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CHAPTER 02 / 启

踏启TREADSPARK

脚踏有力,续航有机。

人体动力应急供电系统

踏启双曲柄脚踏发电装置,冷银框架、石墨黑双踏板与低矮底座
CHAPTER 02 / 启短曲柄 · 发电 · 电池缓冲 · USB 输出

THE QUESTION

桌下的空间,
能多一种用途吗?

掌序从手掌开始。踏启往下一点,研究脚下的动作能不能成为一种可选择的活动,也给设备补一点电。

采用单根主轴、180°双曲柄和 85 mm 短曲柄。两级同步带把低转速带到发电端,电池缓冲把脚踏输入与 USB 输出分开处理。

真正要回答的是日常是否愿意踩、会不会碰到膝盖、噪声是否打扰,以及经过全部损耗后,设备端究竟收到多少电。

PUT THE NUMBERS ON THE TABLE

能发多少,
先把账摊开。

基于踏启 v1.2 模型
机械输入、源端口与线缆末端分开计量

曲柄机械输入25 W

作为一组持续输入假设,实际舒适性需要测试。

储能中性的 USB-C 源端口功率14.50 W

计入内部传动、发电、电源转换和辅机损耗;线缆损耗另计。

45 W 源端口缓冲输出的理论时长23.11 min

25 W 持续输入,19.2 Wh 电池从 90% 到 20% 等效能量窗口。

45 W 可以是短时输出,不能叫 25 W 输入下的持续供电。

停止脚踏时,同样的电池窗口按 45 W 输出约 15.41 分钟。按当前模型,若要储能中性地持续输出 45 W,曲柄需要约 75.05 W 机械输入;舒适性、热管理与设备兼容性都要另行验证。

展开模型参数与计量边界

传动效率 0.90,发电效率 0.80,整流效率 0.92,USB 效率 0.92,充电效率 0.94,放电效率 0.95;活动辅机 0.80 W。电池假设 12.8 V × 1.5 Ah = 19.2 Wh,窗口为标称等效能量的 20%–90%,不是从端电压线性推算 SOC。

25 W × 0.90 × 0.80 × 0.92 = 16.56 W 母线输入。储能中性 USB-C 源端口输出约 (16.56 − 0.80) × 0.92 = 14.50 W。30 分钟无 USB 负载时,理论新增储能 7.41 Wh。

USB 效率只到源端口,外部线缆 I²R 损耗单独计算。以 20 V、线缆回路电阻 0.10 Ω 为例:源端口 14.4992 W,线缆末端约 14.4466 W;若再假设笔记本内部转换效率 93%,内部可用功率约 13.4354 W。源端口 45 W 时,线缆末端约 44.4938 W。

NEXT, MAKE IT TESTABLE

一张图之后,
还要过这几关。

先测机构

核对速比、带轮包角、轴承、踏板间隙、底座防滑与抗倾覆。渲染中的尺寸不代替加工图。

再测能量

同时记录曲柄输入、母线、电池端、USB-C 源端口与线缆末端;改变负载,验证各段损耗与保护切换。

最后放回桌下

在真实桌椅下测膝部余量、工作干扰、噪声和持续使用;用结果调整阻力和外形。

THE OPEN RESEARCH / V1.2

把想象画出来。
把问题算到底。

画册、论文、科学性审核与产品海报。
同一版材料,从不同角度认识踏启。

这一版,认真修正了什么?

v1.2 把 USB-C 源端口输出与外部线缆损耗分开;按同一只脚的载荷同时核算轴的弯矩和扭矩,12 mm 轴的名义等效应力修正为约 144.14 MPa。这个数值还不能直接判定轴的强度合格。

“预留 10 Wh”指高于最低储能阈值 3.84 Wh 的可调度能量,因此总储能至少需要 13.84 Wh。25 W 机械输入且无输出时,理论积累约需 40.50 分钟;这也不等于空电池可以冷启动。

研究材料 v1.2 · 2026.10.22 · 当前为设计与理论研究,下一步是测量与样机。

A BETTER QUESTION IS A STEP FORWARD.

你会在桌下踩它吗?

你的一张桌子、一个使用场景、一个没算通的问题,都可能让踏启再往前一步。