KR20210004465A

KR20210004465A - Powder triboelectric generator based on contact-electrification using power movement

Info

Publication number: KR20210004465A
Application number: KR1020190080928A
Authority: KR
Inventors: 김대원
Original assignee: 경희대학교 산학협력단
Priority date: 2019-07-04
Filing date: 2019-07-04
Publication date: 2021-01-13

Abstract

The present invention relates to a powder contact charging generator using movement of powder which can promote a growth hormone. According to an embodiment of the present invention, the powder contact charging generator comprises: a housing; a first electrode coupled to the housing in a vertical direction and a second electrode coupled to be positioned to face the first electrode; a third coupled to the housing in a horizontal direction and a fourth electrode coupled to be positioned to face the third electrode; a fifth electrode coupled to the housing based on a front-rear direction and a sixth electrode coupled to be positioned to face the fifth electrode; and a powder positioned inside the housing to generate contact charging in accordance with contact with the housing.

Description

Powder contact charging generator using the movement of powder {POWDER TRIBOELECTRIC GENERATOR BASED ON CONTACT-ELECTRIFICATION USING POWER MOVEMENT}

본 발명은 분말 접촉 대전 발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부의 물리적 에너지에 따라 움직이며 모든 방향에 대하여 하우징 내벽과 접촉 대전을 발생시키는 분말을 이용하는 분말 접촉 대전 발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a powder contact charging generator, and more particularly, to a powder contact charging generator using powder that moves according to external physical energy and generates contact charging with an inner wall of a housing in all directions.

근래에 들어 지속적인 에너지 고갈과 기존의 화석연료 등에 의한 환경오염 등의 문제로 에너지 하베스팅(energy harvesting) 기술이 큰 관심을 받고 있다.In recent years, energy harvesting technology is receiving great attention due to problems such as continuous energy depletion and environmental pollution caused by existing fossil fuels.

에너지 하베스팅이란 주변의 버려지는 태양광, 열, 물리적 운동에너지 등의 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 기술을 말하며, 에너지 변환 과정이 친환경적이고 버려지는 에너지를 수확한다는 점에서 효율적이다. 또한, 에너지 하베스팅 기술은 직접적인 전력 수급이 어려운 무선 장치(wireless device)나 외진 장소에 전력을 공급할 수 있는 방법으로도 부각되고 있다.Energy harvesting refers to a technology that converts energy such as sunlight, heat, and physical kinetic energy that is discarded around the environment into electrical energy, and is efficient in that the energy conversion process is environmentally friendly and harvests the discarded energy. In addition, energy harvesting technology has emerged as a method of supplying power to a wireless device or remote place where direct power supply is difficult.

한편, 최근에는 접촉 대전(contact-electrification)현상에 기반한 접촉 대전 발전기(triboelectric generator)라는 새로운 운동 에너지 하베스팅 장치가 제안되었다. 이러한 접촉 대전 발전기에서는 서로 다른 두 표면이 접촉할 때 접촉 대전 현상에 의해 한 쪽 표면에는 양전하가, 다른 표면에는 음전하가 유도되고 이 두 표면이 분리될 시 앞서 유도된 전하에 의해 전위차가 생기고 평형상태에 도달하기 위해 두 표면에 연결된 전극 사이에 전자의 흐름이 유도된다. 또한, 평형 상태에 도달한 후 두 표면이 다시 가까워지면 이전과 반대의 전위차가 형성되고 반대 방향의 전자 흐름이 유도되며, 따라서 두 대전체 표면의 반복적인 접촉, 분리는 반복적 전압, 전류를 생성한다.Meanwhile, in recent years, a new kinetic energy harvesting device called a triboelectric generator based on a contact-electrification phenomenon has been proposed. In such a contact charging generator, when two different surfaces come into contact, a positive charge is induced on one surface and a negative charge is induced on the other surface due to the contact charging phenomenon. The flow of electrons is induced between the electrodes connected to the two surfaces to reach. In addition, when the two surfaces become close again after reaching the equilibrium state, the opposite potential difference is formed and the electron flow in the opposite direction is induced. Therefore, repeated contact and separation of the two electric charge surfaces generate repetitive voltage and current. .

위와 같이, 두 고체 물질의 표면 간 접촉 대전을 활용하여 실제 존재하는 물리적 에너지를 수확하는 다양한 구조의 접촉 대전 발전기가 제안되었다.As described above, a contact charging generator of various structures has been proposed to harvest physical energy that actually exists by utilizing the contact charging between the surfaces of two solid materials.

그러나 접촉 대전에 필요한 두 대전체가 고체 평면 구조인 경우 지속적인 접촉 분리에 의한 발전기의 내구력 저하 문제와, 평면의 특성상 전기 에너지로 전환 가능한 진동 방향이 한 방향으로 한정된다는 문제점이 있다.However, when the two charge bodies required for contact charging have a solid planar structure, there is a problem that the durability of the generator decreases due to continuous contact separation, and the vibration direction convertible to electric energy is limited to one direction due to the characteristics of the plane.

[특허문헌 1] 한국등록특허 제10-0263139호[Patent Document 1] Korean Patent Registration No. 10-0263139

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 분말의 움직임을 이용한 분말 접촉 대전 발전기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been created in order to solve the above-described problem, and an object thereof is to provide a powder contact charging generator using the movement of the powder.

또한, 본 발명은 수직방향, 수평방향 및 전후방향 모두에 전극이 결합된 분말 접촉 대전 발전기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a powder contact charging generator in which electrodes are coupled in both vertical, horizontal and front-rear directions.

또한, 본 발명은 분말 접촉 대전 발전기를 이용한 미세전류 공급 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In addition, it is an object of the present invention to provide a microcurrent supply device using a powder contact charging generator.

또한, 본 발명은 별도의 배터리 없이도 어떠한 운동방향(x, y, z축)에 대하여도 분말 접촉 대전 발전기에 의해 생성된 미세 전류를 공급하는 미세전류 공급 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. In addition, it is an object of the present invention to provide a micro-current supply device that supplies micro-current generated by a powder contact charging generator in any direction of motion (x, y, z-axis) without a separate battery.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the objects mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood from the following description.

상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 접촉 대전 발전기는 하우징; 수직방향 기준으로 상기 하우징과 결합된 제1 전극과 상기 제1 전극과 대향하여 위치하도록 결합된 제2 전극; 수평방향 기준으로 상기 하우징과 결합된 제3 전극과 상기 제3 전극과 대향하여 위치하도록 결합된 제4 전극; 전후방향 기준으로 상기 하우징과 결합된 제5 전극과 상기 제5 전극과 대향하여 위치하도록 결합된 제6 전극; 및 상기 하우징의 내부에 위치하여, 상기 하우징과의 접촉에 따라 접촉 대전을 발생시키는 분말;을 포함할 수 있다.In order to achieve the above objects, a powder contact charging generator according to an embodiment of the present invention includes a housing; A first electrode coupled to the housing and a second electrode coupled to face the first electrode in a vertical direction; A third electrode coupled to the housing and a fourth electrode coupled to face the third electrode in a horizontal direction; A fifth electrode coupled to the housing and a sixth electrode coupled to face the fifth electrode with respect to the front-rear direction; And powder which is located inside the housing and generates contact charging according to contact with the housing.

실시예에서, 상기 접촉 대전은, 외부의 물리적 자극에 의해 상기 분말이 상기 하우징의 내부에서 이동함에 따른 상기 분말과 상기 하우징의 마찰에 의해 생성될 수 있다.In an embodiment, the contact charging may be generated by friction between the powder and the housing as the powder moves inside the housing by external physical stimulation.

실시예에서, 상기 하우징과 상기 분말 간 접촉에 의해 접촉 대전이 발생하는 경우, 상기 제1 전극 내지 제6 전극 중 서로 대향되는 두 전극 사이의 비대칭적 전위차에 기반하여 미세 전류가 생성될 수 있다.In an embodiment, when contact charging occurs due to contact between the housing and the powder, a micro current may be generated based on an asymmetrical potential difference between two electrodes of the first to sixth electrodes facing each other.

실시예에서, 상기 분말은, PTEE(Polytetrafluoroethylene)인 또는 PDMS 물질로 형성될 수 있다.In an embodiment, the powder may be formed of PTEE (Polytetrafluoroethylene) or PDMS material.

실시예에서, 미세전류 공급 장치는 상기 제1항의 분말 접촉 대전 발전기; 및 상기 분말 접촉 대전 발전기에 의한 접촉 대전에 기반하여 상기 제1 전극 내지 제6 전극 중 서로 대향되는 두 전극 사이에서 생성된 미세 전류를 공급하는 자극부재;를 포함할 수 있다.In an embodiment, the microcurrent supply device comprises: the powder contact charging generator of claim 1; And a magnetic pole member for supplying a minute current generated between two electrodes of the first to sixth electrodes opposite to each other based on the contact charging by the powder contact charging generator.

실시예에서, 상기 미세전류 공급 장치는 상기 미세 전류에 대한 정보를 획득하는 제어부; 및 상기 획득된 미세 전류에 대한 정보를 외부 전자장치에 송신하는 통신부;를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the microcurrent supply device includes: a control unit for obtaining information on the microcurrent; And a communication unit that transmits information on the obtained minute current to an external electronic device.

실시예에서, 상기 미세 전류에 대한 정보는, 상기 외부 전자장치에 의해 디스플레이될 수 있다. In an embodiment, the information on the minute current may be displayed by the external electronic device.

실시예에서, 상기 미세전류 공급 장치는 상기 분말 접촉 대전 발전기의 표면에 결합되어 외부의 충격을 완화하는 완충부재;를 더 포함할 수 있다. In an embodiment, the microcurrent supply device may further include a buffer member coupled to the surface of the powder contact charging generator to relieve external impact.

실시예에서, 상기 미세전류 공급 장치는 상기 분말 접촉 대전 발전기를 사용자의 신체에 고정시키는 고정부재;를 더 포함하고, 상기 분말 접촉 대전 발전기는, 상기 고정부재의 일 면에 결합되고, 상기 자극부재는, 상기 고정부재의 타 면에 결합될 수 있다.In an embodiment, the microcurrent supply device further comprises a fixing member for fixing the powder contact charging generator to the user's body, wherein the powder contact charging generator is coupled to one surface of the fixing member, and the magnetic pole member May be coupled to the other surface of the fixing member.

실시예에서, 상기 자극부재는, 패치 형태의 박막으로 구성될 수 있다.In an embodiment, the magnetic pole member may be formed of a thin film in the form of a patch.

상기한 목적들을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술될 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.Specific matters for achieving the above objects will become apparent with reference to embodiments to be described later in detail together with the accompanying drawings.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, "통상의 기술자")에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해서 제공되는 것이다.However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be configured in various different forms, so that the disclosure of the present invention is complete and those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains ( Hereinafter, it is provided in order to completely inform the scope of the invention to the "common engineer").

본 발명의 일 실시예에 의하면, 분말 접촉 대전 발전기의 수직방향, 수평방향 및 전후방향 모두에 전극을 결합함으로써, 어떠한 운동방향(x, y, z축)에 대하여도 미세 전류를 생성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by coupling electrodes in both the vertical, horizontal, and front-rear directions of the powder contact charging generator, it is possible to generate a minute current in any movement direction (x, y, z axis). .

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 별도의 배터리 없이도 분말의 움직임에 따라 분말 접촉 대전 발전기에 의해 생성된 미세 전류를 공급할 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to supply a minute current generated by the powder contact charging generator according to the movement of the powder without a separate battery.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 분말 접촉 대전 발전기에 의해 생성된 미세 전류를 사용자의 신체에 공급하여 성장판을 자극함으로써 성장호르몬을 증진시킬 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to increase growth hormone by stimulating the growth plate by supplying a microcurrent generated by the powder contact charging generator to the user's body.

본 발명의 효과들은 상술된 효과들로 제한되지 않으며, 본 발명의 기술적 특징들에 의하여 기대되는 잠정적인 효과들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and the potential effects expected by the technical features of the present invention will be clearly understood from the following description.

도 1a 및 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 접촉 대전 발전기를 도시한 도면이다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세전류 공급 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세전류 공급 장치와 외부 전자장치의 연동을 도시한 도면이다.1A and 1B are views showing a powder contact charging generator according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B are views showing a microcurrent supply device according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating interlocking between a microcurrent supply device and an external electronic device according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다. In the present invention, various modifications may be made and various embodiments may be provided, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail.

청구범위에 개시된 발명의 다양한 특징들은 도면 및 상세한 설명을 고려하여 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 명세서에 개시된 장치, 방법, 제법 및 다양한 실시예들은 예시를 위해서 제공되는 것이다. 개시된 구조 및 기능상의 특징들은 통상의 기술자로 하여금 다양한 실시예들을 구체적으로 실시할 수 있도록 하기 위한 것이고, 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 개시된 용어 및 문장들은 개시된 발명의 다양한 특징들을 이해하기 쉽게 설명하기 위한 것이고, 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.The various features of the invention disclosed in the claims may be better understood in view of the drawings and detailed description. The apparatus, method, preparation method, and various embodiments disclosed in the specification are provided for illustration purposes. The disclosed structural and functional features are intended to enable a person skilled in the art to specifically implement various embodiments, and are not intended to limit the scope of the invention. The disclosed terms and sentences are intended to describe various features of the disclosed invention in an easy to understand manner, and are not intended to limit the scope of the invention.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 분말의 움직임을 이용한 분말 접촉 대전 발전기를 설명한다.Hereinafter, a powder contact charging generator using the movement of the powder according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1a 및 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 접촉 대전 발전기(100)를 도시한 도면이다. 1A and 1B are views showing a powder contact charging generator 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1a 및 1b를 참고하면, 분말 접촉 대전 발전기(100)는 제1 전극(111), 제2 전극(112), 제3 전극(113), 제4 전극(114), 제5 전극(115), 제6 전극(116), 하우징(120) 및 분말(130)을 포함할 수 있다. 1A and 1B, the powder contact charging generator 100 includes a first electrode 111, a second electrode 112, a third electrode 113, a fourth electrode 114, and a fifth electrode 115. , A sixth electrode 116, a housing 120, and a powder 130 may be included.

제1 전극(111)은 수직방향 기준으로 하우징(120)과 결합될 수 있다. 제2 전극(112)은 수직방향 기준으로 제1 전극(111)과 대향하여 위치하며 하우징(120)과 결합될 수 있다. The first electrode 111 may be coupled to the housing 120 in the vertical direction. The second electrode 112 is positioned opposite to the first electrode 111 in a vertical direction and may be coupled to the housing 120.

제3 전극(113)은 수평방향 기준으로 하우징(120)과 결합될 수 있다. 제4 전극(114)은 수평방향 기준으로 제3 전극(113)과 대향하여 위치하며 하우징(120)과 결합될 수 있다. The third electrode 113 may be coupled to the housing 120 in a horizontal direction. The fourth electrode 114 is positioned opposite to the third electrode 113 in a horizontal direction and may be coupled to the housing 120.

제5 전극(115)은 전후방향 기준으로 하우징(120)과 결합될 수 있다. 제6 전극(116)은 전후방향 기준으로 제5 전극(115)과 대향하여 위치하며 하우징(120)과 결합될 수 있다. The fifth electrode 115 may be coupled to the housing 120 based on the front-rear direction. The sixth electrode 116 is positioned opposite to the fifth electrode 115 in the front-rear direction and may be coupled to the housing 120.

일 실시예에서, 제1 전극(111), 제2 전극(112), 제3 전극(113), 제4 전극(114), 제5 전극(115), 제6 전극(116)은 상대적으로 높은 전도도를 가지는 금속, 산화물, 높은 농도로 도핑된 반도체 등을 사용하는 것이 바람직하다. In one embodiment, the first electrode 111, the second electrode 112, the third electrode 113, the fourth electrode 114, the fifth electrode 115, the sixth electrode 116 is relatively high It is preferable to use a conductive metal, an oxide, a semiconductor doped with a high concentration, or the like.

예를 들어, 제1 전극(111), 제2 전극(112), 제3 전극(113), 제4 전극(114), 제5 전극(115) 및 제6 전극(116)은 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 또는 니켈(Ni) 등의 금속으로 형성되거나 산화물로 형성될 수 있다.For example, the first electrode 111, the second electrode 112, the third electrode 113, the fourth electrode 114, the fifth electrode 115, and the sixth electrode 116 are gold (Au). , It may be formed of a metal such as copper (Cu), aluminum (Al), chromium (Cr), or nickel (Ni), or may be formed of an oxide.

하우징(120)은 분말 접촉 대전 발전기(130)에서 접촉 대전을 발생시킴과 동시에 분말(130)을 감싸는 장치로, 도 1에서는 직육면체 형태로 제작한 것을 예시하였으나, 이에 한정되지는 않는다. 즉, 하우징(100)은 다각형 또는 원형으로도 제작될 수 있다.The housing 120 is a device that generates contact charging in the powder contact charging generator 130 and surrounds the powder 130 at the same time, and in FIG. 1, it is illustrated that it is manufactured in a rectangular parallelepiped shape, but is not limited thereto. That is, the housing 100 may be manufactured in a polygonal or circular shape.

또한, 하우징(120)은 예를 들어 상대적으로 낮은 전기전도도를 가지는 물질 또는 절연 물질로 제작될 수 있으며, 압축 아크릴이나 PVC 등의 물질로 제작될 수 있다.In addition, the housing 120 may be made of, for example, a material having a relatively low electrical conductivity or an insulating material, and may be made of a material such as compressed acrylic or PVC.

또한, 하우징(120)은 외부로부터의 물리적 자극에 강한 물질로 구성될 수 있으며, 하우징(120) 내부에 삽입된 분말(130)이 외부로 새어나가지 않도록 밀폐되는 것이 바람직하다. 이때, 물리적 자극이라 함은 외부로부터 하우징(120)으로 인가되는 진동, 충격 등의 물리적 에너지를 의미할 수 있다.In addition, the housing 120 may be made of a material that is resistant to physical stimulation from the outside, and it is preferable that the powder 130 inserted into the housing 120 is sealed to prevent leakage to the outside. In this case, the physical stimulation may mean physical energy such as vibration or impact applied from the outside to the housing 120.

하우징(120)은 분말 접촉 대전 발전기(100)에서 분말(130)과의 접촉시 접촉 대전을 발생시키는 대전 물질로 형성될 수 있으며, 내부에 삽입된 분말(130)과 접촉하여 많은 정전기적 전하를 유도할 수 있도록 대전열에서 상대적으로 하위에 위치하는 PTFE, PDMS 등의 물질을 사용할 수 있다.The housing 120 may be formed of a charging material that generates contact charging when contacting the powder 130 in the powder contact charging generator 100, and in contact with the powder 130 inserted therein, a large amount of electrostatic charge is transmitted. Materials such as PTFE and PDMS, which are located relatively lower in the electrification heat, may be used to induce.

분말(130)은 하우징(120)의 내부에 위치할 수 있으며, 하우징(120)과의 접촉에 따라 접촉 대전을 발생시킬 수 있다. 여기서, 접촉 대전은, 외부의 물리적 자극에 의해 상기 분말이 상기 하우징의 내부에서 이동함에 따른 상기 분말과 상기 하우징의 마찰에 의해 생성될 수 있다.The powder 130 may be located inside the housing 120 and may generate contact charging according to the contact with the housing 120. Here, the contact charging may be generated by friction between the powder and the housing as the powder moves inside the housing by external physical stimulation.

일 실시예에서, 분말(130)의 양은 하우징(120)의 내부에서 유동시 하우징(130) 내부의 내벽과의 마찰에 의한 정전기적 전하 발생이 가장 많게 되는 용량으로 미리 계산되어 설정될 수 있다.In one embodiment, the amount of the powder 130 may be pre-calculated and set as a capacity at which electrostatic charges are generated most due to friction with the inner wall of the housing 130 when flowing inside the housing 120.

또한, 분말(130)은 하우징(120)과 접촉하여 상대적으로 많은 전하를 유도할 수 있는 대전 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 분말(130)은 하우징(130)과의 접촉 시 많은 정전기적 전하를 유도할 수 있도록 대전열에서 상대적으로 하위에 위치하는 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE), PDMS 등의 물질로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Further, the powder 130 may be formed of a charging material capable of inducing a relatively large amount of electric charge by contacting the housing 120. For example, the powder 130 is a material such as polytetrafluoroethylene (PTFE), PDMS, etc., which are located relatively lower in the charging heat to induce a large amount of electrostatic charge when in contact with the housing 130 It may be configured as, but is not limited thereto.

일 실시예에서, 하우징(120)과 분말(130) 간 접촉에 의해 접촉 대전이 발생하는 경우, 제1 전극(111) 내지 제6 전극(116) 중 서로 대향되는 두 전극 사이의 비대칭적 전위차에 기반하여 미세 전류가 생성될 수 있다. In one embodiment, when contact charging occurs due to contact between the housing 120 and the powder 130, the asymmetric potential difference between two electrodes of the first electrode 111 to the sixth electrode 116 that face each other Based on this, a fine current can be generated.

일 실시예에서, 도 1a 및 1b에서 보여지는 바와 같이, 외부로부터의 물리적 자극이 주어져, 수직방향(z축)을 기준으로 분말(130)과 하우징(120) 간 접촉을 통한 접촉 대전 현상이 발생할 시 하우징(120)은 양전하로 대전되며, 분말(130)은 음전하로 대전될 수 있다.In one embodiment, as shown in FIGS. 1A and 1B, a physical stimulation from the outside is given, and a contact charging phenomenon occurs through contact between the powder 130 and the housing 120 in the vertical direction (z-axis). When the housing 120 is charged with a positive charge, the powder 130 may be charged with a negative charge.

이때, 외부의 물리적 자극에 의해 하우징(120) 내부에 위치한 분말(130)이 도 1a에서 보여지는 바와 같이 제1 전극(111)으로 향할 경우, 분말(130)의 음전하가 스크리닝하고 있던 제2 전극(112)의 양전하의 양이 줄어들게 된다. At this time, when the powder 130 located inside the housing 120 is directed to the first electrode 111 as shown in FIG. 1A due to external physical stimulation, the negative charge of the powder 130 is screened for the second electrode The amount of positive charge of (112) is reduced.

이로 인해 제1 전극(111)과 제2 전극(112)간 전위차가 발생하게 되고 평형상태를 이루기 위해 제1 전극(111)에서 제2 전극(112)으로 전자가 이동하게 된다.As a result, a potential difference occurs between the first electrode 111 and the second electrode 112, and electrons move from the first electrode 111 to the second electrode 112 in order to achieve an equilibrium state.

다음으로, 만약 물리적 자극에 의해 하우징(120) 내부에 위치한 분말(130)이 도 1b에서 보여지는 바와 같이 제2 전극(112)으로 향할 경우, 분말(130)의 음전하가 스크리닝하고 있던 제1 전극(111)의 양전하의 양이 줄어들게 된다. 이로 인해 제1 전극(111)과 제2 전극(112)간 전위차가 발생하게 되고 평형상태를 이루기 위해 제2 전극(112)에서 제1 전극(111)으로 전자가 이동하게 된다.Next, if the powder 130 located inside the housing 120 is directed to the second electrode 112 as shown in FIG. 1B due to physical stimulation, the negative charge of the powder 130 is the first electrode that was being screened. The amount of positive charge of (111) is reduced. As a result, a potential difference occurs between the first electrode 111 and the second electrode 112, and electrons move from the second electrode 112 to the first electrode 111 to achieve an equilibrium state.

이러한 반복적인 수직방향으로의 물리적 자극에 의한 분말(130)의 움직임에 따라 비대칭적 스크리닝이 발생되고, 이러한 비대칭적 스크리닝으로 인해 제1 전극(111)과 제2 전극(112)간 전자의 흐름이 유도되면서 접촉 대전 발전에 의한 지속적인 전력의 생산이 가능하게 된다.Asymmetric screening occurs according to the movement of the powder 130 due to the repetitive physical stimulation in the vertical direction, and the flow of electrons between the first electrode 111 and the second electrode 112 due to this asymmetric screening As it is induced, it is possible to continuously generate electric power by generating contact charging.

즉, 하우징(120)의 내부에 하우징(120)의 내부의 벽과 접촉할 시 대전되는 분말(130)을 위치시킴으로써, 대전된 분말(130)이 외부의 물리적 자극에 의해 하우징(120) 내부를 움짐임에 따라 제1 전극(112)과 제2 전극(112) 간에 비대칭적인 전위차가 생성되어 미세 전류가 생성되므로써 지속적인 전력이 생산이 가능하다.That is, by placing the charged powder 130 in the housing 120 when it comes into contact with the inner wall of the housing 120, the charged powder 130 is moved to the inside of the housing 120 by external physical stimulation. As it moves, an asymmetric potential difference is generated between the first electrode 112 and the second electrode 112 to generate a minute current, so that continuous power generation is possible.

도 1a 및 1b에서는 수직방향에 대한 미세 전류 생성을 예시로 도시하였으나, 같은 방식으로 외부의 물리적 자극에 의해 수평방향(y축)을 기준으로 분말(130)과 하우징(120) 간 접촉을 통한 접촉 대전 현상이 발생할 시, 하우징(120)은 양전하로 대전되며, 분말(130)은 음전하로 대전될 수 있다. 1A and 1B illustrate the generation of microcurrent in the vertical direction as an example, but contact through contact between the powder 130 and the housing 120 in the horizontal direction (y-axis) by external physical stimulation in the same manner When a charging phenomenon occurs, the housing 120 may be charged with a positive charge, and the powder 130 may be charged with a negative charge.

이 경우, 수평방향으로의 물리적 자극에 의한 분말(130)의 움직임에 따라 비대칭적 스크리닝이 발생되고, 이러한 비대칭적 스크리닝으로 인해 제3 전극(113)과 제4 전극(114) 간 전자의 흐름이 유도되면서 접촉 대전 발전에 의한 지속적인 전력의 생산이 가능하게 된다.In this case, asymmetric screening occurs according to the movement of the powder 130 due to the physical stimulation in the horizontal direction, and the flow of electrons between the third electrode 113 and the fourth electrode 114 is caused by this asymmetric screening. As it is induced, it is possible to continuously generate electric power by generating contact charging.

또한, 같은 방식으로 외부의 물리적 자극에 의해 전후방향(x축)을 기준으로 분말(130)과 하우징(120) 간 접촉을 통한 접촉 대전 현상이 발생할 시, 하우징(120)은 양전하로 대전되며, 분말(130)은 음전하로 대전될 수 있다. In addition, in the same way, when a contact charging phenomenon occurs through contact between the powder 130 and the housing 120 in the front-rear direction (x-axis) by an external physical stimulus, the housing 120 is charged with a positive charge, The powder 130 may be charged with a negative charge.

이 경우, 전후방향으로의 물리적 자극에 의한 분말(130)의 움직임에 따라 비대칭적 스크리닝이 발생되고, 이러한 비대칭적 스크리닝으로 인해 제5 전극(115)과 제6 전극(116) 간 전자의 흐름이 유도되면서 접촉 대전 발전에 의한 지속적인 전력의 생산이 가능하게 된다.In this case, an asymmetric screening occurs according to the movement of the powder 130 due to the physical stimulation in the anteroposterior direction, and the flow of electrons between the fifth electrode 115 and the sixth electrode 116 due to this asymmetric screening As it is induced, it is possible to continuously generate electric power by generating contact charging.

상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 분말 접촉 대전 발전기에서, 하우징 내부와 접촉 할 시 대전되는 분말을 위치시키고, 대전된 분말이 움직이면서 하우징의 수직방향, 수평방향 및 전후방향 모두에 대하여 서로 대향되는 전극 간에 비대칭적인 전위차를 생성하여 미세 전류를 생성하도록 함으로써, 외부의 어떠한 방향(x, y, z축)으로 물리적 자극이 가해지더라도 효율적으로 전기적 에너지로 변환할 수 있다.As described above, according to the present invention, in the powder contact charging generator, the charged powder is positioned when it comes into contact with the inside of the housing, and the electrodes facing each other in both the vertical direction, the horizontal direction, and the front and rear directions of the housing as the charged powder moves. By generating an asymmetrical potential difference between the livers to generate a minute current, even if a physical stimulation is applied in any external direction (x, y, z axis), it can be efficiently converted into electrical energy.

도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세전류 공급 장치(200)를 도시한 도면이다.3A and 3B are diagrams illustrating a microcurrent supply device 200 according to an embodiment of the present invention.

도 3a 및 3b를 참고하면, 미세전류 공급 장치(200)는 분말 접촉 대전 발전기(100) 및 미세 전류를 사용자의 신체에 공급하는 적어도 하나의 자극부재(210)를 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 3A and 3B, the microcurrent supply device 200 may include a powder contact charging generator 100 and at least one stimulation member 210 for supplying a microcurrent to a user's body.

이 경우, 자극부재(210)는 분말 접촉 대전 발전기(100)에 의한 접촉 대전에 기반하여 제1 전극(111) 내지 제6 전극(116) 중 서로 대향되는 두 전극 사이에서 생성된 미세 전류를 공급할 수 있다. 일 실시예에서, 미세전류 공급 장치(200)와 자극부재(210)는 미세 전류를 전달하기 위해 도선으로 연결될 수 있다. In this case, the magnetic pole member 210 may supply a minute current generated between two electrodes facing each other among the first electrode 111 to the sixth electrode 116 based on contact charging by the powder contact charging generator 100. I can. In one embodiment, the microcurrent supply device 200 and the stimulation member 210 may be connected with a conducting wire to transmit the microcurrent.

일 실시예에서, 분말 접촉 대전 발전기(100)가 사용자 다리에 고정되는 경우, 별도의 배터리 없이도 사용자 다리의 어떠한 운동방향(x, y, z축)에 대하여도 분말 접촉 대전 발전기(100)에 의해 미세 전류를 생성할 수 있다. 이 때, 두 개의 자극부재(210)들이 각각 사용자 신체의 내슬안과 외슬안에 각각 배치되는 경우, 자극부재(210)는 분말 접촉 대전 발전기(100)에 의해 생성된 미세 전류를 사용자의 내슬안과 외슬안에 공급하여 성장판을 자극하여 키성장을 증가시킬 수 있다. 이 경우, 미세 전류를 내슬안과 외슬안에 공급하여 사용자의 성장호르몬을 47% 가량 증가시킬 수 있다. In one embodiment, when the powder contact charging generator 100 is fixed to the user's leg, the powder contact charging generator 100 is used for any movement direction (x, y, z axis) of the user leg without a separate battery. It can generate microcurrents. At this time, when the two magnetic pole members 210 are respectively disposed in the inner and outer shells of the user's body, the stimulation member 210 transfers the minute current generated by the powder contact charging generator 100 into the inner and outer shells of the user. By supplying it, it can stimulate growth plate to increase height growth. In this case, it is possible to increase the user's growth hormone by 47% by supplying a microcurrent to the inner and outer cells.

일 실시예에서, 미세전류 공급 장치(200)는 분말 접촉 대전 발전기(100)의 표면에 결합되어 외부의 충격을 완화하는 완충부재(220)를 더 포함할 수 있다. 즉, 완충부재(220)는 외부의 충격으로부터 미세전류 공급 장치(220)를 보호할 수 있고, 사용자가 착용 시 넘어졌을 때 충격을 흡수할 수 있을 정도의 두께로 제작될 수 있다. 예를 들어, 완충부재(220)는 PDMS 물질로 제작될 수 있다. In one embodiment, the microcurrent supply device 200 may further include a buffer member 220 coupled to the surface of the powder contact charging generator 100 to relieve external impact. That is, the buffer member 220 may protect the microcurrent supply device 220 from external shocks, and may be manufactured with a thickness sufficient to absorb the shock when the user falls over when wearing. For example, the buffer member 220 may be made of a PDMS material.

일 실시예에서, 미세전류 공급 장치(200)는 분말 접촉 대전 발전기를 사용자의 신체에 고정시키는 고정부재(230)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 분말 접촉 대전 발전기(100)는 고정부재(230)의 일 면에 결합되고, 자극부재(210)는 고정부재(230)의 타 면에 결합될 수 있다. In one embodiment, the microcurrent supply device 200 may further include a fixing member 230 for fixing the powder contact charging generator to the user's body. In this case, the powder contact charging generator 100 may be coupled to one surface of the fixing member 230, and the magnetic pole member 210 may be coupled to the other surface of the fixing member 230.

예를 들어, 고정부재(230)는 무릎보호대와 같은 밴드형태로 제작될 수 있으며, 이를 통해 사용자가 간편하게 원하는 위치에 미세전류 공급 장치(200)를 착용할 수 있다. For example, the fixing member 230 may be manufactured in the form of a band such as a knee protector, through which the user can easily wear the microcurrent supply device 200 at a desired position.

일 실시예에서, 자극부재(210)는 패치 형태의 박막으로 구성되어, 사용자 신체에 이물감이 들지 않고 사용자가 미세전류 공급 장치(200)를 편안하게 착용할 수 있도록 할 수 있다. 이 경우, 패치 형태의 자극부재(210)를 통해 미세전류 자극을 사용자 신체에 가함으로써 사용자의 뭉친 근육을 풀어주는 효과가 있다. In one embodiment, the stimulation member 210 is composed of a thin film in the form of a patch, so that the user can comfortably wear the microcurrent supply device 200 without feeling foreign objects on the user's body. In this case, by applying microcurrent stimulation to the user's body through the stimulation member 210 in the form of a patch, there is an effect of releasing the user's tight muscles.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세전류 공급 장치(200)와 외부 전자장치(300)의 연동을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating interlocking between the microcurrent supply device 200 and the external electronic device 300 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참고하면, 미세전류 공급 장치(200)는 미세 전류에 대한 정보를 획득하는 제어부와 획득된 미세 전류에 대한 정보를 외부 전자장치에 송신하는 통신부를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the microcurrent supply device 200 may further include a control unit that obtains information on the microcurrent and a communication unit that transmits information on the obtained microcurrent to an external electronic device.

여기서, 예를 들어, 미세 전류에 대한 정보는 미세 전류를 발생시키기 위한 사용자 움직임에 대한 운동량 정보, 분말 접촉 대전 발전기(100)를 통해 발생되는 미세 전류량 정보를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. Here, for example, the information on the minute current may include momentum information on the user's movement for generating the minute current, and information on the minute current amount generated through the powder contact charging generator 100, but is not limited thereto. .

이 경우, 미세전류 공급 장치(200)는 유선 또는 무선 통신을 통해 외부 전자장치(300)에게 미세 전류에 대한 정보를 송신할 수 있다. In this case, the microcurrent supply device 200 may transmit information on the microcurrent to the external electronic device 300 through wired or wireless communication.

이에 따라, 미세 전류에 대한 정보는 외부 전자장치(300)에 의해 디스플레이될 수 있다. 예를 들어, 외부 전자 장치(300)는 스마트폰, 데스크탑, 노트북 및 태블릿 피시를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 즉, 사용자는 외부 전자장치(300)를 통해 현재 자신의 움직임에 의해 발생되는 미세 전류량과 운동량 등의 정보를 확인할 수 있어 운동 동기부여 효과가 발생될 수 있다. Accordingly, information on the minute current may be displayed by the external electronic device 300. For example, the external electronic device 300 may include a smart phone, a desktop, a notebook, and a tablet PC, but is not limited thereto. That is, the user can check information such as a minute amount of current and an amount of momentum generated by his/her movement through the external electronic device 300, and thus an exercise motivation effect may be generated.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 통상의 기술자라면 본 발명의 본질적인 특성이 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention.

따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예들에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Accordingly, the embodiments disclosed in the present specification are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but are intended to be described, and the scope of the present invention is not limited by these embodiments.

본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be understood as being included in the scope of the present invention.

100: 분말 접촉 대전 발전기
111: 제1 전극
112: 제2 전극
113: 제3 전극
114: 제4 전극
115: 제5 전극
116: 제6 전극
120: 하우징
130: 분말
200: 미세전류 공급 장치
210: 자극부재
220: 완충부재
230: 고정부재
300: 외부 전자장치100: powder contact charging generator
111: first electrode
112: second electrode
113: third electrode
114: fourth electrode
115: fifth electrode
116: sixth electrode
120: housing
130: powder
200: microcurrent supply device
210: magnetic pole member
220: buffer member
230: fixing member
300: external electronics

Claims

housing;
A first electrode coupled to the housing and a second electrode coupled to face the first electrode in a vertical direction;
A third electrode coupled to the housing and a fourth electrode coupled to face the third electrode in a horizontal direction;
A fifth electrode coupled to the housing and a sixth electrode coupled to face the fifth electrode with respect to the front-rear direction; And
A powder located inside the housing and generating contact charging according to contact with the housing;
Containing,
Powder contact charging generator.

The method of claim 1,
The contact charging is generated by friction between the powder and the housing as the powder moves inside the housing by external physical stimulation,
Powder contact charging generator.

The method of claim 1,
When contact charging occurs due to contact between the housing and the powder, a micro current is generated based on an asymmetric potential difference between two electrodes facing each other among the first to sixth electrodes,
Powder contact charging generator.

The method of claim 1,
The powder,
Formed of PTEE (Polytetrafluoroethylene) phosphorus or PDMS material,
Powder contact charging generator.

The powder contact charging generator of claim 1; And
A magnetic pole member for supplying a minute current generated between two electrodes of the first to sixth electrodes facing each other based on the contact charging by the powder contact charging generator;
Containing,
Microcurrent supply device.

The method of claim 5,
A control unit for obtaining information on the minute current; And
A communication unit for transmitting information on the obtained minute current to an external electronic device;
Further comprising,
Microcurrent supply device.

The method of claim 6,
The information on the minute current is displayed by the external electronic device,
Microcurrent supply device.

The method of claim 5,
A buffer member coupled to the surface of the powder contact charging generator to relieve external impact;
Further comprising,
Microcurrent supply device.

The method of claim 5,
A fixing member fixing the powder contact charging generator to a user's body;
Including more,
The powder contact charging generator is coupled to one surface of the fixing member,
The magnetic pole member is coupled to the other surface of the fixing member,
Microcurrent supply device.

The method of claim 5,
The magnetic pole member is composed of a thin film of a patch form,
Microcurrent supply device.