[實用新型]一種基于衣物摩擦納米發電機的能量收發系統

有效

• 申請號: 201720793268.4
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN206962735U
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 張哲;王艷輝;祝賢周;宋效先;陳前華
• 申請（專利權）人: 張哲
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;H02J50/12;H02J7/32
• 代理公司: 安徽信拓律師事務所34117
• 代理人: 李德勝

技術領域

本實用新型涉及可穿戴設備技術領域，具體為一種基于衣物摩擦納米發電機的能量收發系統。

背景技術

能源短缺和由此引發的能源危機問題日益顯現，嚴重限制世界經濟發展和人類文明進步。為解決能源危機問題，必須大力發展新型能夠循環利用的可再生能源。太陽能、水力、風力、生物能和潮汐能等可再生能源都已經成功應用于生活中。除了這些能源外，人類周圍還存在著多種多樣的無規則、能量密度小的“小”能量，如人體活動機械能、汽車輪胎轉動能等等。如何有效利用這些“小”能量已經成為了研究熱點。納米發電機是能夠收集周圍微小能量變化，并將其轉化為電能的新型發電終端。

目前為止主要有三種納米發電機：壓電式納米發電機、熱電式納米發電機、摩擦電納米發電機。相對前兩者而言，摩擦電納米發電機具有獨特的優勢，如收集能量形式更豐富、輸出的電壓更高、成本低廉利于大規模生產等。摩擦電納米發電機是利用摩擦起電和感應帶電相結合的原理工作的。典型的摩擦電納米發電機是由兩個摩擦電系數不同的材料相互堆疊，再在兩個材料的外側覆蓋感應電極構成的。然而，并不是所有的摩擦層都能被覆蓋感應電極。單電極摩擦電納米發電機的出現就克服了這一問題。利用摩擦過程中產生的電荷，通過感應帶電驅使電荷在感應電極和大地間流動，產生電信號。因為在單電極摩擦電納米發電機中，肌膚可以作為一個摩擦源，因此大大擴展了摩擦電納米發電機的應用范圍，如在接觸驅動工藝中。但是現有的基于肌膚設計的單電極摩擦電納米發電機的制備是通過硅轉寫工藝制備具有微結構的聚合物摩擦表面，再覆蓋銅板或者ITO電極板作為感應電極制備的。它們的制備方法相對單一，并且對于未來柔性電子器件來說，銅板和ITO電極板的柔性較差，并不是好的選擇。在本發明中，利用人體皮膚和常用衣物制備出基于肌膚的純柔性單電極摩擦電納米發電機并具有自清潔功能。

納米發電機這種高頻率但是低能量的綠色能源裝置需要一個有效的能源收集裝置，在這個系統中，逐漸把能量積累，進而再利用。本技術中既有收集系統，也有高效率輸出系統，將少量多次的能量進行儲存，然后大量少次有序的放出。能量發射系統為無線充電系統，通過無線充電，能將能量有質量的傳遞到多種電子設備中。

實用新型內容

本實用新型所解決的技術問題在于提供一種基于衣物摩擦納米發電機的能量收發系統，以解決上述背景技術中提出的問題。

本實用新型所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：一種基于衣物摩擦納米發電機的能量收發系統，包括：摩擦納米發電機，所述摩擦納米發電機上連接有能量存儲電路，所述能量存儲電路上連接有無線充電發射電路，所述能量存儲電路包括整流電路、電池陣列，所述電池陣列上連接有LED指示燈，所述摩擦納米發電機通過二極管陣列連接于能量存儲電路，能量存儲電路上并聯有儲能電容。

所述無線充電發射電路包括高頻振蕩電路，所述高頻振蕩電路通過高頻功率放大電路連接于發射線圈，所述高頻振蕩電路、高頻功率放大電路通過電源電路連接于電池陣列。

所述發射線圈一側設有接收線圈，所述接收線圈通過高頻整流濾波電路連接于外部充電電源。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：本實用新型首次采用電路實現摩擦納米發電機的能量收集和整合，將能量有效利用，并實現可穿戴設備的充電。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構原理圖。

圖2為本實用新型的電池陣列連接示意圖。

圖3為本實用新型的無線充電發射電路原理圖

圖4為本實用新型的無線充電發射電路電路圖。

圖5為本實用新型的摩擦納米發電機整流電路圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的實現技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。

如圖1～5所示，一種基于衣物摩擦納米發電機的能量收發系統，包括：摩擦納米發電機，所述摩擦納米發電機上連接有能量存儲電路1，所述能量存儲電路上連接有無線充電發射電路3，所述能量存儲電路包括整流電路、電池陣列，所述電池陣列上連接有LED指示燈2，所述摩擦納米發電機通過二極管陣列連接于能量存儲電路，能量存儲電路上并聯有儲能電容。

所述無線充電發射電路包括高頻振蕩電路，所述高頻振蕩電路通過高頻功率放大電路連接于發射線圈，所述高頻振蕩電路、高頻功率放大電路通過電源電路連接于電池陣列。

所述發射線圈一側設有接收線圈，所述接收線圈通過高頻整流濾波電路連接于外部充電電源。