[發明專利]可穿戴式人體熱能收集與電能轉換裝置及方法

在審

• 申請號: 202110433444.4
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113131795A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 趙子文;劉蒙蒙;白辰飛;李友群;楊子源;趙宇鴻;王鍇
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

公開了可穿戴式人體熱能收集與電能轉換裝置及方法，可穿戴式人體熱能收集與電能轉換裝置包括可穿戴式載體模塊和串聯集成式溫差發電模塊，可穿戴式載體模塊可穿戴地附接于人體，聚酯纖維層承載所述串聯集成式溫差發電模塊，彈性固定件連接所述聚酯纖維層以可穿戴地附接于人體；所述串聯集成式溫差發電模塊包括串聯集成的多個溫差發電單元，導熱器吸收人體散發的熱能，半導體溫差發電片導熱連接所述導熱器，基于所述熱能生成電能。

技術領域

本發明涉及微能量收集以及電能轉化技術領域，具體為一種可穿戴式人體熱能收集與電能轉換裝置及方法。

背景技術

隨著老齡化社會的日益明顯及慢性病群體的不斷擴大，以人體健康為訴求的可穿戴式設備已經走進人們的生活。伴隨著互聯網技術、無線通信技術、嵌入式及傳感器技術的高速發展，可穿戴式智能設備在醫療、工業、娛樂等多個領域表現出重要的研究價值和應用潛力。可穿戴式智能設備以綜合利用感知識別、無線通信、云服務、大數據等新一代信息技術為特點，在可穿戴式移動終端上實現醫療保健、用戶互動、娛樂等多種功能。可穿戴式設備經歷了互聯網時代和移動互聯網時代，如今伴隨著物聯網技術正在大踏步式地發展。

已有的智能穿戴類設備，可按功能豐富程度分為復雜功能設備和簡單功能設備。復雜功能類設備使用時間在一天左右，例如GoogleGlass和三星智能手表，遠無法滿足智能穿戴的高頻使用需求。而目前大多數的可穿戴醫療設備采用的是電池供電或者USB等接口充電，其受到電池大小的限制而續航能力較差，通常只有幾個小時。頻繁的充電降低了其作為醫療設備的實用性，同時也降低了所采集的生理信號數據的連續性和穩定性。為滿足可穿戴設備的日常實用性，移動電池性能亟需改進增強。現有的傳統解決方案一般有以下三種：一是使用柔性技術以提高電池的空間利用率，三星、蘋果和LG等都積極致力于此項研究；二是通過快速充電技術減少充電耗時，降低使用間隙，飛利浦和麻省理工大學都已在此有所建樹；三是利用無線充電技術使設備可以時時佩戴而不間斷使用，索尼和麻省理工大學在這方面已成為研究主力。

但是在很多場合，例如長期戶外活動或醫療監測設備，全天候不間斷成為設備的重要需求，傳統供電模式包括柴油發電機等設備難以滿足或實現要求，這已成為限制可穿戴式設備發展的重要原因之一。

在背景技術部分中公開的上述信息僅僅用于增強對本發明背景的理解，因此可能包含不構成本領域普通技術人員公知的現有技術的信息。

發明內容

針對背景技術中存在的問題，本發明提供了一種可穿戴式人體熱能收集與電能轉換裝置及方法，本發明的目的是通過以下技術方案予以實現。

一種可穿戴式人體熱能收集與電能轉換裝置包括可穿戴式載體模塊和串聯集成式溫差發電模塊，其中，

可穿戴式載體模塊，其可穿戴地附接于人體，所述可穿戴式載體模塊包括，

聚酯纖維層，其承載所述串聯集成式溫差發電模塊，

彈性固定件，其連接所述聚酯纖維層以可穿戴地附接于人體；

所述串聯集成式溫差發電模塊，其包括串聯集成的多個溫差發電單元，所述溫差發電單元包括，

導熱器，其吸收人體散發的熱能，

半導體溫差發電片，其導熱連接所述導熱器，基于所述熱能生成電能。

所述的可穿戴式人體熱能收集與電能轉換裝置中，所述彈性固定件包括多條彈力綁帶以及用于可拆卸連接所述彈力綁帶的可拆卸連接件。

所述的可穿戴式人體熱能收集與電能轉換裝置中，所述可拆卸連接件為可拆卸粘結衣物的魔術貼。

所述的可穿戴式人體熱能收集與電能轉換裝置中，所述聚酯纖維層為聚酯纖維布料。