CN105186600B - 一种无线自供能充电服 - Google Patents

Abstract

一种无线自供能充电服，属于无线能量传输技术领域。当衣物之间或者衣物与外界摩擦时会产生摩擦电荷，摩擦电荷的相对运动会在电极上产生感应电流，这些电能被电极捕获并通过无线传输的方式传递给接收电极并对待充电设备进行充电。包含辅助能量采集电极、发射电极、接收电极以及外部衣物，发射电极靠近充电位置，接收电极位于待充电设备上，并与待充电设备用导线连接。本发明具有能量采集供功能，无须外部供电,相较于传统充电装置充电空间不受限制。可在用户无意识中完成充电过程，不需要额外操作，极大简化了充电过程，制作工艺简单，成本低，有利于大规模生产。在便携式电子设备和可穿戴设备方面有良好的应用前景。

Description

一种无线自供能充电服

技术领域

本发明涉及一种无线自供能充电服，尤其是一种基于静电和摩擦原理的无线自供能充电服，属于无线能量传输技术领域。

背景技术

目前，可穿戴设备和便携式电子产品在人们的日常生活中大量普及。现有的此类设备广泛使用容量有限的可充电电池作为能量源，充电过程主要使用供电电源进行充电。然而，供电电源的位置限制了这些设备的使用空间，充电的过程中设备的移动性会受到很大的限制。

现有的充电方式可分有线充电和无线充电两种方式。有线充电的方式充电效率较高，但是其对于充电空间的限制非常明显，另外充电线的使用也降低了充电操作的便捷性。无线充电对于充电位置的限制相对较弱，并且不需要使用充电线。但是现有的无线充电方式主要也依赖供电电源，对于充电空间的拓展有限。

发明内容

为了克服现有技术的不足,提供一种无线自供能充电服，一种基于静电与摩擦原理的无线自供能充电服，以实现便捷、低成本、随时可充电。

一种无线自供能充电服，当衣物之间或者人体与外界摩擦时会产生摩擦电荷，摩擦电荷的相对运动产生感应电流，电能能够被电极捕获并通过无线传输的方式传递给接收端并对待充电设备进行供电。

一种无线自供能充电服，包含辅助能量采集电极、发射电极、接收电极以及外部衣物，发射电极靠近充电位置，接收电极位于待充电设备上，并与待充电设备用导线连接。

辅助能量采集电极与发射电极位于衣物内部，并用导线进行连接。

所述辅助能量采集电极为导电材料金属(铜、铝、银或金)、合金、导电聚合物(聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺或聚乙撑二氧噻吩)、碳基导电材料(碳纳米管、碳纳米线、石墨烯或石墨)或导电金属氧化物(氧化铟锡)。

发射电极为导电材料金属、合金、导电聚合物、碳基导电材料或导电金属氧化物。

所述接收电极材料为导电材料金属、合金、导电聚合物、碳基导电材料或导电金属氧化物。

所述外部衣物材料为布料棉布、麻布、丝绸、皮革、尼龙或涤纶。

将发射电极和辅助能量采集电极置于衣物外面。

省去辅助能量采集电极，只使用发射电极，接收电极与发射电极之间可以存在其他绝缘介质。

本发明的优点在于：

1、本发明提出的无线自供能充电服具有能量采集供能，相较于传统充电装置充电空间不受限制，同时不需要外部供电。

2、本发明提出的无线自供能充电服可在用户无意识中完成充电过程，不需要额外操作，极大简化了充电过程。

3、本发明提出的无线自供能充电服的电学部件可使用柔性导电材料，提高用户的舒适度，

4、本发明提出的无线自供能充电服制作工艺简单，成本低，有利于大规模生产。

本发明在为便携式电子设备和可穿戴设备充电方面有良好的应用前景。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：

图1为本发明的无线自供能充电服的发射电极、接收电极以及外部衣物位置关系的三维结构示意图；

图2为本发明的无线自供能充电服的发射电极、接收电极以及外部衣物位置关系的侧视图；

图3为本发明的无线自供能充电服的辅助能量采集电极、发射电极在外套上放置的示意图；

图4为本发明的无线自供能充电服的辅助能量采集电极、发射电极在长裤上放置的示意图；

图5为本发明的短路电流的测试输出曲线图；

图6为本发明的接收电极电压的测试输出曲线图。

其中，发射电极1、衣物布料2、接收电极3、辅助能量采集电极4。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

实施例1：如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，一种无线自供能充电服，当衣物之间或者人体与外界摩擦时会产生摩擦电荷，摩擦电荷的相对运动产生感应电流，电能可以被电极捕获并通过无线传输的方式传递给接收端并对设备进行供电。上述无线自供能充电服的结构为：包含辅助能量采集电极、发射电极、接收电极以及外部衣物。辅助能量采集电极与发射电极位于衣物内部，并用导线进行连接。发射电极靠近充电位置。接收电极位于待充电设备上，并与待充电设备用导线连接。

所述辅助能量采集电极为导电材料，如金属、合金、导电聚合物、碳基导电材料、导电金属氧化物等。

所述发射电极为导电材料，如金属、合金、导电聚合物、碳基导电材料、导电金属氧化物等。

所述接收电极材料为导电材料，如金属、合金、导电聚合物、碳基导电材料、导电金属氧化物等。

所述外部衣物材料为布料，如棉布，丝绸，尼龙，涤纶等。

需要说明的是，本发明也可以将发射电极和辅助能量采集电极置于衣物外面，辅助能量采集电极可以省去，只使用发射电极，接收电极与发射电极之间可以存在其他绝缘介质。

实施例2：如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，一种无线自供能充电服，包括发射电极1、衣物布料2、接收电极3、辅助能量采集电极4。

发射电极1采用氧化铟锡(ITO)薄膜，薄膜的长度优选为50mm，宽度优选为50mm，膜厚优选为185nm；

衣物布料2为棉布，厚度约1cm；

接收电极3为氧化铟锡(ITO)薄膜，薄膜的长度优选为50mm，宽度优选为50mm，膜厚优选为185nm；

辅助能量采集电极4氧化铟锡(ITO)薄膜，薄膜的长度优选为100mm，宽度优选为100mm，膜厚优选为185nm；

接收电极与发射电极间的距离优选为1cm，辅助能量采集电极与发射电极之间用导线连接，接收电极位于待充电设备上并与待充电设备用导线连接。

穿着衣物进行运动时，运动产生的摩擦电荷会使发射电极与能量采集电极感应产生电流。

能量采集电极4会将采集到的电能通过导线供给发射电极1。

发射电极1电压变化，并通过静电感应的方式影响接收电极3的电压，使其产生变化，并在外电路中形成电流。

能量采集电极与发射电极在衣物上的位置可以如图3与图4所示，但不限于在这些位置放置。

进行标准化测试时，使用外加固定频率的震动，可在接收电极3上产生如图5与图6的稳定的短路电流和电压输出，图6对应的负载电阻优选值为100MΩ。

以上所述对本发明的目的、技术方案以及有益效果进行了进一步说明，应当理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的教导和权利要求保护范围下所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无线自供能充电服，其特征在于包含辅助能量采集电极、发射电极、接收电极以及衣物，发射电极靠近充电位置，接收电极位于待充电设备上，并与待充电设备相连，穿着衣物进行运动时，当衣物之间摩擦时会产生摩擦电荷，运动产生的摩擦电荷会使发射电极与能量采集电极感应产生电流，能量采集电极会将采集到的电能通过导线供给发射电极，发射电极电压变化，并通过静电感应的方式影响接收电极的电压，使其产生变化，并在外电路中形成电流。

2.根据权利要求1所述的一种无线自供能充电服，其特征在于辅助能量采集电极与发射电极位于衣物内部，并用导线进行连接。

3.根据权利要求2所述的一种无线自供能充电服，其特征在于所述辅助能量采集电极为导电材料金属、合金、导电聚合物、碳基导电材料、复合导电材料或导电金属氧化物。

4.根据权利要求2所述的一种无线自供能充电服，其特征在于所述发射电极为导电材料金属、合金、导电聚合物、碳基导电材料、复合导电材料或导电金属氧化物。

5.根据权利要求2所述的一种无线自供能充电服，其特征在于所述接收电极材料为导电材料金属、合金、导电聚合物、碳基导电材料、复合导电材料或导电金属氧化物。

6.根据权利要求2所述的一种无线自供能充电服，其特征在于所述外部衣物材料为布料棉布、麻布、丝绸、皮革、尼龙或涤纶。

7.根据权利要求2所述的一种无线自供能充电服，其特征在于将发射电极和辅助能量采集电极置于衣物外面。

8.根据权利要求2所述的一种无线自供能充电服，其特征在于省去辅助能量采集电极，只使用发射电极，接收电极与发射电极之间能够存在其他绝缘介质。

9.根据权利要求1或者2所述的一种无线自供能充电服，其特征在于发射电极采用氧化铟锡(ITO)薄膜，长度为50mm，宽度为50mm，膜厚为185nm；

衣物布料为棉布，厚度1cm；

接收电极为氧化铟锡(ITO)薄膜，长度为50mm，宽度为50mm，膜厚为185nm；

辅助能量采集电极氧化铟锡(ITO)薄膜，长度为100mm，宽度为100mm，膜厚为185nm；

接收电极与发射电极间的距离为1cm，辅助能量采集电极与发射电极之间用导线连接，接收电极位于待充电设备上并与待充电设备用导线连接。