[發明專利]一種腳部機械能采集裝置及其采集方法

有效

• 申請號: 201910506421.4
• 申請日: 2019-06-12
• 公開（公告）號: CN110350822B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 肖淵;劉進超;陳馳;張威;贠偉博;楊楠楠
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18;H02J7/32
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 王蕊轉

本發明公開了一種腳部機械能采集裝置，包括矩形安裝架，沿安裝架的中心軸依次設置有圓柱形通孔和U型空腔，通孔內設置有壓塊，空腔內設置有U型板，U型板的橫板設置在安裝架底部，壓塊底部依次設置有第一磁極，和壓電薄膜，壓電薄膜的下表面設置有第一電極，第一電極設置在U型板的豎板端部，U型板的橫板內表面依次設置有第二電極和摩擦薄膜，第一電極和第二電極均連接有導線，安裝架設置有導線引出孔，且引出導線，U型板的底部安裝有橫截面為工字型的底板，底板的豎桿上纏繞有電磁感應線圈，底板的底部粘貼有第二磁極。本發明還公開上述采集裝置的采集方法，通過壓電薄膜、摩擦薄膜及電磁感應線圈的相互作用，將人體腳部的機械能轉化成電能。

技術領域

本發明屬于機械轉化技術領域，具體涉及一種腳部機械能采集裝置，本發明還涉及上述腳部機械能采集裝置的采集方法。

背景技術

智能可穿戴電子器件是新興的一類智能產品。目前，智能可穿戴電子器件和無線傳感器的供電主要是依靠鋰離子電池，但是由于其壽命有限，還存在污染環境的潛在風險，使得智能可穿戴產品和無線傳感器的發展受到一定的影響。

人體具有充沛的能量，從人體運動收集的生物機械能完全可以用來代替電池給智能可穿戴電子器件和無線傳感供電。但是，利用人體能量時，不能做其他工作，而且能量轉換不能持續，因此迫切需要設計一種利用人體日常行動產生能量的設備，實現將機械能轉化為電能，并對智能可穿戴產品和無線傳感器持續供電。

發明內容

本發明的目的是提供一種腳部機械能采集裝置，解決了現有技術中存在的智能可穿戴電子器件的供電器件壽命短、污染環境、人體能量轉換難以持久的問題。

本發明的另一目的是提供上述采集裝置的制造方法。

本發明所采用的技術方案是，一種腳部機械能采集裝置，包括矩形安裝架，沿安裝架的中心軸依次設置有圓柱形通孔和U型空腔，空腔的開口端朝向安裝架底部，通孔內設置有與之相匹配的壓塊，空腔內設置有與之相匹配的U型板，U型板的橫板設置在安裝架底部，壓塊底部設置有第一磁極，第一磁極的底部接觸有壓電薄膜，壓電薄膜的下表面設置有第一電極，第一電極設置在U型板的豎板端部，U型板的橫板內表面依次設置有第二電極和摩擦薄膜，第一電極和第二電極均連接有導線，安裝架設置有導線引出孔，導線均通過導線引出孔引出，U型板的底部安裝有橫截面為工字型的底板，底板的豎桿上纏繞有電磁感應線圈，底板的底部粘貼有第二磁極。

本發明的特點還在于：

壓塊的頂部設置有圓柱形凸塊，凸塊與壓塊同軸線，凸塊的直徑不大于壓塊的直徑。

第一磁極與第二磁極均為圓柱形磁鐵片，第一磁極與第二磁極的同極相對設置。

第一電極為鋁電極，且為正極；第二電極為銅電極，且為負極。

壓電薄膜的上、下表面均粘貼有至少一個第三電極，兩個第三電極均設置有導線，導線通過導線引出孔引出，兩個第三電極的外側均設置有襯底，兩個襯底分別與第一磁極和第一電極相接觸，襯底為聚酰亞胺薄膜。

第三電極包括鋁電極或者導電銀漿。

壓電薄膜、第三電極及襯底均為矩形狀，第三電極的長度和寬度均小于壓電薄膜的長度和寬度，壓電薄膜的長度小于襯底的長度，壓電薄膜的寬度與襯底的寬度相同。

U型板為亞克力板。

本發明所采用的另一技術方案是，上述腳部機械能采集裝置的采集方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、第三電極的導線連接有全波橋式二極管整流電路a的接線端口；第一電極和第二電極的導線分別連接有全波橋式二極管整流電路b接線端口；電磁感應線圈連接有全波橋式二極管整流電路c接線端口；