[發(fā)明專利]一種基于摩擦納米發(fā)電機的多功能運動計數傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911313091.3
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN111121816B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發(fā)明（設計）人: 程廣貴;劉啟;丁建寧;潘立人;張忠強
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01C22/00
• 分類號: G01C22/00;H02N1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及運動計數傳感器技術領域，具體涉及一種基于摩擦納米發(fā)電機的多功能運動計數傳感器。當人體運動時，摩擦納米發(fā)電機收集運動產生的能量并發(fā)出電信號，通過信號檢測電路判斷電壓的大小，由此判斷人體運動姿勢，然后將檢測到的0、1信號輸入單片機1，單片機1將信號輸送給藍牙主模塊，藍牙主模塊與藍牙從模塊實現無線通信，再通過藍牙從模塊將信號傳輸給單片機2，最后控制顯示屏分別顯示走路和跑步的步數。其中，單片機1及單片機2的外圍電路均由電源電路、晶振以及復位電路組成，通過單片機2的復位電路將整個系統(tǒng)以及顯示屏初始化。本發(fā)明結構簡單、性能優(yōu)越、系統(tǒng)穩(wěn)定，實現了自供能。

技術領域

本發(fā)明涉及運動計數傳感器技術領域，具體涉及一種基于摩擦納米發(fā)電機的多功能運動計數傳感器。

背景技術

可穿戴設備是指直接穿在身上，或是整合到用戶的衣服、配件的一種便攜式設備。目前，傳統(tǒng)的可穿戴設備是通過電池供電，這就需要頻繁的更換電池，大大的限制了可穿戴設備的應用。為了解決這個問題，自供電的可穿戴能量收集器受到了越來越多的關注。

計數器主要是對脈沖的個數進行計數，以實現測量、計數和控制的功能，同時兼有分頻功能。現有的運動計數器多為通過一個運動部件的晃動觸發(fā)計數器的脈沖信號，產生數據，這樣的記錄不夠準確，同時在運動的時候，計數器的晃動會對人體運動產生影響并會產生噪聲。申請?zhí)枮镃N201810457579.2的發(fā)明專利提出了一種低頻柔性能量采集器和自供能運動計數器，但是其結構復雜，制作較難，并且其僅是對運動步數進行計數，并不能對走路以及跑步不同的運動姿勢進行檢測，存在一定的缺陷。

發(fā)明內容

基于此，本專利提出一種基于摩擦納米發(fā)電機的多功能運動計數器，將摩擦納米發(fā)電機與鞋墊結合，其結構簡單，制作方便，性能優(yōu)越，計數精確，可實現自供能，同時運動時不會產生噪聲，并且能實現對走路以及跑步不同的運動姿勢進行檢測，然后分別進行計數、顯示。

本發(fā)明解決的技術問題是針對現有技術缺陷，提出一種基于摩擦納米發(fā)電機的多功能運動計數器，其結構簡單、性能優(yōu)越、系統(tǒng)穩(wěn)定，實現了自供能，用以解決現有技術存在的問題。

所述多功能運動計數器包括摩擦納米發(fā)電機，信號檢測電路，單片機1，單片機2，電源電路，藍牙主模塊，藍牙從模塊以及顯示屏。摩擦納米發(fā)電機主要由基底，彈性導電層，導線以及第一摩擦層組成。

本發(fā)明的系統(tǒng)總體結構圖如圖1所示，當人體運動時，摩擦納米發(fā)電機收集運動產生的能量并發(fā)出電信號，通過信號檢測電路判斷電壓的大小，由此判斷人體運動姿勢，然后將檢測到的0、1信號輸入單片機1，單片機1將信號輸送給藍牙主模塊，藍牙主模塊與藍牙從模塊實現無線通信，再通過藍牙從模塊將信號傳輸給單片機2，最后控制顯示屏分別顯示走路和跑步的步數。其中，單片機1及單片機2的外圍電路均由電源電路、晶振以及復位電路組成，通過單片機2的復位電路將整個系統(tǒng)以及顯示屏初始化。

其中，本發(fā)明摩擦納米發(fā)電機的主體結構圖如圖2所示，結構主要由基底，彈性導電層，導線以及第一摩擦層構成。為了提高的摩擦納米發(fā)電機的可拉伸性能，基底采用美國Smooth-On公司生產的Ecoflex00-30硅橡膠制備；將Ecoflex00-30@CB@CNTs混合制備彈性導電層；采用熱壓印法將砂紙的微圖案復制到硅膠薄膜表面制備第一摩擦層，可以增加摩擦納米發(fā)電機的接觸面積，進而提高輸出性能。