一種無線自供能充電服的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種無線自供能充電服，尤其是一種基于靜電和摩擦原理的無線自供能充電服，屬于無線能量傳輸技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，可穿戴設(shè)備和便攜式電子產(chǎn)品在人們的日常生活中大量普及。現(xiàn)有的此類設(shè)備廣泛使用容量有限的可充電電池作為能量源，充電過程主要使用供電電源進行充電。然而，供電電源的位置限制了這些設(shè)備的使用空間，充電的過程中設(shè)備的移動性會受到很大的限制。
[0003]現(xiàn)有的充電方式可分有線充電和無線充電兩種方式。有線充電的方式充電效率較高，但是其對于充電空間的限$_常明顯，另外充電線的使用也降低了充電操作的便捷性。無線充電對于充電位置的限制相對較弱，并且不需要使用充電線。但是現(xiàn)有的無線充電方式主要也依賴供電電源，對于充電空間的拓展有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無線自供能充電服，一種基于靜電與摩擦原理的無線自供能充電服，以實現(xiàn)便捷、低成本、隨時可充電。
[0005]—種無線自供能充電服，當衣物之間或者人體與外界摩擦時會產(chǎn)生摩擦電荷，摩擦電荷的相對運動產(chǎn)生感應(yīng)電流，電能能夠被電極捕獲并通過無線傳輸?shù)姆绞絺鬟f給接收端并對待充電設(shè)備進行供電。
[0006]—種無線自供能充電服，包含輔助能量采集電極、發(fā)射電極、接收電極以及外部衣物，發(fā)射電極靠近充電位置，接收電極位于待充電設(shè)備上，并與待充電設(shè)備用導線連接。
[0007]輔助能量采集電極與發(fā)射電極位于衣物內(nèi)部，并用導線進行連接。
[0008]所述輔助能量采集電極為導電材料金屬(銅、鋁、銀或金)、合金、導電聚合物(聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺或聚乙撐二氧噻吩)、碳基導電材料(碳納米管、碳納米線、石墨烯或石墨)或?qū)щ娊饘傺趸?氧化銦錫)。
[0009]發(fā)射電極為導電材料金屬、合金、導電聚合物、碳基導電材料或?qū)щ娊饘傺趸铩?br>[0010]所述接收電極材料為導電材料金屬、合金、導電聚合物、碳基導電材料或?qū)щ娊饘傺趸铩?br>[0011 ] 所述外部衣物材料為布料棉布、麻布、絲綢、皮革、尼龍或滌綸。
[0012]將發(fā)射電極和輔助能量采集電極置于衣物外面。
[0013]省去輔助能量采集電極，只使用發(fā)射電極，接收電極與發(fā)射電極之間可以存在其他絕緣介質(zhì)。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0015]1、本發(fā)明提出的無線自供能充電服具有能量采集供能，相較于傳統(tǒng)充電裝置充電空間不受限制，同時不需要外部供電。
[0016]2、本發(fā)明提出的無線自供能充電服可在用戶無意識中完成充電過程，不需要額外操作，極大簡化了充電過程。
[0017]3、本發(fā)明提出的無線自供能充電服的電學部件可使用柔性導電材料，提高用戶的舒適度，
[0018]4、本發(fā)明提出的無線自供能充電服制作工藝簡單，成本低，有利于大規(guī)模生產(chǎn)。
[0019]本發(fā)明在為便攜式電子設(shè)備和可穿戴設(shè)備充電方面有良好的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0020]當結(jié)合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點，但此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定，如圖其中:
[0021]圖1為本發(fā)明的無線自供能充電服的發(fā)射電極、接收電極以及外部衣物位置關(guān)系的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明的無線自供能充電服的發(fā)射電極、接收電極以及外部衣物位置關(guān)系的側(cè)視圖；
[0023]圖3為本發(fā)明的無線自供能充電服的輔助能量采集電極、發(fā)射電極在外套上放置的不意圖；
[0024]圖4為本發(fā)明的無線自供能充電服的輔助能量采集電極、發(fā)射電極在長褲上放置的不意圖；
[0025]圖5為本發(fā)明的短路電流的測試輸出曲線圖；
[0026]圖6為本發(fā)明的接收電極電壓的測試輸出曲線圖。
[0027]其中，發(fā)射電極1、衣物布料2、接收電極3、輔助能量采集電極4。
[0028]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
【具體實施方式】
[0029]顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本發(fā)明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0030]實施例1:如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示，一種無線自供能充，當衣物之間或者人體與外界摩擦時會產(chǎn)生摩擦電荷，摩擦電荷的相對運動產(chǎn)生感應(yīng)電流，電能可以被電極捕獲并通過無線傳輸?shù)姆绞絺鬟f給接收端并對設(shè)備進行供電。上述無線自供能充電服的結(jié)構(gòu)為:包含輔助能量采集電極、發(fā)射電極、接收電極以及外部衣物。輔助能量采集電極與發(fā)射電極位于衣物內(nèi)部，并用導線進行連接。發(fā)射電極靠近充電位置。接收電極位于待充電設(shè)備上，并與待充電設(shè)備用導線連接。
[0031 ] 所述輔助能量采集電極為導電材料，如金屬、合金、導電聚合物、碳基導電材料、導電金屬氧化物等。
[0032]所述發(fā)射電極為導電材料，如金屬、合金、導電聚合物、碳基導電材料、導電金屬氧化物等。
[0033]所述接收電極材料為導電材料，如金屬、合金、導電聚合物、碳基導電材料、導電金屬氧化物等。
[0034]所述外部衣物材料為布料，如棉布，絲綢，尼龍，滌綸等。
[0035]需要說明的是，本發(fā)明也可以將發(fā)射電極和輔助能量采集電極置于衣物外面，輔助能量采集電極可以省去，只使用發(fā)射電極，接收電極與發(fā)射電極之間可以存在其他絕緣介質(zhì)。
[0036]實施例2:如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示，一種無線自供能充電服，包括發(fā)射電極1、衣物布料2、接收電極3、輔助能量采集電極4。
[0037]發(fā)射電極I采用氧化銦錫(ITO)薄膜，薄膜的長度優(yōu)選為50mm，寬度優(yōu)選為50mm，膜厚優(yōu)選為185nm ；
[0038]衣物布料2為棉布，厚度約Icm ；
[0039]接收電極3為氧化銦錫(ITO)薄膜，薄膜的長度優(yōu)選為50mm，寬度優(yōu)選為50mm，膜厚優(yōu)選為185nm ；
[0040]輔助能量采集電極4氧化銦錫(ITO)薄膜，薄膜的長度優(yōu)選為100mm，寬度優(yōu)選為100mm，膜厚優(yōu)選為185nm ；
[0041]接收電極與發(fā)射電極間的距離優(yōu)選為lcm，輔助能量采集電極與發(fā)射電極之間用導線連接，接收電極位于待充電設(shè)備上并與待充電設(shè)備用導線連接。
[0042]穿著衣物進行運動時，運動產(chǎn)生的摩擦電荷會使發(fā)射電極與能量采集電極感應(yīng)產(chǎn)生電流。
[0043]能量采集電極4會將采集到的電能通過導線供給發(fā)射電極I。
[0044]發(fā)射電極I電壓變化，并通過靜電感應(yīng)的方式影響接收電極3的電壓，使其產(chǎn)生變化，并在外電路中形成電流。
[0045]能量采集電極與發(fā)射電極在衣物上的位置可以如圖3與圖4所示，但不限于在這些位置放置。
[0046]進行標準化測試時，使用外加固定頻率的震動，可在接收電極3上產(chǎn)生如圖5與圖6的穩(wěn)定的短路電流和電壓輸出，圖6對應(yīng)的負載電阻優(yōu)選值為100MΩ。
[0047]以上所述對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案以及有益效果進行了進一步說明，應(yīng)當理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的教導和權(quán)利要求保護范圍下所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種無線自供能充電服，其特征在于當衣物之間或者衣物與外界摩擦時會產(chǎn)生摩擦電荷，摩擦電荷的相對運動產(chǎn)生感應(yīng)電流，電能能夠被電極捕獲并通過無線傳輸?shù)姆绞絺鬟f給接收端并對待充電設(shè)備進行充電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線自供能充電服，其特征在于包含輔助能量采集電極、發(fā)射電極、接收電極以及外部衣物，發(fā)射電極靠近充電位置，接收電極位于待充電設(shè)備上，并與待充電設(shè)備相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無線自供能充電服，其特征在于輔助能量采集電極與發(fā)射電極位于衣物內(nèi)部，并用導線進行連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無線自供能充電服，其特征在于所述輔助能量采集電極為導電材料金屬、合金、導電聚合物、碳基導電材料、復合導電材料或?qū)щ娊饘傺趸铩?.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無線自供能充電服，其特征在于所述發(fā)射電極為導電材料金屬、合金、導電聚合物、碳基導電材料、復合導電材料或?qū)щ娊饘傺趸铩?.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無線自供能充電服，其特征在于所述接收電極材料為導電材料金屬、合金、導電聚合物、碳基導電材料、復合導電材料或?qū)щ娊饘傺趸铩?.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無線自供能充電服，其特征在于所述外部衣物材料為布料棉布、麻布、絲綢、皮革、尼龍或滌綸。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無線自供能充電服，其特征在于將發(fā)射電極和輔助能量采集電極置于衣物外面。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無線自供能充電服，其特征在于省去輔助能量采集電極，只使用發(fā)射電極，接收電極與發(fā)射電極之間可以存在其他絕緣介質(zhì)。10.根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的一種無線自供能充電服，其特征在于發(fā)射電極采用氧化銦錫(ITO)薄膜，薄膜的長度優(yōu)選為50mm，寬度優(yōu)選為50mm，膜厚優(yōu)選為185nm ; 衣物布料為棉布，厚度約Icm ； 接收電極為氧化銦錫(ITO)薄膜，薄膜的長度優(yōu)選為50mm，寬度優(yōu)選為50mm，膜厚優(yōu)選為 185nm ； 輔助能量采集電極氧化銦錫(ITO)薄膜，薄膜的長度優(yōu)選為100mm，寬度優(yōu)選為100mm，膜厚優(yōu)選為185nm ； 接收電極與發(fā)射電極間的距離優(yōu)選為1cm，輔助能量采集電極與發(fā)射電極之間用導線連接，接收電極位于待充電設(shè)備上并與待充電設(shè)備用導線連接。
【專利摘要】一種無線自供能充電服，屬于無線能量傳輸技術(shù)領(lǐng)域。當衣物之間或者衣物與外界摩擦時會產(chǎn)生摩擦電荷，摩擦電荷的相對運動會在電極上產(chǎn)生感應(yīng)電流，這些電能被電極捕獲并通過無線傳輸?shù)姆绞絺鬟f給接收電極并對待充電設(shè)備進行充電。包含輔助能量采集電極、發(fā)射電極、接收電極以及外部衣物，發(fā)射電極靠近充電位置，接收電極位于待充電設(shè)備上，并與待充電設(shè)備用導線連接。本發(fā)明具有能量采集供功能，無須外部供電,相較于傳統(tǒng)充電裝置充電空間不受限制?？稍谟脩魺o意識中完成充電過程，不需要額外操作，極大簡化了充電過程，制作工藝簡單，成本低，有利于大規(guī)模生產(chǎn)。在便攜式電子設(shè)備和可穿戴設(shè)備方面有良好的應(yīng)用前景。
【IPC分類】H02N1/04, H02J7/00
【公開號】CN105186600
【申請?zhí)枴緾N201510497749
【發(fā)明人】張海霞, 師馬躍, 張進鑫, 韓夢迪, 于博成
【申請人】北京大學
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月13日