[发明专利]驻极体自发电可穿戴装置

说明书

本发明提供了一种驻极体自发电可穿戴装置，包括：外条形弹性带；内条形弹性带，与外条形弹性带相对设置，两者共同构成可穿戴装置载体，该载体中间设置有空腔；驻极体薄膜，固定设置在所述空腔内；外电极，设置在外条形弹性带上，与所述驻极体薄膜的一表面相对；以及内电极，设置在内条形弹性带上，与所述驻极体薄膜的另一表面相对；随着可穿戴装置运动，外条形弹性带和/或内条形弹性带发生形变，驻极体薄膜与外电极和/或内电极之间的距离和/或相对位置发生变化，由此所述驻极体薄膜与所述外电极和内电极之间的感应电场强度发生变化，从而将机械能转换为电能。本发明实现了机械能到电能的有效转换，电压、电流及能量转换效率有很大的提高。

技术领域

本发明涉及可穿戴智能装置领域，尤其涉及一种驻极体自发电可穿戴装置。

背景技术

可穿戴装置，例如手环，佩戴在手腕上可起装饰作用且具有美感，是人体常见的佩戴饰品。日常生活中的人手臂、脚臂等运动无时无刻不消耗着机械能，特别是人体步行及跑步过程中，若通过一种智能可穿戴装置将这种消耗的机械能转化为电能加以转化利用，会在能源转化方面具有重大的实际应用价值。除此之外，常规有源充电的缺点是需要寻找充电源头，或者插座，或者移动电源。

此外，现有的可穿戴装置发电主要依据压电原理、温差原理发电、电磁原理发电，但其由于存在发电电压小，电流小的缺点，不易被可穿戴传感器件使用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种驻极体自发电可穿戴装置，充分利用人体或动物手臂、脚臂等在运动过程中产生的机械能，将其转化为电能，实现了机械能到电能的有效转换，解决了人或动物可穿戴相关智能电子器件长期供电的能量收集问题；电压、电流及动能到电能的转换效率有很大的提高，便于可穿戴传感器使用。

(二)技术方案

本发明驻极体自发电可穿戴装置包括：外条形弹性带；内条形弹性带，与所述外条形弹性带相对设置，两者共同构成可穿戴装置的载体，该载体中间设置有空腔；驻极体薄膜，固定设置在所述空腔内；外电极，设置在所述外条形弹性带上，与所述驻极体薄膜的一表面相对；以及内电极，设置在所述内条形弹性带上，与所述驻极体薄膜的另一表面相对；其中，随着所述可穿戴装置运动，所述外条形弹性带和/或内条形弹性带发生形变，所述驻极体薄膜与所述外电极和/或内电极之间的距离和/或相对位置发生变化，由此所述驻极体薄膜与所述外电极和内电极之间的感应电场强度发生变化，从而将机械能转换为电能。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明驻极体自发电可穿戴装置至少具有以下有益效果其中之一：

(1)可穿戴装置采用驻极体进行自发电，充分利用人体或动物手臂、脚臂等在运动过程中产生的机械能，将其转化为电能，实现了机械能到电能的有效转换，该转换收集的能量可用于人体可穿戴传感器件的持续供电；解决了人或动物可穿戴相关智能电子器件长期供电的能量收集问题；

(2)相较于现有的可穿戴装置，本发明提供的可穿戴装置依据驻极体方式的静电感应效应发电，其发电电压及电流有很大的提高，便于可穿戴传感器使用；

(3)采用外硬质支撑架与内硬质支撑架，实现了对所述驻极体薄膜的固定支撑，使其在手臂、脚臂等运动弯曲碰撞过程中免受损坏；

(4)本发明可穿戴装置充分利用其具有的空腔结构以及可穿戴装置载体的弹性，极大的提高了动能到电能的转换效率。

附图说明

通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明的单电荷驻极体自发电可穿戴装置结构示意图。