KR101648261B1 - Device, system and method for energy harvesting - Google Patents
Device, system and method for energy harvesting Download PDFInfo
- Publication number
- KR101648261B1 KR101648261B1 KR1020140103748A KR20140103748A KR101648261B1 KR 101648261 B1 KR101648261 B1 KR 101648261B1 KR 1020140103748 A KR1020140103748 A KR 1020140103748A KR 20140103748 A KR20140103748 A KR 20140103748A KR 101648261 B1 KR101648261 B1 KR 101648261B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- coil
- power
- storage space
- shoe
- receiving
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A43—FOOTWEAR
- A43B—CHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
- A43B3/00—Footwear characterised by the shape or the use
- A43B3/34—Footwear characterised by the shape or the use with electrical or electronic arrangements
- A43B3/38—Footwear characterised by the shape or the use with electrical or electronic arrangements with power sources
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/001—Energy harvesting or scavenging
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/005—Mechanical details of housing or structure aiming to accommodate the power transfer means, e.g. mechanical integration of coils, antennas or transducers into emitting or receiving devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
- H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K35/00—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit
- H02K35/02—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit with moving magnets and stationary coil systems
Abstract
에너지 하베스팅 장치는, 코일 및 상기 코일 내부에서 이동하는 자석을 포함하며, 상기 이동에 의해 상기 코일 내부에서 자속의 변화가 생겨 전력을 발생시키는 전자기 유도 장치, 상기 전자기 유도 장치가 생산한 전력을 자기 공진 무선 전송 방식으로 전송하는 송신 장치 및 자기 공진 무선 전송 방식으로 상기 전송된 전력을 수신하는 수신 장치를 포함한다.An energy harvesting apparatus includes an electromagnetic induction device including a coil and a magnet moving within the coil, the electromagnetic induction device generating a change in magnetic flux inside the coil by the movement to generate electric power, A transmitting apparatus for transmitting the transmitted power in a self-resonant wireless transmission scheme, and a receiving apparatus for receiving the transmitted power in a self-resonant wireless transmission scheme.
Description
본 발명은 에너지 하베스팅 장치, 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전자기 유도 현상을 이용하여 전력을 생산하고, 생산된 전력을 자기 공진 방식으로 수신 장치에 무선으로 전달할 수 있는 에너지 하베스팅 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an energy harvesting apparatus, system and method, and more particularly, to an energy harvesting apparatus, an energy harvesting apparatus, an energy harvesting apparatus, and an energy harvesting apparatus capable of producing electric power using electromagnetic induction phenomenon, , Systems and methods.
에너지 하베스팅 (환경 발전) 기술은 운동 에너지, 광에너지, 열에너지 등의 환경 에너지를 압전 소자나 태양전지, 열전 소자, 전자 유도 등을 이용하여 전력으로 변환하는 것을 말한다. 이렇게 해서 얻은 전력은 축전되어 각종 전력 소비 장치의 전원으로서 이용된다.Energy harvesting (environmental power generation) technology refers to the conversion of environmental energy such as kinetic energy, light energy, and thermal energy into electric power by using piezoelectric elements, solar cells, thermoelectric elements, and electromagnetic induction. The electric power thus obtained is stored and used as a power source for various power consumption devices.
이와 관련하여, 한국 특허출원발명 제10-2008-0071292 에서는 신발의 밑창에 압전 소자를 설치하고, 이 압전 소자를 통해 전력을 생산한 후에 생산된 전력을 이용하여 LED 를 발광하여 신발 내부를 멸균하는 기능성 자가 발전 신발을 설명하고 있다. In this connection, in Korean Patent Application No. 10-2008-0071292, a piezoelectric element is installed in the sole of a shoe, the electric power is generated through the piezoelectric element, and then the LED is emitted by using the electric power produced to sterilize the inside of the shoe Describes functional self-propelled shoes.
그러나, 이 출원발명은 신발 내부의 압전 소자가 생산한 전력을 무선 방식을 통해 별도의 장치에 전송하는 대신에 신발 내부에 설치된 부하 장치에 제공하고 있는 바, 에너지 하베스팅으로 생산한 전력의 이용 범위가 좁다는 문제점이 있으며, 그 결과 실생활에서의 활용 가치가 떨어지게 된다. 또한, 전술한 출원발명은 압전 소자를 사용하고 있으며, 전자기 유도 방식을 이용하는 전자기 유도 장치에 관한 것이 아니다.However, in the present invention, instead of transmitting the electric power produced by the piezoelectric element inside the shoe to a separate device via a wireless system, the present invention provides the electric power produced by the energy harvesting Is narrow, and as a result, the utilization value in the real life is reduced. In addition, the above-mentioned invention of the present application uses a piezoelectric element and does not relate to an electromagnetic induction device using an electromagnetic induction method.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 전자기 유도 장치를 이용하여 손쉽게 전력을 생산하고, 생산된 전력을 무선 방식을 통해 효율적으로 수신 장치로 전송할 수 있는 에너지 하베스팅 장치, 시스템 및 방법의 필요성이 대두되고 있다.In order to solve these problems, there is a need for an energy harvesting apparatus, system, and method that can easily generate electric power by using an electromagnetic induction apparatus and efficiently transmit the produced electric power to a receiving apparatus through a wireless system.
본 발명이 해결하려는 과제는, 실생활에서 전자기 유도 방식을 통해 간편하게 전력을 생산하고, 이렇게 생산된 전력을 무선 방식으로 수신 장치에 효율적으로 전송할 수 있는 에너지 하베스팅 장치, 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.A problem to be solved by the present invention is to provide an energy harvesting apparatus, system, and method that can easily produce electric power through electromagnetic induction in real life and efficiently transmit the generated electric power to a receiving apparatus in a wireless manner .
본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하베스팅 장치는, 코일 및 상기 코일 내부에서 이동하는 자석을 포함하며, 상기 이동에 의해 상기 코일 내부에서 자속의 변화가 생겨 전력을 발생시키는 전자기 유도 장치, 상기 전자기 유도 장치가 생산한 전력을 자기 공진 무선 전송 방식으로 전송하는 송신 장치 및 자기 공진 무선 전송 방식으로 상기 전송된 전력을 수신하는 수신 장치를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an energy harvesting apparatus including a coil and a magnet moving inside the coil, wherein a magnetic flux is changed inside the coil to generate electric power An electromagnetic induction device, a transmission device for transmitting power generated by the electromagnetic induction device by a self-resonant radio transmission method, and a reception device for receiving the transmitted power by a self-resonant radio transmission method.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하베스팅 시스템은, 신발의 내부에 설치되고, 코일, 상기 코일 내부에서 이동하는 자석 및 상기 자석의 이동 경로 상에 위치한 스프링을 포함하는 전자기 유도 장치를 구비한 에너지 하베스터부로서, 상기 신발의 착용자가 발을 올리고 내리는 과정에서 상기 발의 압력에 의해 일방향으로 이동하는 자석이, 상기 스프링에 의해 다시 되돌아가는 방향으로 이동하는 과정을 통해, 상기 코일 내부에서 자속의 변화가 발생하여 전력이 생산되는 에너지 하베스터부 및 상기 신발의 내부에 설치되고, 상기 에너지 하베스터부가 생산한 전력을 자기 공진 무선 전송 방식으로 전송하는 무선 송신부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an energy harvesting system including a coil, a magnet moving inside the coil, and a spring disposed on a moving path of the magnet, The energy harvester portion having an induction device is characterized in that a magnet moving in one direction by the pressure of the foot in a process of raising and lowering a foot of the shoe moves in a direction to return back by the spring, And a radio transmitter installed in the shoe and transmitting the power generated by the energy harvester in a self-resonant radio transmission system.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하베스팅 방법은, 코일 및 상기 코일 내부에서 이동하는 자석을 포함하는 전자기 유도 장치가, 상기 이동에 의해 상기 코일 내부에서 자속의 변화가 생겨 전력을 생산하는 단계, 송신 장치가 상기 전자기 유도 장치가 생산한 전력을 자기 공진 무선 전송 방식으로 수신 장치에 전송하는 단계 및 상기 수신 장치가 자기 공진 무선 전송 방식으로 상기 전송된 전력을 수신하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an energy harvesting method comprising: a magnetic induction device including a coil and a magnet moving inside the coil; Generating a power, transmitting a power generated by the electromagnetic induction device to a receiving device by a self-resonant wireless transmission method, and receiving the transmitted power by a self-resonant wireless transmission method .
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명에 따르면, 실생활에서 전자기 유도 방식을 통해 간편하게 전력을 생산하고, 이렇게 생산된 전력을 무선 방식으로 수신 장치에 효율적으로 전송할 수 있는 에너지 하베스팅 장치, 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide an energy harvesting apparatus, system, and method that can easily produce electric power through electromagnetic induction in real life and efficiently transmit the generated electric power to a receiving apparatus in a wireless manner.
도 1 은 본 발명에 따른 에너지 하베스팅 장치, 시스템 및 방법에 사용되는 전자기 유도 장치의 개략도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 에너지 하베스팅 장치, 시스템 및 방법에 사용되는 송신 장치 및 수신 장치의 개략도이다.
도 3 및 4 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 에너지 하베스팅 시스템의 개략도이다.
도 5 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 에너지 하베스팅 방법의 흐름도이다.1 is a schematic view of an electromagnetic induction apparatus used in an energy harvesting apparatus, system and method according to the present invention.
2 is a schematic diagram of a transmitting apparatus and a receiving apparatus used in an energy harvesting apparatus, system and method according to the present invention.
Figures 3 and 4 are schematic diagrams of an energy harvesting system according to a first embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of an energy harvesting method according to the first embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is noted that the terms " comprises "and / or" comprising ", as used herein, do not exclude the presence or addition of one or more other elements, steps and operations.
도 1 및 2 를 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 에너지 하베스팅 장치를 설명한다. 도 1 은 본 발명에 따른 에너지 하베스팅 장치, 시스템 및 방법에 사용되는 전자기 유도 장치의 개략도이다. 도 2 는 본 발명에 따른 에너지 하베스팅 장치, 시스템 및 방법에 사용되는 송신 장치 및 수신 장치의 개략도이다.1 and 2, an energy harvesting apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described. 1 is a schematic view of an electromagnetic induction apparatus used in an energy harvesting apparatus, system and method according to the present invention. 2 is a schematic diagram of a transmitting apparatus and a receiving apparatus used in an energy harvesting apparatus, system and method according to the present invention.
도 1 및 2 를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 에너지 하베스팅 장치는 전자기 유도 장치 (40), 탄성 장치, 송신 장치 (50), 수신 장치 (70), 감지 장치 및 알람 장치를 포함할 수 있다.1 and 2, an energy harvesting apparatus according to a first embodiment of the present invention includes an
전자기 유도 장치 (40) 는 전자기 유도 현상을 이용하여 전력을 생산하는 장치로서, 전자기 유도 현상이란 도체 주변에 자기장을 변화시켰을 때 전압이 유도되어 전류가 흐르는 현상을 말하며, 도선에 흐르는 전류의 크기는 코일에 감긴 전선의 수와 코일을 통과하는 자기장의 시간당 변화율에 비례한다.The
이렇게, 전자기 유도 현상을 통해 전력을 생산하기 위해서, 전자기 유도 장치 (40) 는 코일 (20) 및 코일 (20) 내부에서 이동하는 자석 (10) 을 포함하며, 자석 (10) 이 코일 (20) 내부에서 이동함에 따라 또는 코일 (20) 속에 자석 (10) 을 넣다 뺐다함에 따라 코일 (20) 을 통과하는 자기장의 변화 또는 자속의 변화가 발생하여 전력이 발생하게 된다. The
탄성 장치는 자석 (10) 의 일단부로부터 소정 거리만큼 이격된 채로 자석 (10) 의 이동 경로 상에 위치할 수 있으며, 자석 (10) 이 코일 (20) 내에서 일방향으로 이동하는 과정 중에 자석 (10) 을 되돌아 가는 방향으로 이동시키는 역할을 할 수 있고, 이러한 탄성 장치로는 스프링 (30) 이 있을 수 있다.The elastic device may be positioned on the movement path of the
송신 장치 (50) 는 전자기 유도 장치 (40) 가 생산한 전력을 자기 공진 무선 전송 방식으로 수신 장치 (70) 에 전송하는 장치로서, 이러한 송신 장치 (50) 는 소스 코일 (55) 및 송신측 공진 코일 (60) 을 포함할 수 있다. 소스 코일 (55) 은 전자기 유도 장치 (40) 의 코일 (20) 과 유선으로 연결될 수 있으며, 전자기 유도 장치 (40) 에 의해 생산된 전력을 전달 받아 자기 유도를 통해 상기 송신측 공진 코일 (60) 에 제공할 수 있다. 또한, 송신측 공진 코일 (60) 은 소스 코일 (55) 을 통해 유도된 전력을 자기 공진을 통해 공진시켜 수신 장치 (70) 에 전송할 수 있다.The transmitting
한편, 무선 송신 방식으로는 근거리에서의 자기 유도, 자기 공진 및 전자기파 전송 방식 등이 있다. 본 발명에 이용되는 자기 공진 무선 전력 전송 기술은 기존의 자기 유도 방식보다 먼 거리에서 에너지를 전달할 수 있으며, 마이크로파의 전자기파 방사 방식보다 높은 전송 효율을 보여준다는 장점이 있다.On the other hand, the radio transmission system includes a magnetic induction system in a short distance, a self resonance system, and an electromagnetic wave transmission system. The self-resonant radio power transmission technology used in the present invention is capable of transmitting energy at a greater distance than the conventional magnetic induction system and has a higher transmission efficiency than the microwave electromagnetic radiation system.
이러한 자기 공진 무선 전력 전송 기술은 두 가지 매체 (공진형 코일) 가 같은 주파수로 공진을 할 경우에 전자기파가 발생하여 한 매체에서 다른 매체로 이동을 하게 되는 감쇄파 현상을 이용하여 전력을 전송하는 방식이다.Such a self-resonant wireless power transmission technology is a technique of transmitting power using an attenuator wave phenomenon in which electromagnetic waves are generated when two media (resonant coils) resonate at the same frequency, to be.
수신 장치 (70) 는 송신 장치 (50) 가 자기 공진 무선 전송 방식으로 전송한 전력을 수신하는 장치로서, 이러한 수신 장치 (70) 는 수신측 공진 코일 (75) 및 로드 코일 (80)을 포함한다. 수신측 공진 코일 (75) 은 송신 장치 (50) 로부터 자기 공진을 통해 전송된 전력을 수신하고, 헬리컬 또는 스파이럴 구조를 가질 수 있다. 또한, 로드 코일 (80) 은 자기 유도를 통해 수신측 공진 코일 (75) 로부터 전력을 제공받을 수 있고, 제공받은 전력을 부하 장치 (90) 또는 충전 장치 중 하나 이상의 장치에 공급할 수 있으며, 부하 장치 (90) 는 테블릿 PC, 모바일 폰 및 노트북을 포함할 수 있다.The
감지 장치는 수신 장치 (70) 의 존재 및 위치를 감지하는 장치로서, 전술한 바와 같이 전자기 유도 장치 (40) 에 의해 생산된 전력은 송신 장치 (50) 를 통해 자기 공진 무선 전송 방식으로 수신 장치 (70) 로 전송되게 되는 데, 이렇게 전력이 전송되기 위해서는 수신 장치 (70) 의 존재 및 위치 파악이 우선 이루어져야 하며, 이러한 역할을 감지 장치가 하게 된다. 감지 장치는 정전 용량의 변화 또는 공진 주파수의 변화를 감지하는 센서를 구비할 수 있으며, 이 센서를 통해 근접하는 수신 장치 (70) 의 존재 및 위치를 감지하게 된다.The sensing device is a device for sensing the presence and position of the
알람 장치는 감지 장치가 수신 장치 (70) 의 존재 및 위치를 감지할 경우, 이러한 감지 사실을 알리는 장치로서, 감지 사실을 알리는 방식으로는 알림음 또는 진동이 있을 수 있으며, 이 두 방식이 함께 사용될 수 있다.The alarm device is a device for notifying the detection result when the sensing device senses the presence and the position of the
이상, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 에너지 하베스팅 장치를 설명하였으며, 이하는 이러한 에너지 하베스팅 장치를 신발 (100) 에 적용한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 에너지 하베스팅 시스템을 설명한다.The energy harvesting apparatus according to the first embodiment of the present invention has been described above. Hereinafter, the energy harvesting system according to the first embodiment of the present invention in which such an energy harvesting apparatus is applied to the
도 3 및 4 를 참조하여, 도 3 및 4 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 에너지 하베스팅 시스템의 개략도이다.Referring to Figures 3 and 4, Figures 3 and 4 are schematic diagrams of an energy harvesting system according to a first embodiment of the present invention.
도 3 및 4 를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 에너지 하베스팅 시스템은 에너지 하베스터부, 무선 송신부 및 무선 수신부를 포함할 수 있다.3 and 4, the energy harvesting system according to the first embodiment of the present invention may include an energy harvester unit, a wireless transmission unit, and a wireless reception unit.
에너지 하베스터부는 전력을 생산하고, 생산된 전력을 정류 및 충전하는 역할을 하며, 이를 위해 전자기 유도 장치, 정류부, 베터리부, 감지부, 알람부, 표시부 및 제어부를 포함할 수 있다.The energy harvester part generates electric power and rectifies and charges the generated electric power. The energy harvester part may include an electromagnetic induction device, a rectifying part, a battery part, a sensing part, an alarm part, a display part and a control part.
전자기 유도 장치는 전술한 전자기 유도 현상을 이용하여 전력을 생산하는 장치로서, 코일 (120), 코일 (120) 내부에서 이동하는 자석 (110) 및 자석 (110) 의 이동 경로 상에 위치한 스프링 (130) 을 포함할 수 있다. 전자기 유도 장치는 신발 (100) 의 내부, 특히 신발 (100) 의 밑창에 형성된 제 1 및 제 2 저장 공간 (150, 155) 에 설치될 수 있으며, 구체적으로 신발 (100) 의 밑창의 상부에는 제 1 저장 공간 (150) 이 있으며, 이 공간에 코일 (120) 과 코일 (120) 내부에서 이동하는 자석 (110) 이 위치할 수 있고, 제 1 저장 공간 (150) 의 아래에 있는 제 2 저장 공간 (155) 에는 스프링 (130) 이 수용될 수 있다. 경우에 따라서는, 코일 (120), 자석 (110) 및 스프링 (130) 이 단일의 저장 공간에 수용될 수도 있다.The electromagnetic induction apparatus includes a
에너지 하베스터부의 전자기 유도 장치가 전력을 생산하는 과정을 살펴보면, 신발 (100) 의 착용자가 발을 올리고 내리는 과정 또는 발걸음을 옮기는 과정에서 발의 압력에 의해 신발 (100) 의 밑창의 제 1 저장 공간 (150) 에 있는 자석 (110) 이 하방으로 이동하게 되고, 또한 제 2 저장 공간 (155) 에 있는 스프링 (130) 은 하방으로 이동하는 자석 (110) 을 상방으로 되돌아 가는 방향으로 이동시킴으로써, 자석 (110) 이 상하 운동을 반복하여, 코일 (120) 내에서 자기장 또는 자속이 변화되어 전력이 생산된다.The process of producing the electric energy by the electromagnetic induction device of the energy harvester part is as follows. When the wearer of the
이렇게, 일상 생활에서 빈번하게 착용하게 되는 신발 (100) 에 전자기 유도 장치를 설치하고, 걷거나 뛰는 등의 일반적이고 단순한 움직임을 통해 전력을 생산할 수 있기 때문에, 전자기 유도 현상을 적용한 전력 생산이 손쉽고 용이하다는 장점이 있게 된다. In this way, since the electromagnetic induction device is installed in the
정류부는 전자기 유도 장치에 의해 생산된 전력을 정류하는 역할을 하며, 베터리부는 정류부에서 정류된 전력을 충전하는 역할을 할 수 있다. 이러한 정류부 및 베터리부는 신발 (100) 의 밑창 또는 신발 (100) 의 다른 부분에 설치될 수 있으며, 설치 위치에 제한이 있는 것은 아니다.The rectifying part rectifies the electric power produced by the electromagnetic induction device, and the battery part charges the rectified electric power in the rectifying part. The rectifying part and the battery part may be installed on the soles of the
감지부는 후술할 무선 송신부가 전송하는 전력을 수신하는 무선 수신부의 존재 및 위치를 감지하는 역할을 수행하는 것으로서, 전술한 바와 같이 에너지 하베스터부가 생산한 전력은 무선 송신부를 통해 자기 공진 무선 전송 방식으로 무선 수신부로 전송되게 되는 데, 이렇게 전력이 전송되기 위해서는 무선 수신부의 존재 및 위치 파악이 우선 이루어져야 하며, 이러한 역할을 감지부가 하게 된다. The sensing unit senses the presence and position of a wireless receiving unit that receives a power transmitted from a wireless transmitting unit, which will be described later. As described above, the power generated by the energy harvesting unit is transmitted through a wireless transmitting unit, In order for the power to be transmitted, the presence and position of the wireless receiver must be prioritized, and the sensing unit is assumed to perform such a role.
감지부는 정전 용량의 변화 또는 공진 주파수의 변화를 감지하는 센서를 구비할 수 있으며, 이 센서를 통해 근접하는 무선 수신부의 존재 및 위치를 감지하게 된다. 이러한 감지부는 신발 (100) 의 밑창 또는 신발 (100) 의 다른 부분에 설치될 수 있으며, 설치 위치에 제한이 있는 것은 아니다.The sensing unit may include a sensor that senses a change in capacitance or a change in resonance frequency, and senses the presence and position of a nearby wireless receiver through the sensor. The sensing unit may be installed on the soles of the
알람부는 감지부가 무선 수신부의 존재 및 위치를 감지할 경우, 이러한 감지 사실을 알리는 역할을 수행하는 것으로서, 감지 사실을 알리는 방식으로는 알림음 또는 진동이 있을 수 있으며, 이 두 방식이 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 알람부는 알람 소리 발생시켜 신발 (100) 착용자가 이를 들음으로써 무선 수신부가 근접해왔음을 인지하도록 하거나, 알람부가 생성하는 진동을 느낌으로써 무선 수신부의 근접을 인지하게 될 수 있다. 또한, 알람부는 LED 와 같은 광원을 포함하여, 이 광원이 발광함으로써 착용자에게 무신 수신부의 인접 사실을 인식시킬 수 있으며, 특히 밤에는 발광 방식이 효과적일 수 있다. 이러한 알람부는 신발 (100) 의 밑창 또는 신발 (100) 의 다른 부분에 설치될 수 있으며, 설치 위치에 제한이 있는 것은 아니다.The alarm unit plays a role of notifying the detection result when the sensing unit detects the presence and the position of the wireless receiving unit. In the method of notifying the sensing result, there may be a notification sound or vibration, and these two methods can be used together . For example, the alarm unit may generate an alarm sound so that the wearer of the
이렇게, 알람부가 신발 착용자에게 무선 수신부가 근접해왔음을 알리게 됨으로써, 착용자는 무선 전력 전송이 잘 이루어지도록 에너지 하베스팅 시스템을 이루는 구성 간의 거리를 일정하게 유지할 필요가 있음을 인식하게 되어, 베터리부에 충전되어 있던 전력이 무선 송신부를 통해 무선 수신부로 전송되는 동안에, 각 구성 간의 거리를 무선 전력 송신이 차질 없이 이루어질 수 있는 거리가 되도록 주의를 기울일 수 있다. Thus, the wearer is aware that it is necessary to keep the distance between the constituent parts of the energy harvesting system constant so that the wireless power transmission can be performed well. Thus, Attention can be paid so that the distance between the respective components can be a distance at which the wireless power transmission can be performed without interruption while the power being transmitted to the wireless receiver through the wireless transmitter.
표시부는 베터리부에 충전된 전력량, 감지부에 의해 감지된 무선 수신부의 존재 및 위치 정보, 및 무선 수신부로의 전력 전송 상태 정보를 표시하는 역할을 수행하며, 구체적으로 신발 (100) 에 디스플레이부가 형성되어 표시부의 기능을 할 수 있고, 이 디스플레이 화면에 충전된 전력량, 에너지 하베스터부와 무선 수신부의 거리 및 전송되는 전력량의 변화 정도가 표시될 수 있다. 따라서, 착용자는 표시부를 통해 무선 전력 전송과 관련된 정보를 신속하고 용이하게 확인할 수 있다.The display unit displays the amount of power charged in the battery unit, the presence and position information of the wireless receiving unit sensed by the sensing unit, and the power transmission status information to the wireless receiving unit. Specifically, And the degree of change of the amount of power charged in the display screen, the distance between the energy harvesting unit and the wireless receiving unit, and the amount of power transferred can be displayed. Thus, the wearer can quickly and easily confirm the information related to the wireless power transmission through the display unit.
제어부는 에너지 하베스터부를 이루는 전자기 유도 장치, 정류부, 베터리부, 감지부, 알람부 및 표시부의 전반적인 관계를 조절하는 것으로서, 구체적으로 전자기 유도 장치가 전력을 생산하도록 하며, 정류부가 생상된 전력을 정류시키도록 제어하며, 정류된 직류 전력을 베터리부가 충전하도록 하고, 감지부에게 무선 수신부의 근접 정도를 감지하도록 하며, 알람부가 감지 사실을 알람음, 진동 또는 발광으로 착용자에게 알리도록 한다.The control unit adjusts the overall relationship between the electromagnetic induction unit, the rectifying unit, the battery unit, the sensing unit, the alarm unit, and the display unit that form the energy harvester unit. Specifically, the electromagnetic induction unit generates electric power, rectifies the generated electric power So that the rectified DC power is charged by the battery, the proximity of the wireless reception unit is sensed to the sensing unit, and the alarm unit informs the wearer of the detection of the alarm sound, vibration or light emission.
이상, 에너지 하베스팅 시스템의 에너지 하베스터부를 설명했으며, 이하는 무선 송신부 및 무선 수신부를 설명한다.The energy harvester part of the energy harvesting system has been described above, and the following describes the wireless transmitting part and the wireless receiving part.
무선 송신부는 에너지 하베스터부가 생산한 전력을 자기 공진 무선 전송 방식으로 무선 수신부에 전송하는 역할을 수행할 수 있으며, 이러한 무선 송신부는 신발 (100) 의 내부, 특히 신발 (100) 의 밑창의 형성된 제 3 저장 공간 (160) 에 수용될 수 있고, 에너지 하베스팅부의 코일 (120) 과 유선으로 연결될 수 있다.The wireless transmitter may transmit the power generated by the energy harvester to the wireless receiver through a self-resonant wireless transmission scheme. The wireless transmitter transmits the power generated by the energy harvester to the inside of the
또한, 무선 송신부는 무선 전송을 위해 소스 코일 및 송신측 공진 코일 (140) 을 포함할 수 있다. 소스 코일은 에너지 하베스터부의 코일 (120) 과 유선으로 연결될 수 있으며, 에너지 하베스터부에 의해 생산된 전력을 전달 받아 자기 유도를 통해 송신측 공진 코일 (140) 에 제공할 수 있다. 이 후, 송신측 공진 코일 (140) 은 소스 코일을 통해 유도된 전력을 자기 공진을 통해 공진시켜 무선 수신부에 전송할 수 있다.In addition, the radio transmission unit may include a source coil and a transmission-side
무선 수신부는 무선 송신부가 자기 공진 무선 전송 방식으로 전송한 전력을 수신하는 역할을 수행하며, 이러한 무선 수신부는 수신측 공진 코일 및 로드 코일을 포함한다. 수신측 공진 코일은 무선 송신부로부터 자기 공진을 통해 전송된 전력을 수신하고, 헬리컬 또는 스파이럴 구조를 가질 수 있다. 또한, 로드 코일은 자기 유도를 통해 수신측 공진 코일로부터 전력을 제공받을 수 있고, 제공받은 전력을 부하 장치 또는 충전 장치 중 하나 이상의 장치에 공급할 수 있으며, 부하 장치는 테블릿 PC, 모바일 폰 및 노트북을 포함할 수 있다.The radio receiving unit receives the power transmitted by the radio transmitting unit in the self-resonant radio transmission system, and the radio receiving unit includes the receiving-side resonant coil and the load coil. The receiving-side resonant coil receives the electric power transmitted through the self-resonance from the radio transmitter, and can have a helical or spiral structure. Further, the load coil can be supplied with electric power from the receiving-side resonant coil through magnetic induction, and can supply the supplied electric power to at least one of the load device or the charging device, and the load device can be a tablet PC, . ≪ / RTI >
이와 관련하여, 조깅을 하고자 하는 사람이 에너지 하베스터부 및 무선 송신부가 밑창에 설치된 신발 (100) 을 신고, 팔에는 무선 수신부를 구비한 스마트 폰 (170) 을 착용한 채로 조깅을 할 때, 조깅에 의한 운동 에너지가 전자기 유도 장치를 통해 전기 에너지로 변환되고, 이 변환된 전기 에너지는 스마트 폰 (170) 에 제공되어 별도의 베터리가 없어도 스마트 폰 (170) 을 사용할 수 있다. In this regard, when a person wishing to jog is jogging while wearing the
도 5 를 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 에너지 하베스팅 방법을 설명한다. 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 에너지 하베스팅 방법의 흐름도이다. Referring to FIG. 5, an energy harvesting method according to the first embodiment of the present invention will be described. 5 is a flowchart of an energy harvesting method according to the first embodiment of the present invention.
도 5 를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 에너지 하베스팅 방법은, 전자기 유도 현상을 이용하여 전력을 생산하는 단계 (S10), 생산된 전력을 정류하고 충전하는 단계 (S20), 수신 장치의 존재 및 위치를 감지하는 단계 (S30), 감지 사실을 알리는 단계 (S40), 자기 공진 무선 전송 방식으로 전력을 송신하는 단계 (S50) 및 자기 공진 무선 전송 방식으로 전력을 수신하는 단계 (S60) 를 포함한다.Referring to FIG. 5, the energy harvesting method according to the first embodiment of the present invention includes a step S10 of generating electric power using electromagnetic induction phenomenon, a step S20 of rectifying and charging the produced electric power, A step S30 of detecting the presence and position of the device, a step S40 of informing of detection, a step S50 of transmitting power in a self-resonant radio transmission system, and a step S60 ).
도 1 및 5 를 참조하면, 전자기 유도 현상을 이용하여 전력을 생산하는 단계 (S10) 는, 코일 (20) 및 코일 (20) 내부에서 이동하는 자석 (10) 을 포함하는 전자기 유도 장치 (40) 에서, 자석 (10) 이 코일 (20) 내부에서 왕복 이동함에 따라 또는 코일 (20) 속에 자석 (10)을 넣다 뺐다함에 따라 코일 (20) 을 통과하는 자기장의 변화 또는 자속의 변화가 발생하여 전력이 생산된다. 1 and 5, the step S10 of producing electric power using the electromagnetic induction phenomenon includes an
도 5 를 참조하면, 생산된 전력을 정류하고 충전하는 단계 (S20) 는, 전자기 유도 장치 (40) 가 교류 전력을 생산한 후, 정류 장치가 이 교류 전력을 정류하여 직류 전력으로 정류할 수 있으며, 이 정류된 직류 전력을 베터리에 충전하게 된다.Referring to FIG. 5, the step S20 of rectifying and charging the produced electric power can rectify the AC power to rectify the AC power after the
도 5 를 참조하면, 수신 장치의 존재 및 위치를 감지하는 단계 (S30) 는, 베터리에 전력이 충전된 후, 충전된 전력을 수신 장치 (70) 에 전송하기 위해서는, 수신 장치 (70) 의 존재 및 위치가 감지될 필요가 있으며, 이를 위해 감지 장치는 정전 용량의 변화 또는 공진 주파수의 변화를 감지하는 센서를 구비할 수 있으며, 이 센서를 통해 근접하는 수신 장치 (70) 의 존재 및 위치를 감지할 수 있다.Referring to FIG. 5, the step S30 of detecting the presence and position of the receiving device is performed in order to transmit the charged power to the receiving
도 5 를 참조하면, 감지 사실을 알리는 단계 (S40) 는, 감지 장치가 수신 장치 (70) 의 존재를 감지한 후, 알람 장치는 착용자에게 수신 장치 (70) 가 근접했음을 알람음, 진동 또는 광원을 통해 알릴 수 있다. 이렇게, 알람 장치가 착용자에게 수신 장치 (70) 가 근접해왔음을 알리게 됨으로써, 착용자는 무선 전력 송신이 차질 없이 이루어질 수 있도록 주의를 기울일 수 있다.Referring to FIG. 5, in step S40, the detection device senses the presence of the
도 2 및 5 를 참조하면, 자기 공진 무선 전송 방식으로 전력을 전송하는 단계 (S60) 는, 감지 장치가 수신 장치 (70) 를 감지하고, 송신 장치 (50) 와 수신 장치 (70) 의 거리가 무선 전력 송신이 가능한 거리가 되었을 때, 자기 공진 무선 전력 방식으로 전력이 송신 장치 (50) 에서 수신 장치 (70) 로 전송될 수 있다. 2 and 5, the step S60 of transmitting power in the self-resonant wireless transmission mode is performed when the sensing device senses the
도 2 및 5 를 참조하면, 자기 공진 무선 전송 방식으로 전력을 수신하는 단계 (S60) 는, 송신 장치 (50) 와 수신 장치 (70) 의 거리가 무선 전력 전송이 가능한 거리가 되었을 때, 수신 장치 (70) 는 자기 공진 무선 전력 방식으로 송신 장치 (50) 로부터 전력을 수신할 수 있으며, 수신 장치 (70) 가 수신한 전력은 부하 장치 (90) 또는 충전 장치 중 하나 이상의 장치에 공급될 수 있다.2 and 5, the step S60 of receiving power by the self-resonant radio transmission method is performed when the distance between the transmitting
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 에너지 하베스팅 방법은 신발에 설치가 가능하며, 신발 착용자의 발걸음을 이용하여 손쉽게 전력을 생산할 수 있는 전자기 유도 장치를 이용하고 있으며, 또한 전송 거리가 길고 전송 효율이 높은 자기 공진 무선 전력 송신 방식을 이용한다는 점에서 전력 생산성이 우수하다는 장점이 있다. 또한, 수신 장치가 송신 장치에 근접하였음을 알려주는 알람 단계가 존재하여, 착용자 또는 사용자가 무선 전력 전송이 원활하게 이루어질 수 있도록 주의를 기울일 수 있다는 장점이 있다.As described above, the energy harvesting method of the present invention can be installed in a shoe, uses an electromagnetic induction device capable of easily generating electric power using footsteps of a shoe wearer, and also has a long transmission distance and a high transmission efficiency The advantage of using the self-resonant wireless power transmission method is that the power productivity is excellent. There is also an alarm step to indicate that the receiving device is close to the transmitting device, so that the wearer or the user can take care to ensure smooth wireless power transmission.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
10, 110: 자석 20, 120: 코일
30, 130: 스프링 40: 전자기 유도 장치
50: 송신 장치 55: 소스 코일
60, 140: 송신측 공진 코일 70: 수신 장치
75: 수신측 공진 코일 80: 로드 코일
90: 부하 장치 100: 신발
150: 제 1 저장 공간 155: 제 2 저장 공간
160: 제 3 저장 공간 170: 스마트 폰10, 110:
30, 130: spring 40: electromagnetic induction device
50: transmitting device 55: source coil
60, 140: transmission side resonance coil 70: receiving device
75: receiving-side resonance coil 80: load coil
90: load device 100: shoes
150: first storage space 155: second storage space
160: third storage space 170: smart phone
Claims (20)
코일 및 상기 코일 내부에서 이동하는 자석을 포함하며, 상기 신발의 밑창에는 제1 저장공간 및 제2 저장공간이 마련되며, 상기 제1 저장공간에는 상기 코일과 상기 코일 내부에서 이동하는 자석이 위치하고, 상기 제2 저장공간에는 스프링이 수용되며, 상기 제1 저장공간과 상기 제2 저장공간은 수직 상하 방향으로 위치하여 상기 제1 저장공간에 마련된 상기 자석이 신발 착용자의 활동에 기반하여 상기 신발로 전해지는 압력에 의해 수직 아래 방향으로 이동되고, 상기 수직 아래 방향으로 이동된 자석이 상기 제2 저장공간에 마련된 스프링을 밀면 탄성에 의해 다시 되돌아가는 방향으로 이동하는 과정을 통해 상기 코일 내부에서 자속의 변화가 생겨 전력을 발생시키는 전자기 유도 장치;
상기 전자기 유도 장치가 생산한 전력을 자기 공진 무선 전송 방식을 이용하여 상기 신발로부터 일정 거리에 위치하는 수신 장치로 전송하는 송신 장치;
상기 수신 장치의 존재, 위치 정보 및 상기 수신 장치로 전송하는 전력의 상태 정보를 표시하는 표시부;
상기 수신 장치의 존재 및 위치정보를 감지하는 감지 장치; 및
상기 감지 장치가 상기 수신 장치의 존재 및 위치를 감지할 경우, 신발 착용자가 전력이 송신되는 동안에 무선 전력 송신이 가능한 거리를 유지할 수 있도록 감지 사실을 알리는 알람 장치를 포함하고,
상기 전력의 상태 정보는,
상기 신발로 전해지는 압력의 변화량에 따라 전송되는 전력량의 변화 정도에 대한 정보인, 에너지 하베스팅 장치.A device installed on a shoe,
And a magnet moving within the coil, wherein a first storage space and a second storage space are provided in an outsole of the shoe, a magnet moving in the coil and the coil is positioned in the first storage space, The first storage space and the second storage space are located vertically up and down so that the magnets provided in the first storage space are transferred to the shoe based on the activities of the shoe wearer, The magnet moves in the vertical downward direction by the pressure, and when the magnet moved in the vertical downward direction pushes the spring provided in the second storage space, the magnet moves in the direction to return back by the elasticity, An electromagnetic induction device for generating electric power by generating electric power;
A transmitter for transmitting power generated by the electromagnetic induction device to a receiver located at a predetermined distance from the shoe using a self-resonant radio transmission system;
A display unit for displaying existence information of the receiving apparatus, position information, and status information of power to be transmitted to the receiving apparatus;
A sensing device for sensing presence and position information of the receiving device; And
And an alarm device for notifying the fact that the shoe wearer is able to maintain a distance at which wireless power transmission is possible while the shoe wearer is transmitting power when the sensing device senses the presence and position of the receiving device,
The state information of the power may be,
Wherein the information about the degree of change of the amount of electric power transmitted according to the amount of change in pressure transmitted to the shoe.
상기 송신 장치는 소스 코일 및 송신측 공진 코일을 포함하며,
상기 소스 코일은 상기 전자기 유도 장치에 의해 생산된 전력을 전달 받아 자기 유도를 통해 상기 송신측 공진 코일에 제공하고,
상기 송신측 공진 코일은 상기 유도된 전력을 자기 공진을 통해 공진시켜 상기 수신 장치에 전송하는 에너지 하베스팅 장치.The method according to claim 1,
Wherein the transmitting device includes a source coil and a transmission-side resonant coil,
Wherein the source coil receives power generated by the electromagnetic induction device and provides the power to the transmission-side resonance coil through magnetic induction,
Wherein the transmission-side resonance coil resonates the induced power through self-resonance and transmits the resonance to the receiving device.
상기 전자기 유도 장치의 코일과 상기 소스 코일은 유선으로 연결되어 있는 에너지 하베스팅 장치.The method of claim 3,
Wherein the coil of the electromagnetic induction device and the source coil are connected by wire.
상기 수신 장치는 수신측 공진 코일 및 로드 코일을 포함하며,
상기 수신측 공진 코일은 자기 공진을 통해 상기 송신 장치로부터 상기 전력을 수신하고,
상기 로드 코일은 자기 유도를 통해 상기 수신측 공진 코일로부터 상기 전력을 제공받는 에너지 하베스팅 장치.The method according to claim 1,
The receiving apparatus includes a receiving-side resonant coil and a load coil,
Wherein the receiving-side resonant coil receives the power from the transmitting apparatus through self-resonance,
And the load coil receives the electric power from the receiving-side resonant coil through magnetic induction.
상기 감지 장치는 정전 용량의 변화 또는 공진 주파수의 변화를 감지하여 근접하는 상기 수신 장치의 존재 및 위치를 감지하는 에너지 하베스팅 장치.The method according to claim 1,
Wherein the sensing device senses a change in capacitance or a change in resonant frequency to sense the presence and position of the receiving device in the vicinity.
상기 알람 장치는 알람음, 진동 및 광원의 발광 중 하나 이상을 이용하여 상기 감지를 알리는 에너지 하베스팅 장치.The method according to claim 1,
Wherein the alarm device informs the detection using at least one of an alarm sound, vibration, and light emission of a light source.
상기 수신 장치가 수신한 전력은 부하 장치 또는 충전 장치 중 하나 이상에 공급되는 에너지 하베스팅 장치.The method according to claim 1,
Wherein the power received by the receiving device is supplied to at least one of a load device and a charging device.
상기 부하 장치는 테블릿 PC, 모바일 폰 및 노트북을 포함하는 에너지 하베스팅 장치.11. The method of claim 10,
Wherein the load device comprises a tablet PC, a mobile phone, and a notebook.
상기 신발의 밑창에는 제1 저장공간 및 제2 저장공간이 마련되며, 상기 제1 저장 공간에는 상기 코일과 상기 코일 내부에서 이동하는 상기 자석이 위치하고, 상기 제2 저장공간에는 상기 스프링이 수용되며, 상기 제1 저장공간과 상기 제2 저장공간은 수직 상하 방향으로 위치하여 상기 제1 저장공간에 마련된 상기 자석이 신발 착용자의 활동에 기반하여 상기 신발로 전해지는 압력에 의해 수직 아래 방향으로 이동되고, 상기 수직 아래 방향으로 이동된 자석이 상기 제2 저장공간에 마련된 스프링을 밀면 탄성에 의해 다시 되돌아가는 방향으로 이동하는 과정을 통해 상기 코일 내부에서 자속의 변화가 발생하여 전력이 생산되는 에너지 하베스터부; 및
상기 신발의 내부에 설치되고, 상기 에너지 하베스터부가 생산한 전력을 자기 공진 무선 전송 방식으로 전송하는 무선 송신부를 포함하되,
상기 에너지 하베스터부는
생산된 전력을 수신할 무선 수신부의 존재, 위치 정보 및 상기 무선 수신부로 전송하는 전력의 상태 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 표시부;
상기 무선 수신부의 존재 및 위치정보를 감지하는 감지부; 및
상기 감지부가 상기 무선 수신부의 존재 및 위치를 감지할 경우, 신발 착용자가 전력이 송신되는 동안에 무선 전력 송신이 가능한 거리를 유지할 수 있도록 감지 사실을 알리는 알람부를 더 포함하고,
상기 전력의 상태 정보는,
상기 신발로 전해지는 압력의 변화량에 따라 전송되는 전력량의 변화 정도에 대한 정보인, 에너지 하베스팅 시스템.An energy harvester unit having an electromagnetic induction unit installed inside a shoe and including a coil, a magnet moving inside the coil, and a spring located on a moving path of the magnet,
A first storage space and a second storage space are provided in the sole of the shoe, the magnet moving in the coil and the coil is located in the first storage space, the spring is accommodated in the second storage space, Wherein the first storage space and the second storage space are vertically vertically moved so that the magnet provided in the first storage space is moved vertically downward by the pressure transmitted to the shoe based on the activity of the shoe wearer, An energy harvester unit in which the magnet moved in the vertically downward direction moves in a direction to return back by elasticity when a spring provided in the second storage space is pushed to generate electric power by a change in magnetic flux in the coil; And
And a wireless transmission unit installed in the shoe and transmitting the power generated by the energy harvester unit by a self-resonant wireless transmission scheme,
The energy harvester portion
A display unit for displaying the presence of the wireless receiving unit to receive the generated power, position information, and status information of the power to be transmitted to the wireless receiving unit;
A sensing unit for sensing presence and position information of the wireless receiver; And
Further comprising an alarm unit for notifying the fact that the shoe wearer is able to maintain a distance at which wireless power transmission is possible while the shoe wearer is transmitting power when the sensing unit senses the presence and position of the wireless receiver,
The state information of the power may be,
Wherein the information about the degree of change of the amount of electric power transmitted according to a change amount of the pressure transmitted to the shoe.
상기 감지부는 정전 용량의 변화 또는 공진 주파수의 변화를 감지하여 근접하는 상기 무선 수신부의 존재 및 위치를 감지하는 에너지 하베스팅 시스템.13. The method of claim 12,
Wherein the sensing unit senses a change in capacitance or a change in a resonance frequency to sense the presence and the position of the nearby wireless receiver.
상기 무선 송신부는 소스 코일 및 송신측 공진 코일을 포함하며,
상기 소스 코일은 상기 에너지 하베스터부에 의해 생산된 전력을 전달 받아 자기 유도를 통해 상기 송신측 공진 코일에 제공하고,
상기 송신측 공진 코일은 상기 유도된 전력을 자기 공진을 통해 공진시켜 상기 전력을 수신할 무선 수신부에 전송하는 에너지 하베스팅 시스템.13. The method of claim 12,
Wherein the radio transmission unit includes a source coil and a transmission-side resonant coil,
Wherein the source coil receives power generated by the energy harvesting unit and provides the power to the transmission-side resonance coil through magnetic induction,
Wherein the transmission-side resonant coil resonates the induced power through self-resonance, and transmits the resonant coil to a wireless receiver for receiving the power.
상기 전자기 유도 장치의 코일과 상기 소스 코일은 유선으로 연결되어 있는 에너지 하베스팅 시스템.17. The method of claim 16,
Wherein the coil of the electromagnetic induction device and the source coil are connected by a wire.
송신 장치가 상기 전자기 유도 장치가 생산한 전력을 자기 공진 무선 전송 방식으로 수신 장치에 전송하는 단계;
상기 수신 장치가 자기 공진 무선 전송 방식으로 상기 전송된 전력을 수신하는 단계; 및
표시부가 상기 수신 장치의 존재, 위치 정보 및 상기 수신 장치로 전송하는 전력의 상태 정보를 표시하는 단계; 를 포함하며,
상기 전력의 상태 정보는,
상기 신발로 전해지는 압력의 변화량에 따라 전송되는 전력량의 변화 정도에 대한 정보이고,
상기 전력을 생산하는 단계 내지 상기 전력을 수신하는 단계는,
상기 수신 장치의 존재 및 위치정보를 감지하는 단계 및
감지 장치가 상기 수신 장치의 존재 및 위치를 감지할 경우, 신발 착용자가 전력이 송신되는 동안에 무선 전력 송신이 가능한 거리를 유지할 수 있도록 감지 사실을 알리는 단계를 더 포함하는, 에너지 하베스팅 방법.A first storage space and a second storage space are provided in the sole of the shoe, and the first storage space is provided with the coil and the coil, Wherein the first storage space and the second storage space are vertically arranged in a vertical direction so that the magnets provided in the first storage space are spaced apart from the first storage space The magnet moves in the vertical downward direction by the pressure transmitted to the shoe based on the movement of the magnet, and the magnet moved in the vertical downward direction moves in the direction of returning back by the elasticity when the spring provided in the second storage space is pushed. Generating a power through a change in magnetic flux in the coil;
Transmitting a power generated by the electromagnetic induction apparatus to a receiving apparatus by a self-resonant wireless transmission scheme;
Receiving the transmitted power in a self-resonant wireless transmission scheme; And
The display unit displaying the presence information of the receiving apparatus, the position information, and status information of power to be transmitted to the receiving apparatus; / RTI >
The state information of the power may be,
The information about the degree of change in the amount of electric power transmitted according to the amount of change in the pressure transmitted to the shoe,
Wherein the step of generating the power or the step of receiving the power comprises:
Detecting presence and location information of the receiving device, and
Further comprising the step of informing the shoe wearer of the sensing fact so that when the sensing device senses the presence and position of the receiving device, the shoe wearer can maintain a distance at which the wireless power transmission is possible while the power is being transmitted.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140103748A KR101648261B1 (en) | 2014-08-11 | 2014-08-11 | Device, system and method for energy harvesting |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140103748A KR101648261B1 (en) | 2014-08-11 | 2014-08-11 | Device, system and method for energy harvesting |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20160019249A KR20160019249A (en) | 2016-02-19 |
KR101648261B1 true KR101648261B1 (en) | 2016-08-23 |
Family
ID=55448708
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020140103748A KR101648261B1 (en) | 2014-08-11 | 2014-08-11 | Device, system and method for energy harvesting |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101648261B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102244567B1 (en) | 2020-10-08 | 2021-04-26 | (주)링크타운코리아 | Smart clothes and wearable device using energy harvesting |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102058613B1 (en) | 2016-03-17 | 2019-12-23 | 조선대학교산학협력단 | Apparatus and method of charging mobile terminal using energy harvesting device |
US10193374B2 (en) * | 2016-03-31 | 2019-01-29 | Intel Corporation | Multifunction battery charging and haptic device |
CN109120073B (en) * | 2018-09-29 | 2022-03-08 | 上海电机学院 | Wireless power transmission device based on resonance |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR200238217Y1 (en) * | 2001-03-13 | 2001-10-08 | 박근배 | Shoes including self-generator |
JP2014121135A (en) * | 2012-12-14 | 2014-06-30 | Rohm Co Ltd | Storage battery charging system |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101358280B1 (en) * | 2010-08-26 | 2014-02-12 | 삼성전자주식회사 | Method and Apparatus |
KR101999734B1 (en) * | 2013-01-24 | 2019-07-12 | 엘지전자 주식회사 | Wireless charging system |
-
2014
- 2014-08-11 KR KR1020140103748A patent/KR101648261B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR200238217Y1 (en) * | 2001-03-13 | 2001-10-08 | 박근배 | Shoes including self-generator |
JP2014121135A (en) * | 2012-12-14 | 2014-06-30 | Rohm Co Ltd | Storage battery charging system |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102244567B1 (en) | 2020-10-08 | 2021-04-26 | (주)링크타운코리아 | Smart clothes and wearable device using energy harvesting |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20160019249A (en) | 2016-02-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102523308B1 (en) | Wireless power transmission and charging system | |
US10075008B1 (en) | Systems and methods for manually adjusting when receiving electronic devices are scheduled to receive wirelessly delivered power from a wireless power transmitter in a wireless power network | |
KR20170041389A (en) | Method for Guiding Alignment of Wireless Charging Device, Apparatus and System therefor | |
KR101648261B1 (en) | Device, system and method for energy harvesting | |
KR101807335B1 (en) | Wireless power receiver and method for setting a sleep mode of the wireless power receiver in wireless power network | |
US20180054086A1 (en) | Method and device for adjusting position of coils in wireless power transmission system | |
JP6084994B2 (en) | Wireless power receiving apparatus, terminal, and wireless power transmitting apparatus | |
US20120104997A1 (en) | Wireless charging device | |
KR102399275B1 (en) | Wireless power receiver and method for controlling thereof | |
KR20140099822A (en) | Wireless power transmitting apparatus | |
KR20110121638A (en) | Wireless power charging timing and charging control | |
US20170331329A1 (en) | Wireless power transmission apparatus and method for controlling same | |
KR20150098575A (en) | Method for controlling wireless power transmitter and wireless power transmitter | |
KR20160051498A (en) | Power control method and apparatus in wireless power transmission system | |
CN112104106A (en) | Apparatus and method for detecting foreign object in wireless power transmission system | |
KR20130042992A (en) | Wireless power receiver for controlling magnitude of wireless power | |
TW201108550A (en) | Wireless power transmission scheduling | |
US20180294673A1 (en) | Wireless power transmitter | |
CN110462974A (en) | Wireless power transmitter, wireless power receive electronic equipment and its operating method | |
US20170094946A1 (en) | System and Method for Wireless Charging of Pet Products | |
KR102166686B1 (en) | Wireless power transmitting apparatus | |
KR101735483B1 (en) | Energy harvesting device using thermoelectric element, system and method thereof | |
CN107580741A (en) | Contactless power transmission device and its control method, the method for controlling wireless power reception device and Wireless power transmission system and its wireless power transmission method | |
KR101610678B1 (en) | Wireless charging apparatus with information providing function | |
KR20130127386A (en) | Wireless power transmitting apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190725 Year of fee payment: 4 |