一种基于摩擦纳米发电机的发电传感一体化系统技术方案

本发明专利技术一种基于摩擦纳米发电机的发电传感一体化系统，在弧状外壳内侧的上下面依次贴附以PI为基底的软叉指电极对，将FEP薄膜粘贴在软叉指电极对的表面作为定子，裁剪好的栅状兔毛贴附于PI膜正反基底上作为动子，可通过细纱线缝合到人的衣服上，人体运动时牵引细纱线，带动动子在弧状结构内部往复滑动，进而产生电信号，为适应TENG的电输出特性，设计既适应纳米发电机特性又满足电子系统需求的高效无源电源管理电路，降低TENG的阻抗，提高能量利用效率以获得最大输出能量，设计低功耗的信号调理电路，解耦出适应电子系统的人体运动状态信号，设计低功耗单片机LP

【技术实现步骤摘要】
一种基于摩擦纳米发电机的发电传感一体化系统


[0001]本专利技术涉及发电传感一体化领域,尤其涉及一种基于摩擦纳米发电机的发电传感一体化系统。

技术介绍

[0002]物联网时代，低功耗电子、人机交互和无线技术的快速发展正在推动着可穿戴电子系统的快速创新，呈现出多功能化、智能集成化的发展趋势，并对可穿戴电子系统的自驱动、柔韧性与贴附性等特性提出了更高的要求，能量收集和传感集成是提高可穿戴电子系统智能和可持续性的核心，然而现有可穿戴电子系统功能单一、集成度低，这很大程度限制了可穿戴电子系统的进一步发展与实际应用。
[0003]诸多研究者们致力于开发柔性可穿戴电子系统，期望实现能量收集、传感等多功能于一体的集成，现有主要是利用纳米发电机从身体运动中收集能量，利用纳米发电机的电输出特性进行相关传感器的设计，但没有充分发挥出摩擦纳米发电机既可以作为电源又可以作为传感的优势、功能实现较为单一，结构较为复杂。
[0004]因此，需提供一种基于摩擦纳米发电机的发电传感一体化系统，集成传感、供电、结合低功耗电路，实现在收集人体运动能量的同时监测人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于摩擦纳米发电机的发电传感一体化系统，包括摩擦发电组件(1)、低功耗电路组件(2)、弧形外壳(3)，其特征在于，所述摩擦发电组件(1)包括作为摩擦层的栅状兔毛(12)、FEP薄膜(13)、作为电极的叉指铜电极对(14)，所述叉指铜电极对(14)贴附在弧状外壳(11)内侧的上下面，FEP薄膜(13)粘贴在叉指铜电极对(14)的表面作为定子，栅状兔毛(12)贴附于PI膜正反基底上作为动子，通过细纱线缝合到人的衣服上，人体运动时牵引细纱线，栅状兔毛(12)与FEP薄膜(13)发生相对位移，在叉指铜电极对(14)之间就会产生交流电信号；所述低功耗电路组件(2)包括无源电源管理电路PPMC、电压调节电路VRC、信号调理电路LP
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SCC、低功耗单片机LP
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MCU、低功耗蓝牙BLE，无源电源管理电路PPMC对摩擦发电组件产生的交流电信号进行管理、存储、标准化直流电压输出；电压调节电路VRC将直流电压稳定输出至电子系统所需要的电压；信号调理电路LP
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SCC对摩擦发电组件产生的交流电信号进行解耦，以适配电子系统的特点；低功耗单片机LP
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MCU对解耦后的电信号进行采集与处理，最终通过低功耗蓝牙BLE无线发送处理后的运动状态信息；所述弧形外壳(3)由软胶材料通过3D打印机制成，为摩擦发电组件(1)、低功耗电...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑海务，刘续，吴永辉，梁留洋，王中坤，李博，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：