能量收集器、能量储存器和相关系统及方法技术方案

纺织结构具有被配置为将一种或更多种形式的环境能量转换成电势的第一纤维。多个第二纤维与第一纤维机械地耦合以限定纺织品。电连接器操作地耦合到第一纤维以将电势传送到互补配置的电气设备。能量收集平台可以具有这样的纺织结构。互补配置的电气设备可以是平台附件。

Energy collector, energy storage and related systems and methods

A textile structure has a first fiber configured to convert one or more forms of environmental energy into a potential. A plurality of second fibers are mechanically coupled to the first fiber to limit the textiles. The electrical connector is operated to be coupled to the first fiber to transfer the electric potential to a complementary configuration of electrical equipment. The energy collection platform can have such a textile structure. The complementary configuration of electrical equipment can be a platform attachment.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】能量收集器、能量储存器和相关系统及方法背景本申请以及本文公开的创新和相关主题(统称为本“公开”)涉及能量收集器、能量储存器、被配置为收集能量和/或以可用形式储存能量的系统以及相关方法。更具体地但非排他地，所公开的收集器可以在编织和非编织(例如针织、毡制等)纺织品中实现。在特定实施例中，这种纺织品在熟悉的产品(包括例如鞋类、服装、运动用品、行李箱、遮篷和其他预制纺织品)中除了常规纺织品以外也被使用或可代替常规纺织品，以将原本将被浪费的或不可用的环境能量转换成一种或更多种可用形式的能量。针对运动服装、运动用品和/或鞋类，描述了包括这种创新纺织品的系统的某些例子，尽管本文所公开的创新原理可以在各种其他实施例中实现，如本领域中的普通技术人员将在审查本公开之后承认和认识到的。对个人电子设备(包括例如智能电话)的使用的主要限制是可用的电源的缺乏。例如，电池在传统上基于由消费者移动性要求所强加的尺寸和重量限制遭受有限的容量且因此遭受有限使用时间。在需要移动电源的情况下，使用便携式电池。电池选项前面是以气体为动力的发电机。电池很重，同时发电机需要化学燃料输入。电池也出故障，随着时间的过去需要更换。更换电池可能变得昂贵、耗时且在环境上无法承受。尽管如此，对电力的需求持续增长。当对电力和电的需求增加时，对移动电源的需求也增加。与此并行和处于紧张状态中，对绿色和可再生能源的需求增加了。用于克服有限的电池寿命的有效方法是使用从可用环境能量转换的能量为电池再充电。许多周围环境(也被称为“环境”)能源是可用的：太阳能、风能、热能、水力电气、人或动物运动以及机械(例如动力学或机械势)能量。在服装和织物应用的背景中，太阳能和机械(风、雨、运动)能通常是可用的，但是这种能量的常规收集器对消费品是不够的。常规能量收集器以各种不同的形式出现。光伏太阳能电池(solarcell)从僵硬的刚性太阳能板改进到通过将面板分割成更小的面板来实现柔性的面板。目前，研究正在迈向有机光伏电池，其被认为比早些时候的光伏电池更可持续。一些以前的能量收集器已被用于为微处理器、传感器、街灯、停车收费器、LED、手电筒、收音机等提供电力。对于较大的电子应用，许多产品并入太阳能板。由于难以提高太阳能板的效率，许多太阳能板常常被无牌地销售，而且它们的性能是未知的。光伏板固定到纺织衬底或沉积到纺织衬底上，并且被并入在背包、服装和帐篷中。然而，以前提出的光伏板覆盖大区域，并且它们的难看的外观限制了消费品(包括服装、背包和帐篷)的审美变化性和吸引力。当这种板被应用时，常规纺织品的其它期望特征例如柔性、透气性和甚至洗涤纺织品的能力也丧失。同样，将光伏板并入到包、帐篷和服装中也可能需要额外的缝纫和洗涤技术，增加所有权的总成本并阻止光伏能量收集器在纺织品中的采用。风和雨的能量收集器也被提出。然而，这种收集器难以并入到织物和服装内。例如，由风驱动的风力涡轮机可用于为发电机供能，将机械能转化为电能。然而，这种涡轮机不容易并入到对消费者关注的产品(例如服装、鞋类、行李箱等)可用的纺织品之中或之上。常规太阳能电池的制造可能是昂贵的，并且大多数仍然是死板的和低效的，表现出关于在某些产品类别(例如服装、鞋类、帽类和诸如例如运动用品和行李箱的“装备”)中的使用的设计限制。因此，依然存在对可提供既有效又有成本效益的持续的可再生能源的能量收集器的需要。还存在对提高移动平台的能量收集技术的效率和应用的需要。依然存在对表现出与常规纺织品类似的一种或更多种特性例如洗涤耐久性、柔韧性、易整合、蓬松性(和缺乏蓬松性)、寿命、成本、一般的美学和易于制造同时提供有效的能量转换和有用的输出功率的能量收集器的进一步需要。概述本文公开的创新克服了现有技术中的许多问题，并解决了前述或其它需要中的一个或更多个。在一些方面中，本文公开的创新涉及能量收集器、能量储存器、被配置为收集能量和/或以可用形式储存能量的系统以及相关方法。在一些实施例中，这种能量收集器可以并入到纺织结构诸如例如单独的纤维中。在其它实施例中，这种能量收集器可以由组合成编织物、针织物或非编织(例如缠绕或缠结的)纺织结构的互补纤维形成。这样的纺织结构又可以并入到熟悉的形式内，以提供增强的使用者体验，鞋类、服装、帽类、行李箱、运动用品是这样的熟悉的形式的特定示例。仅作为一个特定的示例，包含如本文所述的能量收集纺织品的衣服可以通过将可用的环境能量转换成适用于为电子设备供电的有用形式的能量来提供电子设备的延长和/或连续的离网(off-the-grid)使用。根据其他方面，能量收集纺织品可以提供用于向各种耗电设备提供电力并与各种耗电设备兼容的高效、舒适和安全的平台。仅作为这样的平台的一个示例，包含能量收集纺织品的衣服可以包括适于将所收集的电能传送到附属设备(例如，灯、无线电收发器、智能电话、计算台、GPS设备、生物或其他类型的传感器以及现在已知或以后开发的各种其它耗电设备中的任何一种)的物理和/或近场电连接器。如本文所使用的，术语“近场电连接器”意指适于传输或接收以可用于为电气设备供电的形式的电磁能的无线耦合器。如本文所使用的，近场电连接器与传输或接收携带能量的信号的无线电发射器或接收器区分开。根据参考附图进行的下列详细描述，前述的和其它的特征和优点将变得更加明显。附图简述除非另有说明，附图说明本文描述的创新的主题的方面。参考附图，其中相同的数字在全部几个视图和本说明书中指代相同的部件，当前公开的原理的几个实施例通过示例的方式而不是通过限制的方式示出，其中：图1示出了包含能量收集纤维的间隔网的示例；图2A示出了导电纤维或纱线的示例；图2B示出了包含电导体的编织纺织品的示例；图2C示出了包含电导体的针织纺织品的示例；图3A示出了被实施为鞋类物品的能量平台；图3B示出了与被实施为在图4中描绘的类型的照明元件的兼容附件结合的在图3A中描绘的能量平台；图4描绘了被实施为照明元件的附件；图5示出了被实施为衣服、且更具体地被实施为外衣的物品的能量平台；图5A、图5B、图5C和图5D示出了被实施为各种衣服的能量平台；图6示出了与兼容附件结合的在图5中描绘的能量平台；图7A示出了被实施为背包的能量平台；图7B示出了与兼容附件结合的图7A中所示的能量平台；图8A和图8B示出了与被实施为压力传感器、智能材料和控制器的几个附件结合的、被实施为鞋类的能量平台；图8C示出了一对能量平台，每个能量平台被实施为与图8A和图8B中所示的附件类似的附件组合的手套；图9A、图9B和图9C示出了与被实施为压力传感器、智能材料和控制器的几个附件组合的、被实施为鞋类的能量平台；图10示出了与被实施为压力传感器、智能材料和控制器的几个附件组合的、被实施为鞋类的能量平台；图11示出了适于实现一个或更多个所公开的技术示例的计算环境的示意图。详细描述下面通过参考能量收集纤维和纺织品、以及包含这种纤维和纺织品的装置和系统的特定示例以及更特别地但不排他地参考包含这种纤维和纺织品的衣服、鞋类、运动用品和行李箱的特定实施例以及适合于与一个或更多个能量收集器一起使用的电气和电子附件的特定实施例来描述与能量收集器、能量储存器、配置成收集能量和/或以可用形式储存能量的系统和相关方法有关的各种创新原理。然而，所公开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能量收集平台，包括：纺织结构，所述纺织结构包括被配置为将一种或更多种形式的环境能量转换成电势的纤维；以及电连接器，所述电连接器操作地耦合到所述纺织结构并且被配置为将所述电势传送到互补配置的平台附件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.13 US 62/133,2031.一种能量收集平台，包括：纺织结构，所述纺织结构包括被配置为将一种或更多种形式的环境能量转换成电势的纤维；以及电连接器，所述电连接器操作地耦合到所述纺织结构并且被配置为将所述电势传送到互补配置的平台附件。2.根据权利要求1所述的能量收集平台，其中，所述纺织结构包括编织结构、针织结构、缠结结构和缠绕结构中的一种或更多种。3.根据权利要求1所述的能量收集平台，其中，所述纺织结构包括间隔网。4.根据权利要求3所述的能量收集平台，其中，所述间隔网包括由相应的纺织面板限定的相对的第一主面和第二主面，并且其中被配置为将一种或更多种形式的环境能量转换成电势的所述纤维从所述纺织面板中的一个延伸到所述纺织面板中的另一个。5.根据权利要求1所述的能量收集平台，其中，所述连接器包括沉积层。6.根据权利要求1所述的能量收集平台，其中，所述连接器包括近场连接器。7.根据权利要求1所述的能量收集平台，还包括所述平台附件。8.根据权利要求1所述的能量收集平台，其中，所述纺织结构包括纺织面板。9.根据权利要求1所述的能量收集平台，其中，所述纺织结构包括鞋类物品、服装、运动用品、遮篷、帆和/或帐篷。10.根据权利要求1所述的能量收集平台，其中，所述一种或更多种形式的环境能量包括以太阳光、人造光、热、动能、机械势能和在不可见且非红外光谱中的电磁能中的一个或更多个的形式的能量。11.根据权利要求10所述的能量收集平台，其中，被配置为将一种或更多种形式...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾斯汀·李·格拉迪什，玛丽埃伦·史密斯，
申请(专利权)人：北面服饰公司，
类型：发明
国别省市：美国,US