一种基于衣物摩擦纳米发电机的能量收发系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种基于衣物摩擦纳米发电机的能量收发系统，包括：摩擦纳米发电机，所述摩擦纳米发电机上连接有能量存储电路，所述能量存储电路上连接有无线充电发射电路，所述能量存储电路包括整流电路、电池阵列，所述电池阵列上连接有LED指示灯，所述摩擦纳米发电机通过二极管阵列连接于能量存储电路，能量存储电路上并联有储能电容。本实用新型专利技术首次采用电路实现摩擦纳米发电机的能量收集和整合，将能量有效利用，并实现可穿戴设备的充电。

【技术实现步骤摘要】
一种基于衣物摩擦纳米发电机的能量收发系统
本技术涉及可穿戴设备
，具体为一种基于衣物摩擦纳米发电机的能量收发系统。
技术介绍
能源短缺和由此引发的能源危机问题日益显现，严重限制世界经济发展和人类文明进步。为解决能源危机问题，必须大力发展新型能够循环利用的可再生能源。太阳能、水力、风力、生物能和潮汐能等可再生能源都已经成功应用于生活中。除了这些能源外，人类周围还存在着多种多样的无规则、能量密度小的“小”能量，如人体活动机械能、汽车轮胎转动能等等。如何有效利用这些“小”能量已经成为了研究热点。纳米发电机是能够收集周围微小能量变化，并将其转化为电能的新型发电终端。目前为止主要有三种纳米发电机：压电式纳米发电机、热电式纳米发电机、摩擦电纳米发电机。相对前两者而言，摩擦电纳米发电机具有独特的优势，如收集能量形式更丰富、输出的电压更高、成本低廉利于大规模生产等。摩擦电纳米发电机是利用摩擦起电和感应带电相结合的原理工作的。典型的摩擦电纳米发电机是由两个摩擦电系数不同的材料相互堆叠，再在两个材料的外侧覆盖感应电极构成的。然而，并不是所有的摩擦层都能被覆盖感应电极。单电极摩擦电纳米发电机的出现就克服了这一问题。利用摩擦过程中产生的电荷，通过感应带电驱使电荷在感应电极和大地间流动，产生电信号。因为在单电极摩擦电纳米发电机中，肌肤可以作为一个摩擦源，因此大大扩展了摩擦电纳米发电机的应用范围，如在接触驱动工艺中。但是现有的基于肌肤设计的单电极摩擦电纳米发电机的制备是通过硅转写工艺制备具有微结构的聚合物摩擦表面，再覆盖铜板或者ITO电极板作为感应电极制备的。它们的制备方法相对单一，并且对于未来柔性电子器件来说，铜板和ITO电极板的柔性较差，并不是好的选择。在本专利技术中，利用人体皮肤和常用衣物制备出基于肌肤的纯柔性单电极摩擦电纳米发电机并具有自清洁功能。纳米发电机这种高频率但是低能量的绿色能源装置需要一个有效的能源收集装置，在这个系统中，逐渐把能量积累，进而再利用。本技术中既有收集系统，也有高效率输出系统，将少量多次的能量进行储存，然后大量少次有序的放出。能量发射系统为无线充电系统，通过无线充电，能将能量有质量的传递到多种电子设备中。
技术实现思路
本技术所解决的技术问题在于提供一种基于衣物摩擦纳米发电机的能量收发系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。本技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种基于衣物摩擦纳米发电机的能量收发系统，包括：摩擦纳米发电机，所述摩擦纳米发电机上连接有能量存储电路，所述能量存储电路上连接有无线充电发射电路，所述能量存储电路包括整流电路、电池阵列，所述电池阵列上连接有LED指示灯，所述摩擦纳米发电机通过二极管阵列连接于能量存储电路，能量存储电路上并联有储能电容。所述无线充电发射电路包括高频振荡电路，所述高频振荡电路通过高频功率放大电路连接于发射线圈，所述高频振荡电路、高频功率放大电路通过电源电路连接于电池阵列。所述发射线圈一侧设有接收线圈，所述接收线圈通过高频整流滤波电路连接于外部充电电源。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术首次采用电路实现摩擦纳米发电机的能量收集和整合，将能量有效利用，并实现可穿戴设备的充电。附图说明图1为本技术的结构原理图。图2为本技术的电池阵列连接示意图。图3为本技术的无线充电发射电路原理图图4为本技术的无线充电发射电路电路图。图5为本技术的摩擦纳米发电机整流电路图。具体实施方式为了使本技术的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本技术。如图1～5所示，一种基于衣物摩擦纳米发电机的能量收发系统，包括：摩擦纳米发电机，所述摩擦纳米发电机上连接有能量存储电路1，所述能量存储电路上连接有无线充电发射电路3，所述能量存储电路包括整流电路、电池阵列，所述电池阵列上连接有LED指示灯2，所述摩擦纳米发电机通过二极管阵列连接于能量存储电路，能量存储电路上并联有储能电容。所述无线充电发射电路包括高频振荡电路，所述高频振荡电路通过高频功率放大电路连接于发射线圈，所述高频振荡电路、高频功率放大电路通过电源电路连接于电池阵列。所述发射线圈一侧设有接收线圈，所述接收线圈通过高频整流滤波电路连接于外部充电电源。本技术将可发电摩擦纳米发电机衣物穿在身体上，通过人体引出单电极，单电极链接整流电路，再将整流电跟储能电路结合，在运动中皮肤会和衣物产生结合-分开周期性的动作，在这个过程中，会有摩擦生电效应，电荷通过单电极成为交流电，交流电通过单电极再通过整流电路实现直流电，直流电会稳定的对储能电路中电池充电，进而存储能量。首次采用电路实现摩擦纳米发电机的能量收集和整合。将能量有效利用。并提出用无线充电的方法实现可穿戴设备的充电。通过在衣物上制备摩擦纳米发电机，摩擦纳米发电机会跟人体皮肤形成系统，产生点信号，电信号为交流电，经过整流电路，将基于人体的摩擦纳米发电机交流电信号整流为直流电，直流电通过为电池阵列充电，进而实现能量存储，电池阵列为一节节小电池，小电池之间相互链接，电池阴极阳极会有耦合结构，一方位阳形接口，一方为阴形接口，通过接口进行耦合，进而实现电池阵列的柔性可弯曲特点，可以完美的集成到衣物当中。通过电池的能量，对下游用电电路进行能量放电，下游链接无线充电电路系统，当无线充电电路系统收到点后，会通过共振原理，将能量传递给移动接收端，移动接收端可以适配micro-usb,type-c,以及lighting接口。通过这些接口进行链接用电器件，例如手机，蓝牙耳机等，对移动电子进行充电。以上显示和描述了本技术的基本原理和主要特征和本技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本技术的原理，在不脱离本技术精神和范围的前提下，本技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本技术范围内。本技术的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于衣物摩擦纳米发电机的能量收发系统，包括：摩擦纳米发电机，其特征在于：所述摩擦纳米发电机上连接有能量存储电路，所述能量存储电路上连接有无线充电发射电路，所述能量存储电路包括整流电路、电池阵列，所述电池阵列上连接有LED指示灯，所述摩擦纳米发电机通过二极管阵列连接于能量存储电路，能量存储电路上并联有储能电容。

【技术特征摘要】
1.一种基于衣物摩擦纳米发电机的能量收发系统，包括：摩擦纳米发电机，其特征在于：所述摩擦纳米发电机上连接有能量存储电路，所述能量存储电路上连接有无线充电发射电路，所述能量存储电路包括整流电路、电池阵列，所述电池阵列上连接有LED指示灯，所述摩擦纳米发电机通过二极管阵列连接于能量存储电路，能量存储电路上并联有储能电容。2.根据权利要求1所述的一种基于衣物...

【专利技术属性】
技术研发人员：张哲，王艳辉，祝贤周，宋效先，陈前华，
申请(专利权)人：张哲，
类型：新型
国别省市：广东,44