一種應用于人體動能采集的摩擦發(fā)電機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)電機技術領域，特別涉及一種應用于人體動能采集的摩擦發(fā)電機。
【背景技術】
[0002]通過微型能量采集器件從環(huán)境及日常活動中采集電能，被視為實現(xiàn)植入式醫(yī)療器件、無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點等低功耗電子設備持續(xù)供能的有效途徑，對能源可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
[0003]摩擦發(fā)電機是近幾年興起的能量采集器件，具有結構簡單、成本低廉、適用于大規(guī)模工業(yè)加工等鮮明特點。摩擦發(fā)電機可以通過非常廣泛的材料選擇來實現(xiàn)，包括聚合物、金屬、無機氧化物等。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:提供一種應用于人體動能采集的摩擦發(fā)電機，采用開放式的結構設計，集成在鞋上，并且不占用額外的空間。
[0005]本發(fā)明提供一種應用于人體動能采集的摩擦發(fā)電機，包括:摩擦表面，感應電極，耦合電極；所述摩擦表面與感應電極相對應。
[0006]進一步，所述摩擦發(fā)電機集成于鞋上，所述摩擦表面以及與之相對應的感應電極集成于鞋底下表面；耦合電極集成于鞋底上表面，以實現(xiàn)與人體的電耦合。
[0007]進一步，所述摩擦表面為聚合物材料。
[0008]進一步，所述摩擦表面為乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚氯乙烯。
[0009]進一步，所述感應電極為金屬鋁或銅或不銹鋼。
[0010]進一步，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效果:
[0012]1.本發(fā)明提供的摩擦發(fā)電機通過開放式的結構集成在鞋上，不會給使用者增加額外的負擔，在人體活動的過程中采集電能，具備為可穿戴設備、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)電機制造簡單，能量采集效率高。
【附圖說明】
[0014]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發(fā)明的不當限定，在附圖中:
[0015]圖1為本發(fā)明實施例摩擦發(fā)電機結構示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明實施例摩擦發(fā)電機等效工作電路示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明實施例摩擦發(fā)電機輸出示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面將結合附圖以及具體實施例來詳細說明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實施例以及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
[0019]實施例1:
[0020]本實施例摩擦發(fā)電機采用開放式的結構設計，包括摩擦表面4，感應電極3，耦合電極I ;摩擦表面4與感應電極3相對應。
[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，所述感應電極和耦合電極為導電性好的材料，如金屬鋁、銅、不銹鋼等。
[0023]需要說明的是，本發(fā)明一種應用于人體動能采集的摩擦發(fā)電機可集成在鞋上，并且不占用額外的空間?；谝陨蟽?yōu)點，本發(fā)明具備為可穿戴設備、植入式醫(yī)療器件供電的應用潛力。
[0024]實施例2:
[0025]圖1為本發(fā)明實施例2摩擦發(fā)電機結構示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明實施例2摩擦發(fā)電機等效工作電路示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明實施例2摩擦發(fā)電機輸出示意圖。
[0028]作為上述實施例的一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所提供的摩擦發(fā)電機集成于鞋上。參見圖1所示，本實施例集成于鞋上的摩擦發(fā)電機，在鞋底2下表面集成了摩擦表面4，以及與之相對應的感應電極3 ;在鞋底上表面則是耦合電極1，以實現(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)電機等效工作電路示意圖。在人行走的過程中，摩擦表面與地面接觸分離產生摩擦電荷，構成可變電容CG。Cl是摩擦表面與感應電極之間的電容，C3則是人體與耦合電極之間的電容。RL是負載電阻，C2是兩個電極之間的電容。CB及RB分別為人體對地的等效電容及電阻。在日常行走狀態(tài)下，發(fā)電機的輸出電壓如圖3所示。
[0030]由上可見，本發(fā)明提供的摩擦發(fā)電機具有以下有益的技術效果:
[0031]1.本發(fā)明提供的摩擦發(fā)電機通過開放式的結構集成在鞋上，不會給使用者增加額外的負擔，在人體活動的過程中采集電能，具備為可穿戴設備、植入式醫(yī)療器件供電的應用潛力。
[0032]2.本發(fā)明提出的摩擦發(fā)電機制造簡單，能量采集效率高。
[0033]以上對本發(fā)明提出的一種應用于人體動能采集的摩擦發(fā)電機進行了詳細說明，以幫助理解本方面的核心原理及方法。需要說明的是，以上所述的實施方式，并不構成對該技術方案保護范圍的限定。任何在上述實施方式的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在該技術方案的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種應用于人體動能采集的摩擦發(fā)電機，其特征在于，包括: 摩擦表面，感應電極，耦合電極； 所述摩擦表面與感應電極相對應。
2.根據(jù)權利要求1所述的應用于人體動能采集的摩擦發(fā)電機，其特征在于， 所述摩擦發(fā)電機集成于鞋上，所述摩擦表面以及與之相對應的感應電極集成于鞋底下表面；耦合電極集成于鞋底上表面，以實現(xiàn)與人體的電耦合。
3.根據(jù)權利要求1所述的應用于人體動能采集的摩擦發(fā)電機，其特征在于， 所述摩擦表面為聚合物材料。
4.根據(jù)權利要求3所述的應用于人體動能采集的摩擦發(fā)電機，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)權利要求1所述的應用于人體動能采集的摩擦發(fā)電機，其特征在于， 所述感應電極為金屬鋁或銅或不銹鋼。
6.根據(jù)權利要求1所述的應用于人體動能采集的摩擦發(fā)電機，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)明公開了一種應用于人體動能采集的摩擦發(fā)電機，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應的感應電極；在鞋底上表面則是耦合電極，以實現(xiàn)與人體的電耦合。本發(fā)明摩擦發(fā)電機通過開放式的結構集成在鞋上，不會給使用者增加額外的負擔，在人體活動的過程中采集電能，具備為可穿戴設備、植入式醫(yī)療器件供電的能力；且該摩擦發(fā)電機制造簡單，能量采集效率高。
【IPC分類】H02N1-04
【公開號】CN104734557
【申請?zhí)枴緾N201510102678
【發(fā)明人】王奕青
【申請人】王奕青
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月9日