能源问题是人类社会生存进化和稳定发展的重要核心,面对能源储备不断减少的困境,储能技术应运而生。储能(stored energy)是指通过介质或者是设备把能源、能量存储起来,在需要时再释放的过程。通常意义上的储能是对电力能源的储备,生活中常见的电力储能设备包括水电能源的抽水蓄能、风电能源的飞轮储能以及新能源产业的动力电池、铅酸电池和锂离子电池等,这些设备大多通过将电能转化为势能或化学能来实现对电力资源的储蓄,被广泛应用于社会生产和生活的各行各业。

为解决人们在负重、长途行走过程中的体力和速度等方面的难题,通过模仿鸵鸟的跟腱部位,沿用助力设备普遍采用的外骨骼形式,设计了一个轻巧简便的机械模型,利用人体行走过程中重力做功而产生的能量,将其储存起来,并将其转化为辅助人体行走或奔跑的动能。通过对模型的机构运动简图的运动分析,阐述其能量存储和释放的过程,从理论上验证其可行性,根据机构模型设计了设备的三维模型,并具体设计各零部件。该模型不需要外界动力源、结构简单紧凑,而且能量的储存和释放程度可调节,为人们负重、长途行走等提供了助力方式,解决了助力设备活动范围有限的问题。

根据建立的液压蓄能器数学模型，采用龙格库塔数值方法对液压蓄能器在存储和释放能量过程中的能量损失进行了分析。分析表明，液压蓄能器的能量损失与连接管道的长度、流量的大小、连接管道横截面面积与液压蓄能器横截面面积之比有关。研究结果对液压蓄能器的设计和工程安装有参考意义。