[實(shí)用新型]自驅(qū)動(dòng)飛行監(jiān)測(cè)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320809375.3
• 申請(qǐng)日: 2013-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203690969U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 闕妙玲;潘曹峰;王中林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家納米科學(xué)中心
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00;H02N1/04;H02N2/18
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及壓電及安全、環(huán)境等監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種自驅(qū)動(dòng)飛行監(jiān)測(cè)器，該監(jiān)測(cè)器利用納米發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軄?lái)進(jìn)行自驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的自驅(qū)動(dòng)監(jiān)測(cè)。

背景技術(shù)

安全監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控等監(jiān)測(cè)設(shè)備已經(jīng)普遍存在于我們的日常生活中，通常所見(jiàn)的監(jiān)測(cè)器是將監(jiān)控器固定在某位置，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。由于監(jiān)測(cè)器的不可移動(dòng)性，所以每臺(tái)監(jiān)測(cè)器只能進(jìn)行有限視野的監(jiān)控，而要想實(shí)現(xiàn)全方位、無(wú)死角的監(jiān)控則需花費(fèi)大量的人力物力。另外，現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)器都需要通過(guò)外部電源進(jìn)行供電，使用起來(lái)不夠方便。

因此，有必要設(shè)計(jì)一種可移動(dòng)的監(jiān)測(cè)器，能方便的實(shí)現(xiàn)全方位、無(wú)死角的監(jiān)控，并且能夠節(jié)約電能。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本實(shí)用新型提出了一種自驅(qū)動(dòng)飛行監(jiān)測(cè)器，該監(jiān)測(cè)器利用納米發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔転闄z測(cè)器件提供電源。

本實(shí)用新型提供的自驅(qū)動(dòng)飛行監(jiān)測(cè)器包括納米發(fā)電機(jī)、整流橋、攝像頭、蓄電池和單刀雙擲時(shí)間繼電器開(kāi)關(guān)，當(dāng)單刀雙擲時(shí)間繼電器開(kāi)關(guān)的第一端a閉合時(shí)，所述納米發(fā)電機(jī)、整流橋、蓄電池和單刀雙擲時(shí)間繼電器開(kāi)關(guān)串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)回路，當(dāng)單刀雙擲時(shí)間繼電器開(kāi)關(guān)的第二端b閉合時(shí)所述蓄電池、攝像頭和單刀雙擲時(shí)間繼電器開(kāi)關(guān)串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)回路，當(dāng)單刀雙擲時(shí)間繼電器開(kāi)關(guān)的第一端a閉合時(shí)，所述納米發(fā)電機(jī)在壓力作用下將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，以產(chǎn)生交流電信號(hào)，所述整流橋?qū)⑺黾{米發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電信號(hào)整流為直流信號(hào)，所述蓄電池將整流后的直流信號(hào)儲(chǔ)存起來(lái)；當(dāng)單刀雙擲時(shí)間繼電器開(kāi)關(guān)的第二端b閉合時(shí)，所述蓄電池放電，攝像頭在蓄電池釋放的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)下工作，對(duì)外界環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控。

優(yōu)選地，納米發(fā)電機(jī)安裝在飛鳥(niǎo)的翅膀上，當(dāng)飛鳥(niǎo)的翅膀活動(dòng)時(shí)，為該材料發(fā)電機(jī)提供壓力，使該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生形變從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。

優(yōu)選地，納米發(fā)電機(jī)為壓電材料發(fā)電機(jī)或者摩擦納米發(fā)電機(jī)。

優(yōu)選地，納米發(fā)電機(jī)是通過(guò)在柔性基底上生長(zhǎng)氧化鋅納米線形成。

優(yōu)選地，柔性基底為超薄Kapton膜。

優(yōu)選地，摩擦發(fā)電機(jī)包括：彎曲的柔性基底，所述基底的外表面即凸起表面制備有電極層，在所述基底內(nèi)表面即凹陷表面帖合有高分子薄膜層，與所述高分子薄膜層邊緣粘貼有金屬薄膜，金屬薄膜的面積與高分子薄膜的面積相當(dāng)，所述金屬薄膜的邊緣與所述高分子薄膜的邊緣粘貼后金屬薄膜與所述高分子薄膜之間形成拱形空腔。

優(yōu)選地，彎曲的柔性基底包括有機(jī)物襯底和彎曲動(dòng)力層，在彎曲動(dòng)力層的作用下有機(jī)物襯底形成拱形彎曲。

優(yōu)選地，彎曲的柔性基底是采用單層有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，將有機(jī)物制備為彎曲形狀的柔性單層有機(jī)物。

優(yōu)選地，高分子薄膜是聚對(duì)二甲基硅氧烷PDMS、聚四氟乙烯Teflon，聚氯乙烯PVC，聚三氟氯乙烯，或者聚酰亞胺Kapton中任一種；金屬薄膜是鋁箔、銅、銀、鎳、鐵中任一種薄膜，基底中的有機(jī)物襯底和彎曲動(dòng)力層具有不同的熱膨脹系數(shù)，在室溫時(shí)基底呈現(xiàn)彎曲狀態(tài)。

優(yōu)選地，利用表面沉積有金屬膜的有機(jī)物襯底代替金屬薄膜，在外加應(yīng)力作用下高分子薄膜和有機(jī)物表面的金屬膜接觸。

優(yōu)選地，利用PDMS對(duì)納米發(fā)電機(jī)進(jìn)行封裝。

優(yōu)選地，所述單刀雙擲時(shí)間繼電器開(kāi)關(guān)的第一端閉合時(shí)間與第二端閉合時(shí)間的比例為1-3比1。

根據(jù)本實(shí)用新型的自驅(qū)動(dòng)飛行監(jiān)測(cè)器，其利用具有壓電性質(zhì)的納米線來(lái)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，或者是摩擦電納米發(fā)電機(jī)提供電能，以供監(jiān)測(cè)器工作，從而實(shí)現(xiàn)了自驅(qū)動(dòng)的監(jiān)測(cè)器，與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)器相比，本實(shí)用新型的監(jiān)測(cè)器無(wú)需外加電源或電池的輔助，完全可以實(shí)現(xiàn)自供電。該監(jiān)測(cè)器節(jié)能環(huán)保，可以持久工作而不用擔(dān)心更換電池。另一方面，將這一監(jiān)測(cè)器安置于飛鳥(niǎo)身上，利用飛鳥(niǎo)飛行來(lái)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)的全方位的監(jiān)測(cè)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的自驅(qū)動(dòng)監(jiān)測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為壓電納米發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為摩擦電納米發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

本實(shí)用新型的自驅(qū)動(dòng)飛行監(jiān)測(cè)器利用飛鳥(niǎo)各處飛行這一天然特性，實(shí)現(xiàn)了一種可移動(dòng)監(jiān)測(cè)器。同時(shí)收集飛鳥(niǎo)飛行時(shí)翅膀與肢體的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械能，利用壓電效應(yīng)或摩擦電效應(yīng)將其轉(zhuǎn)換成電能來(lái)驅(qū)動(dòng)監(jiān)測(cè)器運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)了一個(gè)自驅(qū)動(dòng)飛行監(jiān)測(cè)器。