KR101682911B1 - 발전 장치 및 이를 이용한 자가 발전식 센싱 장치 - Google Patents

발전 장치 및 이를 이용한 자가 발전식 센싱 장치 Download PDF

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Abstract

압전 액츄에이터(actuator)를 이용한 발전 장치 및 이를 이용한 자가 발전식 센싱 장치에 관하여 개시한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 진동체의 표면에 부착되는 다수의 압전막을 구비하는 압전막 어레이와, 상기 압전막에 타격을 가해 전기에너지를 생성하는 압전막 타격구조물을 포함하며, 상기 압전막 타격구조물에 내장된 스프링 코일의 수축 및 복원에 따라 전자기 유도 발전으로 전기에너지를 생성하는 자기유닛을 더 구비하는 발전 장치를 제공할 수 있다.

Description

발전 장치 및 이를 이용한 자가 발전식 센싱 장치{POWER GENERATIING APPARATUS AND SELF GENERATING SENSOR USING THE SAME}
본 발명의 실시예들은 발전 장치 및 이를 이용한 자가 발전식 센싱 장치에 관한 것이다.
압전 에너지 하베스팅은 외부로부터 기계적 변형을 가하면 전기분극이 나타나는 현상을 이용한 압전 재료(piezoelectric materials)를 매개체로 하여, 외부의 기계적 에너지를 압전 재료의 변형에 의하여 전기 에너지로 변환시키는 것을 말한다.
특히, 진동이 발생되는 구조물(이하, '진동체'이라 함)에 설치되어 전기 에너지를 생성해내는 발전 장치를 생각해 볼 수 있다.
하지만, 주변에서 흔히 볼 수 있는 대부분의 진동체의 경우 100 Hz 이하의 비교적 낮은 주파수를 가지거나 약한 힘(낮은 가속도 조건)을 가지는 열악한 조건의 진동환경을 가지고, 또한 진동 방향이 단일 축으로 진동 하기 때문에 자연적인 진동을 외부 에너지 요인으로 작동하는 전통적인 캔틸레버형 압전 에너지 하베스팅 장치의 경우 진동체와 공진을 위한 캔틸레버의 구조설계가 용이하지 않으며 에너지 변환을 이용한 전기에너지 수집량이 미미하여 보다 큰 에너지를 수집하기에는 어려움이 따른다.
따라서, 열악한 진동환경 조건하에서, 상기 진동체의 미세 변위 진동을 증가시켜 필요한 양의 전기 에너지를 손쉽게 획득해 낼 수 있는 새로운 방안이 모색되고 있다.
더 나아가, 진동체의 미세 변위 진동을 증가시켜 필요한 양의 전기 에너지를 획득해 낼 수 있는 압전 에너지 하베스팅 장치의 내부에 구조적으로 전자기 유도 발전이 가능한 구성을 추가하여 보다 많은 전기 에너지를 수집할 수 있는 장치의 개발이 요청된다.
압전소자를 이용한 발전장치(대한민국 공개특허공보 제2011-0018586호)
본 발명은 다수 개의 압전막으로 구성된 압전막 어레이를 진동체의 표면에 부착한 후 미세한 진동으로도 압전막 어레이를 효과적으로 타격하여 필요한 양의 전기에너지를 획득하는 한편, 압전막 타격구조물의 내부에서 전자기 유도 발전으로 전기 에너지를 발생시킬 수 있도록 하여 보다 많은 양의 전기 에너지를 수집할 수 있는 발전 장치 및 이를 이용한 자가 발전식 센싱 장치를 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제들로 제한되지 않으며, 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 진동체의 표면에 부착되는 다수의 압전막을 구비하는 압전막 어레이와, 상기 압전막에 타격을 가해 전기에너지를 생성하는 압전막 타격구조물을 포함하며, 상기 압전막 타격구조물에 내장된 스프링 코일의 수축 및 복원에 따라 전자기 유도 발전으로 전기에너지를 생성하는 자기유닛을 더 구비하는 발전 장치를 제공할 수 있다.
상기 다수 개의 압전막은, 대면적 시트 형태로 제조한 후 다이싱을 통해 설정된 매트릭스 형태로 제공되거나 또는 각각의 압전막이 개별적으로 제조된 후 설정된 매트릭스 형태로 다수 배열되어 제공될 수 있다.
상기 다수 개의 압전막은, Pb(Zr,Ti)O3, Pb(Zr,Ti)O3＋Pb(Zn,Nb)O3, (Ba,Bi,Na)TiO3, Pb(Zr,Ti)O3＋Pb(Ni,Nb)O3, (Na,K)NbO3-(Li,Na,K)TaO3, Pb(Zr,Ti)O3＋PVDF 폴리머, Pb(Zr,Ti)O3＋실리콘 폴리머, Pb(Zr,Ti)O3+에폭시 폴리머 중 하나의 소재로 이루어지거나, 또는 이들 중 하나 이상의 소재를 포함할 수 있다.
상기 다수 개의 압전막의 양면 중 적어도 일면에는 전극; 및 상기 다수 개의 압전막을 상기 진동체의 표면에 부착시키도록 마련된 접착 필름;을 포함할 수 있다.
상기 전극은, 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 동(Cu), 알루미늄(Al), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 탄탈륨 질화물(TaN) 및 티타늄 질화물(TiN) 중 선택된 1종 이상으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 진동체의 표면에 부착되는 다수의 압전막을 구비하는 압전막 어레이와, 상기 압전막에 타격을 가해 전기에너지를 생성하는 압전막 타격구조물을 포함하며, 상기 압전막 타격구조물은, 상기 압전막을 향해 선단이 돌출된 다수의 타격돌기; 상기 다수의 타격돌기 각각의 후단을 지지하는 스프링 코일; 및 상기 스프링 코일의 내부중공에 배치되어, 상기 스프링 코일의 수축 및 복원 시 전자기 유도 발전으로 전기에너지를 생성하는 자기유닛;을 포함하는 발전 장치를 제공할 수 있다.
상기 압전막 타격구조물은, 상기 진동체의 표면에 부착되는 하우징; 상기 다수의 타격돌기를 수납하는 전면 조립부; 및 상기 전면 조립부의 후방에 결합되며, 상기 전면 조립부와 사이에서 상기 타격돌기와 상기 스프링 코일을 수납하는 후면 조립부;를 포함할 수 있다.
상기 자기유닛의 일단부는 상기 후면 조립부에 고정되며, 타단부는 상기 스프링 코일의 내부중공을 향하여 삽입될 수 있다.
또한, 상기 자기유닛의 일단부는 상기 타격돌기 각각의 후단에 연결되며, 타단부는 상기 스프링 코일의 내부중공을 향하여 삽입될 수 있다.
상기 다수 개의 압전막은, 대면적 시트 형태로 제조한 후 다이싱을 통해 설정된 매트릭스 형태로 제공되거나 또는 각각의 압전막이 개별적으로 제조된 후 설정된 매트릭스 형태로 다수 배열되어 제공될 수 있다.
상기 다수 개의 압전막은, Pb(Zr,Ti)O3, Pb(Zr,Ti)O3＋Pb(Zn,Nb)O3, (Ba,Bi,Na)TiO3, Pb(Zr,Ti)O3＋Pb(Ni,Nb)O3, (Na,K)NbO3-(Li,Na,K)TaO3, Pb(Zr,Ti)O3＋PVDF 폴리머, Pb(Zr,Ti)O3＋실리콘 폴리머, Pb(Zr,Ti)O3+에폭시 폴리머 중 하나의 소재로 이루어지거나, 또는 이들 중 하나 이상의 소재를 포함할 수 있다.
상기 다수 개의 압전막의 양면 중 적어도 일면에는 전극; 및 상기 다수 개의 압전막을 상기 진동체의 표면에 부착시키도록 마련된 접착 필름;을 포함할 수 있다.
상기 전극은, 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 동(Cu), 알루미늄(Al), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 탄탈륨 질화물(TaN) 및 티타늄 질화물(TiN) 중 선택된 1종 이상으로 형성될 수 있다.
상기 다수의 압전막 각각에 대해 상기 타격돌기가 미리 접촉하여 가압될 수 있도록 프리스트레스(Pre-Stress)가 인가된 상태로 제공될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기의 발전 장치와, 상기 발전 장치로부터 생성된 전기에너지를 이용하여 진동체의 내, 외부 환경 조건을 검출하는 센싱유닛을 포함하는 자가 발전식 센싱 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 센싱유닛에서 검출된 신호를 사용자의 단말기로 무선 전송하는 무선송수신부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 다수 개의 압전막으로 구성된 압전막 어레이를 진동체의 표면에 부착한 후 미세한 진동으로도 압전막 어레이를 효과적으로 타격하여 필요한 양의 전기에너지를 획득할 수 있는 한편, 압전막 타격구조물의 내부에서 전자기 유도 발전으로 전기 에너지를 발생시킬 수 있도록 하여 보다 많은 양의 전기 에너지를 수집할 수 있는 장점이 있다.
나아가, 본 발명에 의하면, 발전 장치를 이용하여 열악한 진동 조건을 가지는 구조물에 대한 필요한 정보를 자가 발전식으로 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발전 장치의 개념도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발전 장치의 분해도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발전 장치의 제1예시적 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 발전 장치의 제2예시적 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 발전 장치 중에서 압전막 어레이를 간략히 도시한 평면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 발전 장치를 이용한 자가 발전식 센싱 장치를 도시한 개념도.
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 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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.
그리고 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 발전 장치 및 이를 이용한 자가 발전식 센싱 장치에 관하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
본 발명의 실시예들에 따른 발전 장치는 압전 액츄에이터를 이용할 수 있는데, 이는 외부로부터 기계적 변형을 가하면 전기분극이 나타나는 현상을 이용한 압전 재료(piezoelectric materials)(이하, '압전부재'라 함)를 매개체로 하여, 외부의 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 방식을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발전 장치의 개념도이며, 도 2는 이를 도시한 분해도 이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발전 장치는 진동체(1)의 표면에 부착되는 다수의 압전막(111)을 구비하는 압전막 어레이(110)와, 상기 압전막(111)에 타격을 가해 전기에너지를 생성하는 압전막 타격구조물(130)을 포함한다. 특히, 본 발명의 실시예에 따르면, 자기유닛(134)을 더 포함할 수 있다.
상기 자기유닛(134)은 상기 압전막 타격구조물(130)에 내장된 스프링 코일(135)의 내부중공을 통해 삽입된 형태로 제공될 수 있는데, 상기 스프링 코일(135)의 수축 및 복원 시 전자기 유도 발전으로 전기에너지를 생성할 수 있다.
압전막 어레이(110)는 적어도 하나 이상, 더욱 바람직하게는 다수 개의 압전막(111)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 다수 개의 압전막(111)이 매트릭스 형태로 배열되어 진동체(1)의 표면에 부착될 수 있다.
상기 압전막 어레이(110)의 구체적인 예로서, 도 5의 평면도를 참조할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 압전막 어레이(110)는 다수의 압전막(111)을 설정된 형태, 즉 행과 열을 따라 규칙적으로 배열된 매트릭스 형태로 구비할 수 있다.
이의 제조방법으로서, 상기 다수 개의 압전막(111)은 대면적 시트 형태로 제조된 다음, 다이싱을 통해 매트릭스 형태로 분할 가공하여 제조될 수 있다. 또한, 이와 다른 방식으로, 상기 다수 개의 압전막(111)은 각각이 개별적으로 제조된 후 매트릭스 형태로 배열시켜 이용할 수 있다.
한편, 상기 압전막 어레이(110)에서 다수 개의 압전막(111) 각각의 상, 하면 중 적어도 일면에는 전극(113)이 구비될 수 있다.
예컨대, 상기 압전막(111)은 Pb(Zr,Ti)O3, Pb(Zr,Ti)O3＋Pb(Zn,Nb)O3, (Ba,Bi,Na)TiO3, Pb(Zr,Ti)O3＋Pb(Ni,Nb)O3, (Na,K)NbO3-(Li,Na,K)TaO3, Pb(Zr,Ti)O3＋PVDF 폴리머, Pb(Zr,Ti)O3＋실리콘 폴리머, Pb(Zr,Ti)O3+에폭시 폴리머 중 하나의 소재로 이루어지거나, 또는 이들 중 하나 이상의 소재를 포함하는 복합소재로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 전극(113)은 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 동(Cu), 알루미늄(Al), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 탄탈륨 질화물(TaN) 및 티타늄 질화물(TiN) 중 선택된 1종 이상으로 형성될 수 있다.
이와 함께, 상기 압전막 어레이(110)는 상기 다수 개의 압전막(111)을 진동체의 표면에 부착시키기 위하여 접착 필름(115)을 더 구비할 수 있다. 이와 달리, 접착제를 이용하여도 무방하다.
또한, 상기 압전막 어레이(110) 내에 구비된 다수 개의 압전막(111)의 크기 및 개수 역시 제한될 필요가 없다. 그리고 상기 다수 개의 압전막(111) 각각의 형상 역시 정방형 이외의 다른 형상으로 제공되어도 무방하다.
압전막 타격구조물(130)은 진동체(1)의 미세 변위 진동에 연동하여 압전막 어레이(110), 더 구체적으로는 다수 개의 압전막(111)에 타격을 주어 압전막 어레이(110)를 통해 전기에너지를 생성해 낼 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 압전막 타격구조물(130)에는 스프링 코일(135)이 내장될 수 있는데, 상기 스프링 코일(135)의 내부중공을 통해 적어도 하나의 자기유닛(134)을 배치시켜, 스프링 코일(135)의 수축 및 복원 시 전자기 유도 발전으로 추가적인 전기에너지를 생성해낼 수 있다.
이를 위해, 상기 압전막 타격구조물(130)은 상기 압전막(111)을 향해 선단이 돌출된 다수의 타격돌기(133)와, 상기 다수의 타격돌기(133) 각각의 후단을 지지하는 스프링 코일(135)과, 상기 자기유닛(134)을 포함하여 구성될 수 있다.
특히, 상기 자기유닛(134)는 스프링 코일(135)의 내부중공에 배치되어, 스프링 코일(135)의 수축 및 복원 시 전자기 유도 발전으로 전기에너지를 생성할 수 있는 구조라면 어떠한 형태든지 본 발명의 범주에 포함될 수 있다.
그리고 상기 압전막 타격구조물(130)은 하우징(131)과, 전면 조립부(136)와, 후면 조립부(137)를 포함할 수 있다.
상기 하우징(131)은 상기 진동체의 표면에 부착되는 외장 부재일 수 있다. 따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 형상에 제한될 필요가 없으며 이와 다른 형태로 이용 가능하다.
상기 전면 조립부(136)은 압전막 어레이(110)와 마주하여 배치되어 상기 다수의 타격돌기(133)를 수납하며, 상기 후면 조립부(137)는 상기 전면 조립부(136)의 후방에 결합되어 전면 조립부(136)와 사이로 타격돌기(133)와 스프링 코일(135)을 수납한다.
이와 같은 구조에 따라, 상기 다수의 타격돌기(133)는 상기 다수의 압전막(111)을 향해 적어도 하나씩 돌출되어 구비될 수 있다.
한편, 상기 타격돌기(133) 각각의 선단 부위 형상은 반구 단면 형상, 정방형 또는 장방형의 단면 형상 중 하나일 수 있으며, 이 외에도 압전막(111)에 타격 효과를 줄 수 있는 다양한 형상으로 제공될 수 있다.
또한, 상기 다수의 압전막(111) 각각에 대해 상기 타격돌기(133) 각각이 미리 접촉 가압될 수 있도록 프리스트레스(Pre-Stress)가 인가된 상태로 제공될 수도 있다.
또한, 상기 타격돌기(133)의 재질 상의 성분으로서, 토르말린(tourmaline) 등과 같이 자기장 변화에 따라 전류를 발생시키는 것으로 알려진 성분을 함유시킬 수 있다. 이를 통해, 전자기 유도 발전의 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 자기유닛(134)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 타격 돌기(133)의 후단으로부터 스프링 코일(135)의 내부중공을 향하여 돌출되도록 구성될 수 있는데, 이와 다른 형상을 가져도 무방하다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 상기 자기유닛(134)의 바람직한 예시적 형상에 관하여 살펴보기로 한다.
도 3을 참조하면, 상기 자기유닛(134)의 일단부는 상기 타격돌기(133) 각각의 후단에 연결되며, 타단부는 상기 스프링 코일(135)의 내부중공을 향하여 삽입되도록 돌출된 형상을 가질 수 있다.
특히, 이와 같은 자기유닛(134)의 N극 및 S극의 위치는 변경되어 이용하여도 무방하며, 영구자석 등을 포함하여 자기력을 발생시키는 부재라면 어떠한 형태이든 이용 가능하다.
만일, 진동체(1)에 의해 상기 스프링 코일(135)까지 진동이 전달되면, 상기 스프링 코일(135)은 길이 방향으로 신장하거나 압축되는 거동을 나타낼 수 있다. 이때, 상기 수축 또는 복원되는 스프링 코일(135)의 내부중공을 통해 자기유닛(134)이 배치됨에 따라 전자기 유도 원리로 발전이 일어나게 된다. 이로써, 상기 압전막 이외에도 추가적인 전기에너지의 생성이 가능해 질 수 있다.
도 4는 전술한 도 3과는 다른 형태로서, 상기 자기유닛(134)의 일단부는 상기 후면 조립부(137)에 캔틸레버 형태로 연결되며, 상기 자기유닛(134)의 타단부는 상기 스프링 코일(135)의 내부중공을 향하여 돌출되는 형상을 가질 수 있다. 이 경우에도, 전술한 도 3의 예와 동일하게 압전막 이외에 전자기 유도 발전에 의한 전기에너지가 추가적으로 생성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 진동체의 미세한 진동으로도 압전막 어레이를 효과적으로 타격하여 전기에너지를 생성할 수 있음은 물론, 상기 압전막 타격구조물에 내장된 스프링 코일이 수축 및 복원하는 거동 형태를 이용하여 전자기 유도 발전으로 전기 에너지를 추가로 생성해 낼 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 발전 장치를 이용한 자가 발전식 센싱 장치의 개념도이다.
도 6을 참조하면, 진동체의 자가 발전식 센싱 장치는 상기 압전막 어레이(110)와, 자기유닛(134)을 포함하는 압전막 타격구조물(130)과 함께, 진동체(1)에 장착되어 필요한 정보를 검출하는 센싱유닛(500)을 포함한다.
상기 센싱유닛(500)이 검출하는 정보는 상기 진동체의 내외부의 온도, 습도, 가스 등의 환경 조건이 포함될 수 있다.
나아가, 상기 센싱유닛(500)을 통해 검출된 다양한 정보는 무선송수신부(600)를 이용하여 전송될 수 있으며, 이러한 진동체(1)의 다양한 정보는 별도의 통합서버(700)로 무선 전송될 수 있으며, 이외에도 다양한 사용자의 무선단말기를 통해 정보의 전송이 이루어질 수 있다. 이에 따라, 진동체의 해석 및 진단에 필요한 다양한 정보를 원격상의 사용자가 손쉽게 모니터링 할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면, 다수 개의 압전막으로 구성된 압전막 어레이를 진동체의 표면에 부착한 후 미세한 진동으로도 압전막 어레이를 효과적으로 타격하여 필요한 양의 전기에너지를 획득할 수 있는 한편, 압전막 타격구조물의 내부에서 전자기 유도 발전으로 전기 에너지를 발생시킬 수 있도록 하여 보다 많은 양의 전기 에너지를 수집할 수 있는 장점이 있다.
나아가, 발전 장치를 이용하여 열악한 진동 조건을 가지는 구조물에 대한 필요한 정보를 자가 발전식으로 검출할 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 발전 장치 및 이를 이용한 자가 발전식 센싱 장치에 관한 구체적인 실시예들에 관하여 살펴보았으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그리고 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 진동체
110: 압전막 어레이
111: 압전막
113: 전극
115: 접착 필름
130: 압전막 타격구조물
131: 하우징
133: 타격돌기
134: 자기유닛
135: 스프링 코일
136: 전면 조립부
137: 후면 조립부
139: 고정부재
500: 센싱유닛
600: 무선송수신부
700: 통합서버

Claims (16)

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  6. 진동체의 표면에 부착되는 다수의 압전막을 구비하는 압전막 어레이와, 상기 압전막에 타격을 가해 전기에너지를 생성하는 압전막 타격구조물을 포함하는 발전 장치에 있어서,
    상기 압전막 타격구조물은,
    상기 진동체의 표면에 부착되는 하우징;
    상기 압전막을 향해 선단이 돌출된 다수의 타격돌기;
    상기 다수의 타격돌기 각각의 후단을 지지하는 스프링 코일;
    상기 스프링 코일의 내부중공에 배치되어, 상기 스프링 코일의 수축 및 복원 시 전자기 유도 발전으로 전기에너지를 생성하는 자기유닛;
    상기 다수의 타격돌기를 수납하는 전면 조립부; 및
    상기 전면 조립부의 후방에 결합되며, 상기 전면 조립부와 사이에서 상기 타격돌기와 상기 스프링 코일을 수납하는 후면 조립부;를 포함하며,
    상기 자기유닛은, 일단부는 상기 후면 조립부에 고정되며, 타단부는 상기 스프링 코일의 내부중공을 향하여 삽입되거나, 또는 일단부는 상기 타격돌기 각각의 후단에 연결되며, 타단부는 상기 스프링 코일의 내부중공을 향하여 삽입되도록 형성되고,
    상기 다수 개의 압전막은 대면적 시트 형태로 제조한 후 다이싱을 통해 설정된 매트릭스 형태로 제공되거나 또는 각각의 압전막이 개별적으로 제조된 후 설정된 매트릭스 형태로 다수 배열되어 제공되며,
    상기 다수 개의 압전막의 양면 중 적어도 일면에 구비되는 전극과, 상기 다수 개의 압전막을 상기 진동체의 표면에 부착시키도록 마련된 접착 필름을 더 포함하며,
    상기 전극은,
    백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 동(Cu), 알루미늄(Al), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 탄탈륨 질화물(TaN) 및 티타늄 질화물(TiN) 중 선택된 1종 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 발전 장치.
  7. 삭제
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  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제6항에 있어서,
    상기 다수 개의 압전막은,
    Pb(Zr,Ti)O3, Pb(Zr,Ti)O3＋Pb(Zn,Nb)O3, (Ba,Bi,Na)TiO3, Pb(Zr,Ti)O3＋Pb(Ni,Nb)O3, (Na,K)NbO3-(Li,Na,K)TaO3, Pb(Zr,Ti)O3＋PVDF 폴리머, Pb(Zr,Ti)O3＋실리콘 폴리머, Pb(Zr,Ti)O3+에폭시 폴리머 중 하나의 소재로 이루어지거나, 또는 이들 중 하나 이상의 소재를 포함하는 발전 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제6항에 있어서,
    상기 다수의 압전막 각각에 대해 상기 타격돌기가 미리 접촉하여 가압될 수 있도록 프리스트레스(Pre-Stress)가 인가된 상태로 제공되는 발전 장치.
  15. 제6항, 제11항, 제14항 중 어느 한 항의 발전 장치와, 상기 발전 장치에서 생성된 전기에너지를 이용하여 진동체의 내, 외부 환경 조건을 검출하는 센싱유닛을 포함하는 자가 발전식 센싱 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 센싱유닛에서 검출된 신호를 사용자의 단말기로 무선 전송하는 무선송수신부를 더 포함하는 자가 발전식 센싱 장치.
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