[發明專利]發電氣囊裝置及應用該發電氣囊的鞋墊或鞋底

有效

• 申請號: 201910737408.X
• 申請日: 2019-08-09
• 公開（公告）號: CN110432581B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 鄭海務;吳永輝;張嘉偉;付春玲;王飛宇;張遠征
• 申請（專利權）人: 河南大學
• 主分類號: A43B3/00
• 分類號: A43B3/00;A43B13/20;A43B17/03;H02N1/04
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 鄭園

本發明提供了一種發電氣囊裝置及應用該發電氣囊的鞋墊或鞋底，具體為一種使用液體金屬作為電極的單電極接觸結構摩擦納米發電機，在發電的過程中液體金屬移動接觸氣囊實現摩擦發電，克服了現有技術中收集人體腳部運動機械能的摩擦納米發電機氣囊裝置機械能收集效率與緩沖效果相互制約的問題，本發明鞋墊中的發電氣囊裝置作為發電裝置，對設備供電的同時還能夠作為自驅動運動傳感器。

技術領域

本發明屬于微納能源及摩擦納米發電機技術領域，具體涉及一種用于將人體腳步運動的機械能轉化為電能的摩擦納米發電氣囊裝置及應用該發電氣囊裝置的發電氣囊鞋墊或鞋底。

背景技術

從某種意義上來說人體類似于一臺機器，它時時刻刻都在產生著能量，當你說話時聲音引起空氣振動產生聲能，當你走路時腿部的抬起與落下以及手臂的擺動都能夠產生能量。已經有相關文獻報導用于收集人體腳步運動機械能的摩擦納米發電機器件，如CN104426418A，但是現有應用于鞋墊的納米發電氣囊結構為雙電極直接觸分離式摩擦發電機，且用于發電的高分子聚合物層摩擦發電層與提供腳部緩沖作用的雙層氣囊結構是獨立的兩個部分，摩擦發電結構位于雙層氣囊結構內部，良好的緩沖效果要求雙層氣囊結構具有較好的抗壓性，而較好的發電效率要求雙層氣囊結構具有較強的回彈性，即抗壓性不能太強，太強的抗壓性會制約垂直接觸分離式摩擦發電機收集腳部運動機械能的效率。如何既滿足高緩沖效果又具有較高的機械能收集效率，是目前必須解決的問題。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中收集人體腳部運動機械能的摩擦納米發電機氣囊裝置機械能收集效率與緩沖效果相互制約的問題，提供一種具有高機械能收集效率和高緩沖效果的摩擦納米發電機氣囊裝置及應用該發電氣囊裝置的氣囊發電鞋墊。本發明鞋墊中的發電氣囊裝置作為發電裝置，對設備供電的同時還能夠作為自驅動運動傳感器。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

適用于收集常規人體腳部運動機械能的發電氣囊如圖1所示，具體為一種使用液體金屬作為電極的單電極接觸結構摩擦納米發電機，在發電的過程中液體金屬2移動接觸氣囊1實現摩擦發電，包括氣囊1，氣囊中空腔3，位于氣囊中空腔中可以自由流動的液體金屬2，設置于氣囊1內壁中的引出線4，引出線4接地。

液體金屬2為鎵基液態合金或銦基液態合金。

引出線4通過印刷工藝設置于氣囊1內壁層中。

自由流動的液體金屬的體積≤中空腔3的體積的1/2，以保證液體金屬2在自由流動的過程中存在與氣囊1內壁的分離狀態。

適用于收集常規人體腳部運動機械能的發電氣囊并聯結構，包含兩個以上適用于收集常規人體腳部運動機械能的發電氣囊，摩擦納米發電機的氣囊1上外表面具有多個凸起5，下外表面具有多個凹槽(圖未示出)，多個凸起5與多個凹槽相互配合，現實多個發電氣囊的層疊，多個發電氣囊的層疊不僅實現了多個發電結構的并聯，且增加了鞋墊的高度，具有增高效果。

優選地，發電氣囊的引出線4，前端露出部分電性連接，增加了電能的引出率。

優選地，發電氣囊的引出線4材料為銀或銅。

優選地，適用于收集常規人體腳部運動機械能的發電氣囊為鞋墊形，作為內增高鞋墊使用。

優選地，適用于收集常規人體腳部運動機械能的發電氣囊并聯結構，所述發電氣囊為鞋墊形，作為內增高鞋墊使用。