[发明专利]带有压电俘能功能的柔性腹环

说明书

本发明公开了带有压电俘能功能的柔性腹环，包括第一腰带和第二腰带，第一腰带和第二腰带的一端为可拆卸式连接，第一腰带和第二腰带的另一端固定有腹贴组件，腹贴组件为内部具有空腔的结构，腹贴组件内包裹有压电梁，压电梁呈屈曲状且具有弹性，压电梁的两端固定有导电片，导电片通过导线连通电池。本发明的柔性腹环通过柔性压电材料与常见织物结合，设计成腹环结构。通过压电材料的正向压电效应，有效的利用了人体呼吸变形时的机械能，通过大尺寸的腹贴设计使得腹环能容纳更多的压电材料从而俘获能多的机械能，同时大尺寸的腹贴穿戴起来更佳舒适。其能充分利用了腹部的变形，提高了能量的俘获效率。

技术领域

本发明属于能量俘获技术领域，涉及一种带有压电俘能功能的柔性腹环。

背景技术

几十年来电子信息技术经历了极为快速的变革，随着新型传感材料、无线传感技术、低功耗集成电路、高效能储存设备、制造工艺的不断发展，电子传感设备越来越趋向于轻量化、便捷化、柔性化、兼容化和低成本化。传统的化学电池是目前最常用的供能装置，但是，传统化学电池不仅会影响产品结构的体积，而且废弃电池也会对自然环境和人体健康造成危害。

绿色可持续发展是未来世界发展的一个必然趋势，国家和社会非常重视可再生的无污染能源。机械能是人体最常见的能量之一，从行走到胳膊的摆动，从心脏的跳动到腹部的呼吸变形，都包含着丰富的机械能。利用压电效应俘获人体机械能并将其转化为可储存的电能，是目前一种主流的能量俘获方式。

如何充分利用人体的机械能产生电能是近几年来的一个热点研究。传统的刚性能量俘获装置因为体积和结构的限制，从可穿戴性、便捷性和舒适性来说并不适合人体长期使用。为了优化能量俘获装置在人体穿戴情况下的舒适度，基于柔性材料能量俘获腹环结构受到了众多能量俘获技术领域研究人员的关注。

通过将柔性压电材料和俘能设备结合形成可同人体腹部一起变形的腹环结构是目前利用人体机械能产生电能的常用方法。然而，现有的腹部能量俘获装置功率输出小而且舒适度差，在实际推广应用中存在问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种带有压电俘能功能的柔性腹环，解决了现有技术中存在的功率输出小且舒适度差问题。

本发明所采用的技术方案是带有压电俘能功能的柔性腹环，包括第一腰带和第二腰带，第一腰带和第二腰带的一端为可拆卸式连接，第一腰带和第二腰带的另一端固定有腹贴组件，腹贴组件为内部具有空腔的结构，腹贴组件内包裹有压电梁，压电梁呈屈曲状且具有弹性，压电梁的两端固定有导电片，导电片通过导线连通电池。

本发明的特点还在于：

腹贴组件包括内腹贴和外腹贴，内腹贴和外腹贴的边缘设置有若干孔位，内腹贴和外腹贴通过缝纫线固定，压电梁固定于内腹贴或外腹贴；第一腰带和第二腰带的另一端的边缘同样设置有若干孔位，内腹贴和外腹贴与第一腰带和第二腰带通过缝纫线固定。

内腹贴和外腹贴呈椭圆形。

内腹贴和外腹贴由涤纶丝和乳胶丝构成。

压电梁的弧心远离外腹贴，腹环组件整体呈圆形。

腹贴组件内固定有若干压电梁，压电梁在竖直方向均匀排列。

压电梁为聚偏氟乙烯，导电片材质为铜。

导电片固定于压电梁的外侧。

第一腰带和第二腰带采用尼龙材料制成。

第一腰带和第二腰带的一端通过卡扣或魔术贴实现可拆卸式连接。