發(fā)布時(shí)間：2024-06-05 01:02

　　可穿戴設(shè)備的出現(xiàn)與發(fā)展便利了人們的生活,與此同時(shí),其電源的持續(xù)性供電亦成為其進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。目前電池是可穿戴設(shè)備主要的電能來(lái)源,但須頻繁更換電池或找電源接口充電,頗為不便,因此考慮如果能在對(duì)人體日常活動(dòng)不產(chǎn)生消極影響的前提下,利用適當(dāng)?shù)难b置收集能量,并以高效的微電源管理系統(tǒng)做輔助,那么就能夠創(chuàng)建出基于人體運(yùn)動(dòng)的供電系統(tǒng)。鑒于目前的理論和技術(shù),較有利用價(jià)值的基于人體自身的能量有:(1)人體運(yùn)動(dòng)能;(2)人體自身熱能;(3)人體自身生物能及化學(xué)能。本文采用收集人體運(yùn)動(dòng)能的壓電振動(dòng)發(fā)電方式,具體來(lái)講,首先,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,在AutoCAD和SolidWorks平臺(tái)上繪制出各類裝置的二維與三維的結(jié)構(gòu)圖,并用3D打印機(jī)制作出裝置實(shí)物,然后將基于PVDF薄膜的壓電振子固定到裝置實(shí)物上。其次,在硬件設(shè)計(jì)方面,在電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)一中設(shè)計(jì)了整流、濾波、穩(wěn)壓和超級(jí)電容儲(chǔ)能電路,Buck電路,MSP430單片機(jī)控制鋰離子電池充電電路以及USB接口對(duì)外供電電路;在電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)二中,交直流變換部分和超級(jí)電容儲(chǔ)能部分與系統(tǒng)一相同,不同點(diǎn)在于采用了集成的鋰離子電池充電管理芯片TP4057,它采用線性方式充電。第三,在...

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．４薄膜多孔的摩擦發(fā)電鞋墊??Ｆｉｇ．?１．４?Ｔｈｉｎ?ｆｉｌｍ?ｐｏｒｏｕｓ?ｆｒｉｃｔｉｏｎ?ｐｏｗｅｒ?ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ?ｉｎｓｏｌｅ??

??圖１．２基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的混合細(xì)胞布絨織物??Ｆｉｇ．?１．２?Ｍｉｘｅｄ?ｃｅｌｌ?ｐｉｌｅ?ｆａｂｒｉｃ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ｆｒｉｃｔｉｏｎ?ｎａｎｏ?ｇｅｎｅｒａｔｏｒ??２０１６年鄭州大學(xué)的Ｓｉｍ?ＪｉａｎＧｕｏ等人結(jié)合微型圖案仿生學(xué)［３］并使用聚二甲??基娃氧焼（....

圖１．２基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的混合細(xì)胞布絨織物??Ｆｉｇ．?１．２?Ｍｉｘｅｄ?ｃｅｌｌ?ｐｉｌｅ?ｆａｂｒｉｃ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ｆｒｉｃｔｉｏｎ?ｎａｎｏ?ｇｅｎｅｒａｔｏｒ??

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圖１．６穿戴式人體運(yùn)動(dòng)發(fā)電裝置??Ｆｉｇ．?１．６?Ｗｅａｒａｂｌｅ?ｈｕｍａｎ?ｍｏｔｉｏｎ?ｐｏｗｅｒ?ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ?ｄｅｖｉｃｅ??

ＰＶＤＦ?發(fā)電片??電極引出處??圖１．５早期的壓電發(fā)電鞋墊??Ｆｉｇ．?１．５?Ｅａｒｌｙ?ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｐｏｗｅｒ?ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ?ｉｎｓｏｌｅ??２０１４年Ｇａｂｒｉｅｌｅ?Ｐｅｌｌｅｇｒｉｎｅｌｌｉ等人提出了一種人體運(yùn)動(dòng)能量收集方案，它在??鞋幫上部安....

圖1.5早期的壓電發(fā)電鞋墊

Ｆｉｇ．?１．５?Ｅａｒｌｙ?ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｐｏｗｅｒ?ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ?ｉｎｓｏｌｅ??２０１４年Ｇａｂｒｉｅｌｅ?Ｐｅｌｌｅｇｒｉｎｅｌｌｉ等人提出了一種人體運(yùn)動(dòng)能量收集方案幫上部安置了一個(gè)小裝置，通過感應(yīng)人體運(yùn)動(dòng)的加速度［７］而發(fā)電，并能存儲(chǔ)在電容器里面，....

本文編號(hào)：3989426