一種應(yīng)用于人體動(dòng)能采集的摩擦發(fā)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用于人體動(dòng)能采集的摩擦發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]通過(guò)微型能量采集器件從環(huán)境及日?；顒?dòng)中采集電能，被視為實(shí)現(xiàn)植入式醫(yī)療器件、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)等低功耗電子設(shè)備持續(xù)供能的有效途徑，對(duì)能源可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
[0003]摩擦發(fā)電機(jī)是近幾年興起的能量采集器件，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、適用于大規(guī)模工業(yè)加工等鮮明特點(diǎn)。摩擦發(fā)電機(jī)可以通過(guò)非常廣泛的材料選擇來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括聚合物、金屬、無(wú)機(jī)氧化物等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:提供一種應(yīng)用于人體動(dòng)能采集的摩擦發(fā)電機(jī)，采用開(kāi)放式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，集成在鞋上，并且不占用額外的空間。
[0005]本發(fā)明提供一種應(yīng)用于人體動(dòng)能采集的摩擦發(fā)電機(jī)，包括:摩擦表面，感應(yīng)電極，耦合電極；所述摩擦表面與感應(yīng)電極相對(duì)應(yīng)。
[0006]進(jìn)一步，所述摩擦發(fā)電機(jī)集成于鞋上，所述摩擦表面以及與之相對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電極集成于鞋底下表面；耦合電極集成于鞋底上表面，以實(shí)現(xiàn)與人體的電耦合。
[0007]進(jìn)一步，所述摩擦表面為聚合物材料。
[0008]進(jìn)一步，所述摩擦表面為乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚氯乙烯。
[0009]進(jìn)一步，所述感應(yīng)電極為金屬鋁或銅或不銹鋼。
[0010]進(jìn)一步，所述耦合電極為金屬鋁或銅或不銹鋼。
[0011]本發(fā)明具有如下有益技術(shù)效果:
[0012]1.本發(fā)明提供的摩擦發(fā)電機(jī)通過(guò)開(kāi)放式的結(jié)構(gòu)集成在鞋上，不會(huì)給使用者增加額外的負(fù)擔(dān)，在人體活動(dòng)的過(guò)程中采集電能，具備為可穿戴設(shè)備、植入式醫(yī)療器件供電的能力。
[0013]2.本發(fā)明提出的摩擦發(fā)電機(jī)制造簡(jiǎn)單，能量采集效率高。
【附圖說(shuō)明】
[0014]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，在附圖中:
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例摩擦發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明實(shí)施例摩擦發(fā)電機(jī)等效工作電路示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明實(shí)施例摩擦發(fā)電機(jī)輸出示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實(shí)施例以及說(shuō)明用來(lái)解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0019]實(shí)施例1:
[0020]本實(shí)施例摩擦發(fā)電機(jī)采用開(kāi)放式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括摩擦表面4，感應(yīng)電極3，耦合電極I ;摩擦表面4與感應(yīng)電極3相對(duì)應(yīng)。
[0021]優(yōu)選地，摩擦表面4為聚合物材料，如乙稀-醋酸乙稀共聚物(ethylene-vinylacetate copolymer，EVA)、聚氯乙稀(Polyvinyl chloride polymer, PVC)等。
[0022]優(yōu)選地，所述感應(yīng)電極和耦合電極為導(dǎo)電性好的材料，如金屬鋁、銅、不銹鋼等。
[0023]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明一種應(yīng)用于人體動(dòng)能采集的摩擦發(fā)電機(jī)可集成在鞋上，并且不占用額外的空間?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，本發(fā)明具備為可穿戴設(shè)備、植入式醫(yī)療器件供電的應(yīng)用潛力。
[0024]實(shí)施例2:
[0025]圖1為本發(fā)明實(shí)施例2摩擦發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2摩擦發(fā)電機(jī)等效工作電路示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明實(shí)施例2摩擦發(fā)電機(jī)輸出示意圖。
[0028]作為上述實(shí)施例的一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所提供的摩擦發(fā)電機(jī)集成于鞋上。參見(jiàn)圖1所示，本實(shí)施例集成于鞋上的摩擦發(fā)電機(jī)，在鞋底2下表面集成了摩擦表面4，以及與之相對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電極3 ;在鞋底上表面則是耦合電極1，以實(shí)現(xiàn)與人體O的電耦合。
[0029]圖2所示為本發(fā)明提供的摩擦發(fā)電機(jī)等效工作電路示意圖。在人行走的過(guò)程中，摩擦表面與地面接觸分離產(chǎn)生摩擦電荷，構(gòu)成可變電容CG。Cl是摩擦表面與感應(yīng)電極之間的電容，C3則是人體與耦合電極之間的電容。RL是負(fù)載電阻，C2是兩個(gè)電極之間的電容。CB及RB分別為人體對(duì)地的等效電容及電阻。在日常行走狀態(tài)下，發(fā)電機(jī)的輸出電壓如圖3所示。
[0030]由上可見(jiàn)，本發(fā)明提供的摩擦發(fā)電機(jī)具有以下有益的技術(shù)效果:
[0031]1.本發(fā)明提供的摩擦發(fā)電機(jī)通過(guò)開(kāi)放式的結(jié)構(gòu)集成在鞋上，不會(huì)給使用者增加額外的負(fù)擔(dān)，在人體活動(dòng)的過(guò)程中采集電能，具備為可穿戴設(shè)備、植入式醫(yī)療器件供電的應(yīng)用潛力。
[0032]2.本發(fā)明提出的摩擦發(fā)電機(jī)制造簡(jiǎn)單，能量采集效率高。
[0033]以上對(duì)本發(fā)明提出的一種應(yīng)用于人體動(dòng)能采集的摩擦發(fā)電機(jī)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，以幫助理解本方面的核心原理及方法。需要說(shuō)明的是，以上所述的實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)該技術(shù)方案保護(hù)范圍的限定。任何在上述實(shí)施方式的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在該技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)用于人體動(dòng)能采集的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，包括: 摩擦表面，感應(yīng)電極，耦合電極； 所述摩擦表面與感應(yīng)電極相對(duì)應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于人體動(dòng)能采集的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于， 所述摩擦發(fā)電機(jī)集成于鞋上，所述摩擦表面以及與之相對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電極集成于鞋底下表面；耦合電極集成于鞋底上表面，以實(shí)現(xiàn)與人體的電耦合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于人體動(dòng)能采集的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于， 所述摩擦表面為聚合物材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于人體動(dòng)能采集的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于， 所述摩擦表面為乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚氯乙烯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于人體動(dòng)能采集的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于， 所述感應(yīng)電極為金屬鋁或銅或不銹鋼。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于人體動(dòng)能采集的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于， 所述耦合電極為金屬鋁或銅或不銹鋼。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種應(yīng)用于人體動(dòng)能采集的摩擦發(fā)電機(jī)，其可集成于鞋上，在鞋底下表面集成了摩擦表面和與之相對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電極；在鞋底上表面則是耦合電極，以實(shí)現(xiàn)與人體的電耦合。本發(fā)明摩擦發(fā)電機(jī)通過(guò)開(kāi)放式的結(jié)構(gòu)集成在鞋上，不會(huì)給使用者增加額外的負(fù)擔(dān)，在人體活動(dòng)的過(guò)程中采集電能，具備為可穿戴設(shè)備、植入式醫(yī)療器件供電的能力；且該摩擦發(fā)電機(jī)制造簡(jiǎn)單，能量采集效率高。
【IPC分類】H02N1-04
【公開(kāi)號(hào)】CN104734557
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510102678
【發(fā)明人】王奕青
【申請(qǐng)人】王奕青
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年3月9日