get the exact measure and be work in device to hold the Rod Support with base plate. • A7: Measuring the Left/right side support to know how can support the load for one force on the top side support. • A8: Measuring the punch hole for top plate and base plate, Shear stress and strain for punch hole to Top plate and Base plate and avoid the extra space. • A9: calculating the shear stress for top plate that help the device to know how and will be good for human.

• A10: Calculating the shear force and bending moment Diagram to know if the steel of top plate will be bending for 137 lb. for human motion or not. • A11: Calculating the Spring’s constant and how far the stretched or compressed and using the Hooke’s Law to measure constant and compressed. • A12: Box measuring, trying to measure how can making a box for the device to be in good condition and how can use size for the box.

SCOPE OF TESTING AND EVALUATION: 8 Mechanical testing includes testing each parts of the machine/robot individually followed by the complete testing after which the project is ready to be used. METHOD: The complete diagram of the power generation using footsteps. L-shapes window is inclined in certain small angle which is used to generate the power. The pushing power is converted into electrical energy by proper driving arrangement.

The rack & pinion, spring arrangement is fixed at the footsteps which are mounded bellow the L- shapes window. The spring is used to return the inclined L-shapes window in same position by releasing the load. The pinion shaft is connected to the supporter by end bearings. The larger sprocket also coupled with the pinion shaft, so that it is running the same speed of pinion.

The larger sprocket is coupled to the small cycle sprocket with the help of chain cycle. This larger sprocket is used to transfer the rotation force to the smaller sprocket. The smaller sprocket is running same direction for the forward and reverse direction of rotational movement of the larger sprocket. This action locks like a cycle pedaling action.

• Method of construction: One of the major factors that determined the nature of the generation system was environmental issues. constructing a device that generated power while conserving the environment was the most critical factor that motivated the idea of coming up with this generation system. The system is designed in a way that the people movement will be utilized to generate electricity. The footstep power generator basically translates the oscillatory motion to circular and later to electricity.

The construction of the system includes measurement, manual cutting, drilling and welding. 9 • Manufacturing issues: Most of the material purchased did not conform to the measurement of the parts of the generator. Getting materials with similar measurements was impossible. In addition, some materials are not locally available.

The last problem is the cost of the material. For instance, the price of steel is relatively high. • Methods used in to solve the problem: In order to get the correct measurement, measurement and manual cutting of the materials were done. Where the screws were needed, drilling was done to ensure that the bolts were fitted correctly.

Other methods used in connecting different parts include welding. Welding was done were permanent attachment was needed. To ensure that enough time to make the cutting and measurement was available; all the materials were ordered in time. FOOTSTEP ARRANGEMENT: This is made up of mild steel.

The complete set up is fixed in this model footstep. The two L- shapes frame is fixed in the above two ends of the track. Bellow this L-shapes window, the actual power generation arrangement is constructed. DRAWING TREE Mechanical Footsteps power generator Stracture Gear Generator Top Plate Supporting Plate Rod Support L-Barcket Base Plate Shaft Spring 4.

INTRODUCTION: Footstep power generator is a project with three major parts; structural, gearing, and generating power. In this proposal the focus major will be on structural. Testing the functionality of the generator is important. In order to ensure that the generator setup is fully functional, various tests are done on the materials.

Also, after the system is assembled, various tests will be carried to find the efficiency of the generation system and the possibilities of the system breakdown. The tests done before assembling include; verification of the materials purchased, the measurement 11 verification, and verification that the materials ordered were supplied as instructed. After assembling the following will be tested: the power of the generator, the efficiency, reliability of the system and probability of breakdown after installation. METHOD/APPROACH: ▪ Performance testing: This test involves a process of finding out the responsiveness and stability of the footstep power generation system.

The test will provide information regarding the production capacity of the generator. This approach will test the average power the power generation system can produce at different environmental aspects. ▪ Usability testing: This method of test determines the easiness of using generation system. The system should be easy to use.

Different users will be requested to use the generator while being observes. Qualitative data will be collected for the analysis ▪ Security testing: Security test will be carried to determine if there are any risk involved when operation the footsteps power generation system. TEST PROCEDURE DESCRIPTION: To verify if the materials are supplied are as ordered a procedural check is done.