KR20200135140A - WEARABLE WIRELESS CHARGER and method for generating the electric energy using the same - Google Patents

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KR20200135140A
KR20200135140A KR1020200005597A KR20200005597A KR20200135140A KR 20200135140 A KR20200135140 A KR 20200135140A KR 1020200005597 A KR1020200005597 A KR 1020200005597A KR 20200005597 A KR20200005597 A KR 20200005597A KR 20200135140 A KR20200135140 A KR 20200135140A
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KR
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magnetic disk
rotating magnetic
unit
energy
wireless charging
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KR1020200005597A
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Korean (ko)
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니콜 클래어 마리 에이 아자치
찰스 마틴 주니어 에스 임
아도니쿠 지 피네다
웨슬리 이 마퀴즈 임
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 개시에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치는 중심축을 중심으로 교번하여 배치되는 복수 개의 영구 자석이 구비된 회전 자기 디스크를 포함하는 에너지 생성부, 상기 에너지 생성부에 생성된 에너지를 저장하는 하나 이상의 에너지 저장부 및 상기 하나 이상의 에너지 저장부에 저장된 에너지를 외부 장치에 전송하는 하나 이상의 에너지 전송 및 충전부를 포함하며, 상기 에너지 생성부는, 외부로부터 전달된 열을 수집하여 전기 에너지로 변환시키는 열전부, 상기 회전 자기 디스크에 의해 생성된 전자기장으로부터 전기 에너지를 변환시키는 전자기부, 상기 회전 자기 디스크와의 마찰에 의해 생성되는 정전기를 전기 에너지로 변환시키는 마찰 전기부 및 상기 회전 자기 디스크의 회전 이동으로부터 유도된 진동을 수집하여 전기 에너지로 변환시키는 압전부를 포함할 수 있다.The portable wearable wireless charging device according to the present disclosure includes an energy generating unit including a rotating magnetic disk provided with a plurality of permanent magnets alternately arranged around a central axis, and at least one energy storage for storing energy generated in the energy generating unit And one or more energy transmission and charging units for transmitting the energy stored in the unit and the at least one energy storage unit to an external device, wherein the energy generating unit is a thermoelectric unit that collects heat transferred from the outside and converts it into electrical energy, and the rotation An electromagnetic unit that converts electric energy from an electromagnetic field generated by a magnetic disk, a friction electric unit that converts static electricity generated by friction with the rotating magnetic disk into electrical energy, and vibration induced from the rotational movement of the rotating magnetic disk. It may include a piezoelectric unit that collects and converts it into electrical energy.

Description

휴대용 웨어러블 무선 충전 장치 및 이를 이용하여 전기 에너지를 생성하는 방법{WEARABLE WIRELESS CHARGER and method for generating the electric energy using the same}Portable wearable wireless charging device and method for generating electric energy using the same {WEARABLE WIRELESS CHARGER and method for generating the electric energy using the same}

본 발명은 모바일 장치에 사용되는 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치 및 이를 이용하여 전기 에너지를 생성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a portable wearable wireless charging device used in a mobile device and a method of generating electric energy using the same.

스마트폰 및 태블릿과 같은 모바일 장치는, 소비자가 전화를 걸고 음악을 듣고 인터넷에 접속하기 위한 필수품이다. 그러나 배터리 용량에 따라 모바일 장치의 사용이 제한될 수 있다. 모바일 장치는 외부 전원을 이용하여 정기적으로 충전해야 하지만, 사용자가 항상 외부 전원을 이용할 수는 없다. 더불어, 모바일 장치를 충전하려면 연결 케이블과 같은 액세서리가 필요하다. 따라서 언제 어디서나 모바일 기기를 무선으로 충전 할 필요가 있다.Mobile devices such as smartphones and tablets are a necessity for consumers to make phone calls, listen to music, and connect to the Internet. However, depending on the battery capacity, the use of the mobile device may be limited. The mobile device needs to be regularly charged using an external power source, but users cannot always use the external power source. In addition, you will need accessories such as connecting cables to charge your mobile device. Therefore, it is necessary to wirelessly charge mobile devices anytime, anywhere.

충전 단자에 대한 접근이 불가능할 수 있는 응급 상황에서, 모바일 장치에 대한 자립적이고 휴대 가능한 충전 방식을 제공하는 것이 바람직하다. 무선 충전에 대한 즉각적인 접근성은 이러한 충전 방식에 의해 제공될 수 있으며, 무선 충전에 대한 즉각적인 접근성 확보는, 모바일 장치의 사용성 장애로 인한 초래될 수 있는 바람직하지 않은 문제들을 해결한다.In emergency situations where access to the charging terminal may not be possible, it is desirable to provide a self-contained and portable charging method for mobile devices. Instant access to wireless charging can be provided by such a charging method, and securing immediate access to wireless charging solves undesirable problems that may be caused by usability impairments of mobile devices.

US20140375246A1는 사용자의 손목에 착장될 수 있는 무선 충전 장치를 제공한다. 상기 무선 충전 장치는 주변부의 에너지를 모으고, 모인 주변부의 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 하나 이상의 에너지 수집부를 포함한다. 상술한 전기 에너지는 충전을 위해 모바일 장치로 전송될 수 있다.US20140375246A1 provides a wireless charging device that can be worn on the user's wrist. The wireless charging device includes one or more energy collection units capable of collecting energy of the surrounding area and converting the collected energy of the surrounding area into electrical energy. The electric energy described above may be transmitted to the mobile device for charging.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 시스템과 방법은 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치 및 이를 이용한 전기 에너지 생성 방법에 대한 보다 더 강화되고 효율적인 솔루션을 제공할 수 있다.The system and method according to various embodiments of the present disclosure may provide a more enhanced and efficient solution to a portable wearable wireless charging device and a method of generating electric energy using the same.

외부 전원이 없는 곳에서도 자체적으로 전기 에너지를 생성할 수 있는 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치 및 이를 이용한 전기 에너지 생성 방법을 제공한다.It provides a portable wearable wireless charging device capable of generating electric energy on its own even in a place without an external power source, and a method of generating electric energy using the same.

또한 자체적으로 소멸되는 외부 에너지를 수집하여 전기 에너지로 변환함으로써 에너지 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치 및 이를 이용한 전기 에너지 생성 방법을 제공한다.In addition, it provides a portable wearable wireless charging device that can efficiently use energy resources by collecting external energy that is extinguished by itself and converting it into electrical energy, and a method of generating electrical energy using the same.

또한 사용자가 착장하여 휴대할 수 있는 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치 및 이를 이용한 전기 에너지 생성 방법을 제공한다.In addition, it provides a portable wearable wireless charging device that a user can wear and carry, and a method of generating electric energy using the same.

또한 자체적으로 생성된 전기 에너지를 외부 장치에 전달함으로써 외부 장치에 전원 공급을 수행할 수 있는 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치 및 이를 이용한 전기 에너지 생성 방법을 제공한다.In addition, there is provided a portable wearable wireless charging device capable of supplying power to an external device by transmitting electric energy generated by itself to an external device, and a method of generating electrical energy using the same.

일 예시에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치는, 중심축을 중심으로 교번하여 배치되는 복수 개의 영구 자석이 구비된 회전 자기 디스크를 포함하는 에너지 생성부, 상기 에너지 생성부에 생성된 에너지를 저장하는 하나 이상의 에너지 저장부 및 상기 하나 이상의 에너지 저장부에 저장된 에너지를 외부 장치에 전송하는 하나 이상의 에너지 전송 및 충전부를 포함하며, 상기 에너지 생성부는, 외부로부터 전달된 열을 수집하여 전기 에너지로 변환시키는 열전부, 상기 회전 자기 디스크에 의해 생성된 전자기장으로부터 전기 에너지를 변환시키는 전자기부, 상기 회전 자기 디스크와의 마찰에 의해 생성되는 정전기를 전기 에너지로 변환시키는 마찰 전기부 및 상기 회전 자기 디스크의 회전 이동으로부터 유도된 진동을 수집하여 전기 에너지로 변환시키는 압전부를 포함할 수 있다.A portable wearable wireless charging device according to an example includes an energy generating unit including a rotating magnetic disk provided with a plurality of permanent magnets alternately arranged around a central axis, and at least one energy for storing energy generated in the energy generating unit A storage unit and at least one energy transmission and charging unit for transmitting energy stored in the at least one energy storage unit to an external device, wherein the energy generating unit includes a thermoelectric unit configured to collect heat transferred from the outside and convert it into electric energy, the An electromagnetic part that converts electrical energy from an electromagnetic field generated by a rotating magnetic disk, a triboelectric part that converts static electricity generated by friction with the rotating magnetic disk into electrical energy, and a vibration induced from rotational movement of the rotating magnetic disk It may include a piezoelectric unit that collects and converts it into electrical energy.

사용자의 손가락에 착장될 수 있는 원 또는 반원 형상의 단면을 구비하는 링 형상의 케이스부를 더 포함할 수 있다.It may further include a ring-shaped case portion having a circular or semi-circular cross-section that can be worn on the user's finger.

상기 열전부는 사용자의 피부와 마주보도록 배치되는 상기 케이스부의 내측부의 둘레부를 따라 배치될 수 있다.The thermoelectric unit may be disposed along a circumference of an inner portion of the case unit disposed to face the user's skin.

상기 회전 자기 디스크의 회전 운동으로부터 유도된 진동은 상기 회전 자기 디스크에 포함된 복수 개의 자석으로부터 생성되는 자력과 상기 압전부가 부착된 자석으로부터 생성될 수 있다.The vibration induced from the rotational motion of the rotating magnetic disk may be generated from a magnetic force generated from a plurality of magnets included in the rotating magnetic disk and a magnet to which the piezoelectric part is attached.

상기 회전 자기 디스크의 회전 운동으로부터 유도된 진동은 상기 회전 자기 디스크와 상기 압전부의 충돌에 의해 생성될 수 있다.Vibration induced from the rotational motion of the rotating magnetic disk may be generated by a collision between the rotating magnetic disk and the piezoelectric unit.

상기 하나 이상의 에너지 전송 및 충전부는 상기 케이스부의 외측부의 둘레부를 따라 배치될 수 있다.The at least one energy transmission and charging unit may be disposed along a circumference of an outer portion of the case.

상기 회전 자기 디스크에 회전력을 인가할 수 있는 회전 스타터를 더 포함할 수 있다.It may further include a rotation starter capable of applying a rotational force to the rotating magnetic disk.

상기 회전 자기 디스크에 구비된 자석의 어느 하나의 자극은 상기 회전 자기 디스크의 바닥면을 향하도록 배치되며, 상기 자석의 나머지 하나의 자극은 상기 회전 자기 디스크의 외곽 에지부 또는 상기 회전 자기 디스크의 중심 방향 중 어느 하나를 향하도록 배치될 수 있다.One magnetic pole of the magnet provided in the rotating magnetic disk is arranged to face the bottom surface of the rotating magnetic disk, and the other magnetic pole of the magnet is an outer edge of the rotating magnetic disk or the center of the rotating magnetic disk. It may be arranged to face in any of the directions.

휴대용 웨어러블 무선 충전 장치를 이용한 전기 에너지 생성 방법은, 상기 열전부를 이용하여 외부로부터 전달된 열을 수집하여 전기 에너지로 변환시키는 단계, 상기 전자기부를 이용하여 상기 회전 자기 디스크에 의해 생성된 전자기장으로부터 전기 에너지를 변환시키는 단계, 상기 마찰 전기부를 이용하여 상기 회전 자기 디스크와의 마찰에 의해 생성되는 정전기를 전기 에너지로 변환시키는 단계, 상기 압전부를 이용하여 상기 회전 자기 디스크의 회전 이동으로부터 유도된 진동을 수집하여 전기 에너지로 변환시키는 단계, 상기 하나 이상의 에너지 저장부를 이용하여 생성된 전기 에너지를 저장하는 단계' 및 상기 하나 이상의 에너지 전송 및 충전부를 이용하여 저장된 전기 에너지를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.A method of generating electric energy using a portable wearable wireless charging device includes the steps of collecting heat transmitted from the outside using the thermoelectric unit and converting it into electric energy, and electricity from an electromagnetic field generated by the rotating magnetic disk using the electromagnetic unit. Converting energy, converting static electricity generated by friction with the rotating magnetic disk using the triboelectric unit into electrical energy, collecting vibration induced from the rotational movement of the rotating magnetic disk using the piezoelectric unit And converting it into electrical energy, storing the generated electrical energy using the at least one energy storage unit, and transmitting the stored electric energy using the at least one energy transmission and charging unit.

상기 열전부는 사용자의 피부와 마주보도록 배치되어 상기 사용자로부터 인가되는 열을 수집할 수 있다.The thermoelectric unit may be disposed to face the user's skin to collect heat applied from the user.

상기 회전 자기 디스크의 회전 운동으로부터 유도된 진동은 상기 회전 자기 디스크에 포함된 복수 개의 자석으로부터 생성되는 자력과 상기 압전부가 부착된 자석으로부터 생성될 수 있다.The vibration induced from the rotational motion of the rotating magnetic disk may be generated from a magnetic force generated from a plurality of magnets included in the rotating magnetic disk and a magnet to which the piezoelectric part is attached.

상기 회전 자기 디스크의 회전 운동으로부터 유도된 진동은 상기 회전 자기 디스크와 상기 압전부의 충돌에 의해 생성될 수 있다.Vibration induced from the rotational motion of the rotating magnetic disk may be generated by a collision between the rotating magnetic disk and the piezoelectric unit.

회전 스타터를 이용하여 상기 회전 자기 디스크에 회전력을 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다.It may further include applying a rotational force to the rotating magnetic disk using a rotation starter.

상기 회전 자기 디스크에 구비된 자석의 어느 하나의 자극은 상기 회전 자기 디스크의 바닥면을 향하도록 배치되며, 상기 자석의 나머지 하나의 자극은 상기 회전 자기 디스크의 외곽 에지부 또는 상기 회전 자기 디스크의 중심 방향 중 어느 하나를 향하도록 배치될 수 있다.One magnetic pole of the magnet provided in the rotating magnetic disk is arranged to face the bottom surface of the rotating magnetic disk, and the other magnetic pole of the magnet is an outer edge of the rotating magnetic disk or the center of the rotating magnetic disk. It may be arranged to face in any of the directions.

본 개시에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치 및 이를 이용한 전기 에너지 생성 방법은, 외부 전원이 없는 곳에서도 자체적으로 전기 에너지를 생성할 수 있다.The portable wearable wireless charging device and the electric energy generation method using the same according to the present disclosure may generate electric energy by itself even in a place where there is no external power source.

또한 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치 및 이를 이용한 전기 에너지 생성 방법은, 자체적으로 소멸되는 외부 에너지를 수집하여 전기 에너지로 변환함으로써 에너지 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.In addition, a portable wearable wireless charging device and a method of generating electric energy using the same can efficiently use energy resources by collecting external energy that is extinguished by itself and converting it into electric energy.

또한 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치 및 이를 이용한 전기 에너지 생성 방법은, 사용자가 착장하여 휴대할 수 있으므로 사용자 편의성을 확보할 수 있다.In addition, a portable wearable wireless charging device and a method of generating electric energy using the same can secure user convenience because a user can wear and carry it.

또한 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치 및 이를 이용한 전기 에너지 생성 방법은, 자체적으로 생성된 전기 에너지를 외부 장치에 전달함으로써 외부 장치에 전원 공급을 수행할 수 있다.In addition, the portable wearable wireless charging device and the electric energy generation method using the same may supply power to the external device by transferring the self-generated electric energy to the external device.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치에 대한 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치를 이용하여 전기 에너지를 생성하는 흐름도이다.
도 3a는 본 개시의 일 실시예에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치의 개략적인 사시도이다.
도 3b는 본 개시의 일 실시예에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치의 개략적인 측면도이다.
도 3c는 본 개시의 일 실시예에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치의 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치를 이용하여 전기 에너지를 전송 및 충전하는 흐름도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치에서 에너지의 이동을 표시하는 흐름도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 개시의 일 실시예에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치를 착장한 사시도이다.
1 is a block diagram of a portable wearable wireless charging device according to an embodiment of the present disclosure.
2 is a flowchart of generating electric energy using a portable wearable wireless charging device according to an embodiment of the present disclosure.
3A is a schematic perspective view of a portable wearable wireless charging device according to an embodiment of the present disclosure.
3B is a schematic side view of a portable wearable wireless charging device according to an embodiment of the present disclosure.
3C is a schematic perspective view of a portable wearable wireless charging device according to an embodiment of the present disclosure.
4 is a flowchart of transmitting and charging electric energy using a portable wearable wireless charging device according to an embodiment of the present disclosure.
5 is a flowchart illustrating movement of energy in a portable wearable wireless charging device according to an embodiment of the present disclosure.
6A and 6B are perspective views illustrating a portable wearable wireless charging device according to an embodiment of the present disclosure.

다음은 본 발명의 다양한 실시예에서 사용되는 용어에 대한 정의이다.The following are definitions of terms used in various embodiments of the present invention.

본 명세서의 임의의 장치에서 사용되는 "에너지 생성부"는 임의의 에너지(열적 에너지, 기계적 에너지 등)를 수집하고, 전기 에너지로 변환할 수 있다.The "energy generating unit" used in any device of the present specification may collect arbitrary energy (thermal energy, mechanical energy, etc.) and convert it into electrical energy.

본 명세서의 임의의 장치에서 사용되는 "열전부(thermoelectric component)"는 온도 차이를 기반으로 에너지를 수집하고, 수집된 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있다. 열전부에 포함되는 물질은 예를 들어, 비스무트 칼코게나이드 및 그들의 나노 구조, 텔루르화(텔루륨화)납(lead telluride), 무기 클라트레이드(inorganic clathrates), 마그네슘(mg) 및 4족 원소의 화합물, 스커터루다이트 열전(skutterudite thermoelectric), 산화물 열전(oxide thermoelectric), 반 호이슬러 합금(half-heusler alloys), 전기 전도성 유기 물질, 실리콘 게르마늄, 코발트화 나트륨(sodium cobaltate), 비정질 재료 및 주석 셀레나이드(tin selenide)를 포함할 수 있으나 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니다.The "thermoelectric component" used in any device of the present specification may collect energy based on a temperature difference and convert the collected energy into electrical energy. The substances included in the thermoelectric part include, for example, bismuth chalcogenides and their nanostructures, lead telluride, inorganic clathrates, magnesium (mg) and compounds of group 4 elements. , Skutterudite thermoelectric, oxide thermoelectric, half-heusler alloys, electrically conductive organic materials, silicon germanium, sodium cobaltate, amorphous materials and tin sele Nide (tin selenide) may be included, but the present disclosure is not limited thereto.

본 명세서의 임의의 장치에서 사용되는 "전자기부(electromagnetic component)"는, 전도체가 가변 자기장에 노출되는 경우 전도체를 가로지르는 전위차의 생성을 기반으로 형성되는 에너지를 수집하고, 수집된 에너지를 전기 에너지로 변환한다.The "electromagnetic component" used in any device of the present specification collects energy formed based on the generation of a potential difference across the conductor when the conductor is exposed to a variable magnetic field, and the collected energy is converted into electrical energy. Convert to

본 명세서의 임의의 장치에서 사용되는 "마찰 전기부(triboelectric component)"는 마찰 및 정전기를 기반으로 에너지를 수집하고, 수집된 에너지를 전기 에너지로 변환한다. 마찰 전기부에 포함되는 물질은 예를 들어, 플루오로플라스틱 폴리테트라플루오로에틸렌 (fluoroplastic polytetrafluoroethylene (PTFE)), 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane (PDMS)), 불소화 에틸렌 프로필렌(fluorinated ethylene propylene (FEP)) and 고체 폴리머 전해질(solid polymer electrolytes (SPEs)) 를 포함할 수 있으나 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니다.The "triboelectric component" used in any of the devices herein collects energy based on friction and static electricity, and converts the collected energy into electrical energy. Materials included in the triboelectric section include, for example, fluoroplastic polytetrafluoroethylene (PTFE), polydimethylsiloxane (PDMS), fluorinated ethylene propylene (FEP)) and Solid polymer electrolytes (SPEs) may be included, but the present disclosure is not limited thereto.

본 명세서의 임의의 장치에서 사용되는 "에너지 저장부"는 전기 에너지를 저장한다. 에너지 저장부는 예를 들어, 납축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 합금 전지, 니켈-이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지, 플로우 전지(flow battery), 수퍼커패시터(supercapacitors) 및 울트라커패시터(ultracapacitor) 중 하나 이상을 포함하는 전기 화학적 셀일 수 있으나 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니다.The "energy storage" used in any of the devices herein stores electrical energy. The energy storage unit is, for example, a lead acid battery, a nickel-cadmium battery, a nickel-hydrogen alloy battery, a nickel-ion battery, a lithium ion polymer battery, a flow battery, a supercapacitor, and an ultracapacitor. It may be an electrochemical cell including one or more, but the present disclosure is not limited thereto.

본 명세서의 임의의 장치에서 사용되는 "에너지 전송 및 충전부"는 외부 장치를 충전하기 위해 외부 장치에 전기 에너지를 전송 또는 제공한다. 예를 들어 모바일 장치의 배터리를 충전하기 위해 전기 에너지가 제공될 수 있다. 충전은 무선(예를 들어 유도 대전(induction charging) 등) 또는 유선 방식(예를 들어, USB, USB-C, 라이트닝 케이블, 선더볼트(thunderbolt) 등)으로 이루어질 수 있다.The "energy transmission and charging unit" used in any device herein transmits or provides electrical energy to an external device to charge the external device. Electrical energy may be provided to charge the battery of a mobile device, for example. Charging may be performed wirelessly (eg, induction charging, etc.) or wired (eg, USB, USB-C, lightning cable, thunderbolt, etc.).

본 명세서의 임의의 장치에서 사용되는 "압전부"는 진동 에너지를 수집하고, 수집된 진동 에너지를 전기 에너지로 변환한다. 압전부에 포함되는 물질은 예를 들어, 시네틱 크리스탈(synthetic crystals), 시네틱 세라믹스(synthetic ceramics), 리드-프리 피에조세라믹(lead-free piezoceramics), III-V 및 II-VI 반도체(III-V and II-VI semiconductors), 폴리머(polymers), and 유기 나노 구조체(organic nanostructures)를 포함할 수 있으나 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니다.The "piezoelectric part" used in any of the devices herein collects vibrational energy and converts the collected vibrational energy into electrical energy. Materials included in the piezoelectric part include, for example, synthetic crystals, synthetic ceramics, lead-free piezoceramics, III-V and II-VI semiconductors (III- V and II-VI semiconductors), polymers, and organic nanostructures may be included, but the present disclosure is not limited thereto.

도 1은 본 개시의 일 예시에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치에 대한 블록도이다. 도 1을 참조하면, 일 예시에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치는 열전부(100), 전자기부(102), 마찰 전기부(104), 압전부(106)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 열전부(100)는 열을 수집하고, 수집된 열을 전기 에너지로 변환시킬 수 있다. 전자기부(102)는 회전 자기 디스크(108)에 의해 생성되는 전자기장으로부터 전기 에너지를 변환시킬 수 있다. 마찰 전기부(104)는 회전 자기 디스크(108)를 따라 생성되는 마찰로부터 전기 에너지를 생성한다. 압전부(106)는 회전 자기 디스크(108)의 회전 운동으로부터 유도된 진동을 하베스팅(harvesting)하여 전기 에너지를 생성한다. 종래 존재하였거나 새로운 방식에 의한 전기 에너지 생성부가 본 개시의 일 예시로 적용되거나 다른 예시에 병합될 수 있다. 또한, 하이브리드화된 에너지 생성부 또한 본 개시에 적용될 수 있다.1 is a block diagram of a portable wearable wireless charging device according to an example of the present disclosure. Referring to FIG. 1, a portable wearable wireless charging device according to an example may include a thermoelectric unit 100, an electromagnetic unit 102, a triboelectric unit 104, and a piezoelectric unit 106. As an example, the thermoelectric unit 100 may collect heat and convert the collected heat into electrical energy. The electromagnetic unit 102 may convert electrical energy from an electromagnetic field generated by the rotating magnetic disk 108. The triboelectric part 104 generates electrical energy from friction generated along the rotating magnetic disk 108. The piezoelectric part 106 generates electric energy by harvesting vibrations induced from the rotational motion of the rotating magnetic disk 108. The electric energy generation unit according to a conventional or new method may be applied as an example of the present disclosure or may be incorporated into another example. In addition, the hybridized energy generation unit may also be applied to the present disclosure.

생성된 전기 에너지는 하나 이상의 에너지 저장부(110)에 저장된다. 일 예로서, 하나 이상의 에너지 저장부는 일 방향을 따라 연장되며, 후술하게 될 케이스부(10)의 내측부에 배치될 수 있다. 저장된 전기 에너지는 하나 이상의 에너지 전송 및 충전부(112)를 이용하여 예를 들어, 모바일 장치로 전송될 수 있다.The generated electrical energy is stored in one or more energy storage units 110. As an example, one or more energy storage units may extend along one direction and may be disposed inside the case unit 10 to be described later. The stored electrical energy may be transmitted to, for example, a mobile device using one or more energy transmission and charging units 112.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치를 이용하여 전기 에너지를 생성하는 흐름도이다.2 is a flowchart of generating electric energy using a portable wearable wireless charging device according to an embodiment of the present disclosure.

도 2를 참조하면, 일 예시에 따른 열전부(102)는 열을 수집하고, 수집된 열을 전기 에너지로 변환시킬 수 있다.(S200) 또한, 일 예시에 따른 전자기부(102)는 회전 자기 디스크(108)에 의해 생성되는 전자기장으로부터 전기 에너지를 변환시킬 수 있다.(S202) 한편, 일 예시에 따른 마찰 전기부(104)는 회전 자기 디스크(108)와의 사이에서 생성되는 마찰에 의해 생성되는 정전기로부터 전기 에너지를 생성한다.(S204) 또한, 일 예시에 따른 압전부(106)는 회전 자기 디스크(108)의 회전 운동으로부터 유도된 진동을 하베스팅(harvesting)하여 전기 에너지를 생성한다.(S206) 상술한 단계는 서로에 대해 독립적으로 수행될 수 있다.Referring to FIG. 2, the thermoelectric unit 102 according to an example may collect heat and convert the collected heat into electrical energy. (S200) In addition, the electromagnetic unit 102 according to an example is a rotating magnetism. Electrical energy may be converted from the electromagnetic field generated by the disk 108. (S202) Meanwhile, the triboelectric unit 104 according to an example is generated by friction generated between the rotating magnetic disk 108 Electric energy is generated from static electricity. (S204) In addition, the piezoelectric unit 106 according to an example generates electric energy by harvesting vibrations induced from the rotational motion of the rotating magnetic disk 108. S206) The above-described steps may be performed independently of each other.

다음으로, 생성된 전기 에너지는 하나 이상의 에너지 저장부(110)에 저장된다.(S208) 다음으로, 저장된 전기 에너지는 하나 이상의 에너지 전송 및 충전부(112)를 이용하여 외부 장치, 예를 들어 모바일 장치로 전송될 수 있다.(S210) 본 개시에서 충전은 무선 유도 충전( wireless induction charging)을 이용하여 이루어질 수 있으나, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니다.Next, the generated electrical energy is stored in one or more energy storage units 110. (S208) Next, the stored electrical energy is an external device, for example, a mobile device, using one or more energy transmission and charging units 112. (S210) In the present disclosure, charging may be performed using wireless induction charging, but the present disclosure is not limited thereto.

도 3a는 본 개시의 일 실시예에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치의 개략적인 사시도이다. 도 3b는 본 개시의 일 실시예에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치의 개략적인 측면도이다. 도 3c는 본 개시의 일 실시예에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치의 개략적인 사시도이다.3A is a schematic perspective view of a portable wearable wireless charging device according to an embodiment of the present disclosure. 3B is a schematic side view of a portable wearable wireless charging device according to an embodiment of the present disclosure. 3C is a schematic perspective view of a portable wearable wireless charging device according to an embodiment of the present disclosure.

도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 일 예시에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치(1)는 사용자의 손가락에 착장될 수 있는 원형 또는 반원의 링 형상으로 마련될 수 있다. 일 예로서, 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치(1)는 원형 또는 반원 형상의 단면을 구비하는 링 형상의 케이스부(10)를 포함할 수 있다. 예를 들어 케이스부(10: 도 6b 참조)는 매끄로운 금속으로 마련될 수 있으며, 금속 케이스를 포함하는 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치(1)는 사용자의 손가락에 착장될 수 있다. 3A to 3C, the portable wearable wireless charging device 1 according to an example may be provided in a circular or semicircular ring shape that can be worn on a user's finger. As an example, the portable wearable wireless charging device 1 may include a ring-shaped case portion 10 having a circular or semicircular cross section. For example, the case unit 10 (see FIG. 6B) may be made of a smooth metal, and the portable wearable wireless charging device 1 including a metal case may be mounted on a user's finger.

열전부(100)는 사용자의 피부로부터 발산되는 열을 포집하기 위해 사용자의 손가락과 접촉할 수 있도록 케이스부(10)의 내측부의 둘레부를 따라 배치될 수 있다. 회전 자기 디스크(108)는 링 형상으로 마련되어 케이스부(10)의 내측부에 배치되는 반면, 에너지 전송 및 충전부(112)는 무선 장치의 충전을 위해 케이스부(10)의 외측부의 둘레부를 따라 배치될 수 있다. 일 예시에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치(1)는 마찰 전기부(104), 압전부(106) 및 전자기부(102) 또한 포함할 수 있다. The thermoelectric unit 100 may be disposed along the circumference of the inner portion of the case unit 10 so as to contact the user's fingers in order to collect heat radiated from the user's skin. The rotating magnetic disk 108 is provided in a ring shape and disposed on the inner side of the case part 10, while the energy transmission and charging part 112 is disposed along the circumference of the outer part of the case part 10 for charging the wireless device. I can. The portable wearable wireless charging device 1 according to an example may also include a triboelectric unit 104, a piezoelectric unit 106, and an electromagnetic unit 102.

도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치를 이용하여 전기 에너지를 전송 및 충전하는 흐름도이다.4 is a flowchart of transmitting and charging electric energy using a portable wearable wireless charging device according to an embodiment of the present disclosure.

도 3a 내지 도 4를 참조하면, 일 예시에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치(1)는 기계적 에너지를 이용하여 회전 자기 디스크(108)의 초기 회전을 부분적으로 구동하거나 유도할 수 있는 회전 스타터(109)를 포함할 수 있다. 일 예시에 따른 회전 스타터(109)는 열전부(100)에 의해 구동되는 전자석일 수 있다. 일 예로서, 이때 열전부(100)는 외부로부터 인가된 열을 상기 전자석을 구동시키기 위한 전기 에너지로 변환시킬 수 있다. 전자석은 회전 자기 디스크(108)에 대한 초기 추진력을 생성한다. 3A to 4, the portable wearable wireless charging device 1 according to an example is a rotation starter 109 capable of partially driving or inducing the initial rotation of the rotating magnetic disk 108 using mechanical energy. It may include. The rotation starter 109 according to an example may be an electromagnet driven by the thermoelectric unit 100. As an example, at this time, the thermoelectric unit 100 may convert heat applied from the outside into electric energy for driving the electromagnet. The electromagnet creates an initial thrust for the rotating magnetic disk 108.

다른 예시에 따른 회전 스타터(109)는 스프링을 권선시킨 기계적 장치를 포함할 수 있다. 일 예시에 따른 회전 스타터(109)는 기어 메커니즘 및 상기 기어 메커니즘에 연결되며, 소정의 중량을 구비하는 운동부재를 포함하며, 운동부재는 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치(1)의 가변적 움직임으로부터 기계적 에너지를 생성할 수 있다. 이때, 운동 부재로부터 생성된 기계적 에너지는, 기계적 에너지를 저장할 수 있는 스프링을 압축시킨다. 해제 버튼은 스프링의 압축을 해제 시킬 수 있으며, 압축이 해제된 스프링을 이용하여 회전 자기 디스크(108)의 초기 이동을 생성할 수 있다.The rotation starter 109 according to another example may include a mechanical device in which a spring is wound. The rotation starter 109 according to an example includes a gear mechanism and a moving member connected to the gear mechanism and having a predetermined weight, and the moving member receives mechanical energy from the variable movement of the portable wearable wireless charging device 1. Can be generated. At this time, the mechanical energy generated from the moving member compresses a spring capable of storing mechanical energy. The release button may release the compression of the spring, and may generate an initial movement of the rotating magnetic disk 108 using the released spring.

일 예시에 따른 회전 자기 디스크(108)는 전기 에너지로 변환될 수 있는 회전 이동을 제공한다. 일 예시에 따른 회전 자기 디스크(108)는 중심축을 중심으로 방사상으로 부착된 영구 자석을 포함하는 원형 형상을 구비할 수 있다. 회전 자기 디스크(108)의 바닥면은 회전에 따라 교번하는 자속을 생성하기 위해 교번하도록 배치된 자극에 노출될 수 있다. 교번하여 배치되는 자석의 상반되는 자극은 회전 자기 디스크(108)의 중심 방향 또는 회전 자기 디스크(108)의 외곽 에지부 방향 중 어느 하나를 향할 수 있다. 예를 들어 중심부를 향하여 N극이 노출된 모든 자석은 회전 자기 디스크(108)의 외곽 에지부 상에 노출된 S극을 구비할 수 있다, 또한, 바닥면에서 S극이 노출된 모든 자석은 회전 자기 디스크(108)의 내부 반경 방향을 향하여 노출된 N극을 구비할 수 있다, 회전 자기 디스크(108)의 회전은, 예를 들어 전자석 및 구동 영구 자석의 조합을 이용한 구동 방식 또는 플라이휠(flywheel) 설계에 의해 안정하게 유지될 수 있다. The rotating magnetic disk 108 according to an example provides rotational movement that can be converted into electrical energy. The rotating magnetic disk 108 according to an example may have a circular shape including a permanent magnet radially attached around a central axis. The bottom surface of the rotating magnetic disk 108 may be exposed to magnetic poles arranged to be alternating to produce an alternating magnetic flux with rotation. Opposing magnetic poles of the alternating magnets may be directed toward either a center direction of the rotating magnetic disk 108 or a direction of an outer edge portion of the rotating magnetic disk 108. For example, all magnets with the N pole exposed toward the center may have the S pole exposed on the outer edge of the rotating magnetic disk 108, and all magnets with the S pole exposed on the bottom surface rotate. The magnetic disk 108 may have an exposed N-pole toward the inner radial direction. The rotation of the rotating magnetic disk 108 is, for example, a driving method using a combination of an electromagnet and a driving permanent magnet or a flywheel. It can be kept stable by design.

일 예로서, 회전 자기 디스크(108)은, 열전부(100)에 의해 구동되는 전자석 또는 회전 자기 디스크(108)의 외부 에지부를 따라 배치된 자극과 척력이 작용하는 외부 자석을 이용하여 회전될 수 있다. 다른 예로서, 회전 자기 디스크(402)은, 회전 자기 디스크(402)의 외부 에지부를 따라 배치된 자극과 척력이 작용하는 외부 자석만을 이용하여 회전될 수도 있다.As an example, the rotating magnetic disk 108 may be rotated by using an electromagnet driven by the thermoelectric unit 100 or an external magnet in which magnetic poles and repulsive force are applied along the outer edge of the rotating magnetic disk 108. have. As another example, the rotating magnetic disk 402 may be rotated using only an external magnet on which magnetic poles and repulsive forces are applied along the outer edge of the rotating magnetic disk 402.

일 예시에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치(1)는, 회전 자기 디스크(108)와의 사이에서 발생되는 마찰에 의해 생성되는 정전기 (static electricity)를 전기 에너지로 변환시킬 수 있는 마찰 전기부(104)를 더 포함할 수 있다. 마찰 전기부(104)는 회전 자기 디스크(108)와 전자기부(102) 사이에 배치될 수 있다. 일 예로서, 마찰 전기부(104)의 상부면은 회전 자기 디스크(108)와 직접 접촉하도록 배치될 수 있다. 또한, 마찰 전기부(104)의 하부면은 전자기부(102)와 접촉되도록 배치될 수 있다.The portable wearable wireless charging device 1 according to an example includes a triboelectric unit 104 capable of converting static electricity generated by friction generated between the rotating magnetic disk 108 into electrical energy. It may contain more. The triboelectric part 104 may be disposed between the rotating magnetic disk 108 and the electromagnetic part 102. As an example, the upper surface of the triboelectric unit 104 may be disposed to directly contact the rotating magnetic disk 108. In addition, the lower surface of the triboelectric unit 104 may be disposed to be in contact with the electromagnetic unit 102.

일 예시에 따른 전자기부(102)는 전자장 유도를 이용하여 회전 자기 디스크(108)에 의해 생성된 교번하는 자속을 전기 에너지로 변환시킬 수 있다. 회전 자기 디스크가 회전하는 동안, 회전 자기 디스크(108)의 바닥면의 원주부를 따라 배치된 자극은 각각의 유도 코일에 대해 교번하는 자속을 생성할 수 있다.The electromagnetic unit 102 according to an example may convert the alternating magnetic flux generated by the rotating magnetic disk 108 into electrical energy using electromagnetic field induction. While the rotating magnetic disk is rotating, magnetic poles disposed along the circumference of the bottom surface of the rotating magnetic disk 108 can generate an alternating magnetic flux for each induction coil.

일 예시에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치는, 회전 자기 디스크(108)의 외부 에지부에 의해 생성되는 진동으로부터 기계적 에너지를 수집하고, 수집된 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환시킬 수 있는 압전부(106)를 포함할 수 있다. The portable wearable wireless charging device according to an example includes a piezoelectric unit 106 capable of collecting mechanical energy from vibrations generated by an outer edge portion of the rotating magnetic disk 108 and converting the collected mechanical energy into electrical energy. It may include.

압전부(106)는 다른 방식을 이용하여 전기 에너지를 수집할 수도 있다. 일 예로서, 회전 자기 디스크(108)의 외부 에지부를 따라 교번하는 자극이 배치될 수 있으며, 상기 자극은 압전부(106)와의 이격 거리의 변화에 비례하여 변화하는 자력을 생성할 수 있다. 이때, 압전부(106)는 가변하는 자력으로부터 척력을 인가받음으로써, 비마찰방식으로 진동하는 에너지를 하베스트(harvest)할 수 있다. 이때, 압전부(106)는 영구 자석에 부착될 수 있다. The piezoelectric unit 106 may collect electrical energy using another method. As an example, alternating magnetic poles may be disposed along the outer edge portion of the rotating magnetic disk 108, and the magnetic poles may generate magnetic force that changes in proportion to a change in a separation distance from the piezoelectric portion 106. At this time, the piezoelectric unit 106 may harvest energy vibrating in a frictionless manner by receiving a repulsive force from a variable magnetic force. At this time, the piezoelectric part 106 may be attached to a permanent magnet.

다른 예시에 따르면, 범프(bump) 또는 유사한 돌출부가 회전 자기 디스크(108)의 내측 에지부를 따라 배치될 수 있으며, 상기 범프(bump) 또는 유사한 돌출부는, 진동을 생성하기 위해 회전 자기 디스크(108)의 내측 에지부와 접촉하도록 배치된 압전부(106)와 주기적으로 충돌할 수 있다.According to another example, a bump or similar protrusion may be disposed along the inner edge of the rotating magnetic disk 108, and the bump or similar protrusion may be formed by the rotating magnetic disk 108 to generate vibration. It may periodically collide with the piezoelectric part 106 disposed to contact the inner edge part of the.

일 예시에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치(1)는, 열전부(100), 마찰 전기부(104), 전자석부(102) 및 압전부(106)로부터 출력된 전기 에너지를 수집하거나, 열전부(100), 마찰 전기부(104), 전자석부(102) 및 압전부(106)로부터 출력된 전기 에너지를 단일 전기 에너지로 합성하여 출력시키기 위한 하이브리드 회로(110)를 포함할 수 있다. 이때, 하이브리드 회로(110)에 의해 합성된 단일 전기 에너지의 총합은 열전부(100), 마찰 전기부(104), 전자석부(102) 및 압전부(106)로부터 출력된 전기 에너지와 실질적으로 동일하다. 일 예시에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치는, 하이브리드 회로(110)를 이용하여 합성된 전기 에너지를 무선 충전 방식을 이용하여 모바일 장치로 전송할 수 있는 에너지 전송 및 충전부(112)를 포함할 수 있다,The portable wearable wireless charging device 1 according to an example collects electrical energy output from the thermoelectric unit 100, the triboelectric unit 104, the electromagnet unit 102 and the piezoelectric unit 106, or the thermoelectric unit ( 100), a triboelectric unit 104, an electromagnet unit 102, and a hybrid circuit 110 for synthesizing and outputting electric energy output from the piezoelectric unit 106 into a single electric energy. At this time, the total sum of the single electric energy synthesized by the hybrid circuit 110 is substantially the same as the electric energy output from the thermoelectric unit 100, the triboelectric unit 104, the electromagnet unit 102, and the piezoelectric unit 106. Do. The portable wearable wireless charging device according to an example may include an energy transmission and charging unit 112 capable of transmitting electrical energy synthesized using the hybrid circuit 110 to the mobile device using a wireless charging method.

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치에서 에너지의 이동을 표시하는 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating movement of energy in a portable wearable wireless charging device according to an embodiment of the present disclosure.

일 실시예에 따라 사용자에 의해 발생된 기계적 에너지는 예를 들어, 기계적 에너지 하베스팅부(500), 예를 들어 도 4에 도시된 회전 스타터(109)에 의해 수집될 수 있다. 한편, 열전부(100)는 사용자 또는 외부 환경에 의해 발생된 열을 수집할 수 있다. 다음으로, 수집된 열은 다른 회전 스타터(109), 예를 들어 전자석(504)을 구동하기 위한 전기 에너지로 변환된다. 기계적 에너지 하베스팅부(500) 및 전자석(504)은, 회전 자기 디스크(108)를 초기에 회전시키기 위해 기계적 에너지를 전달한다. 이때, 회전 자기 디스크(108)는 전기 에너지로 전환될 회전 에너지를 제공할 수 있다. 일 예로서, 회전 자기 디스크(108)의 회전은 압전부(106)에 대해 기계적 진동을 생성할 수 있다. 이때, 압전부(106)는 기계적 진동을 전기 에너지로 변환시킬 수 있다.Mechanical energy generated by the user according to an embodiment may be collected by, for example, a mechanical energy harvesting unit 500, for example, the rotation starter 109 shown in FIG. 4. Meanwhile, the thermoelectric unit 100 may collect heat generated by a user or an external environment. Next, the collected heat is converted into electrical energy to drive another rotary starter 109, for example an electromagnet 504. The mechanical energy harvesting unit 500 and the electromagnet 504 transfer mechanical energy to initially rotate the rotating magnetic disk 108. At this time, the rotating magnetic disk 108 may provide rotational energy to be converted into electrical energy. As an example, rotation of the rotating magnetic disk 108 may generate mechanical vibration with respect to the piezoelectric part 106. In this case, the piezoelectric part 106 may convert mechanical vibration into electrical energy.

일 예로서, 회전 자기 디스크(108)의 회전은 유도 코일을 포함하는 전자기부(102)에 의해 전기적 에너지로 변환되는 교번하는 자속을 생성할 수 있다. 또한, 회전 자기 디스크(108)의 회전은 마찰 전기부(104)와 마찰을 생성할 수 있다. 이때, 생성된 마찰은 마찰 전기부(104)에 의해 전기 에너지로 변환될 수 있는 정전기를 생성할 수 있다. As an example, rotation of the rotating magnetic disk 108 may generate an alternating magnetic flux that is converted into electrical energy by the electromagnetic unit 102 including an induction coil. Further, rotation of the rotating magnetic disk 108 may create friction with the triboelectric part 104. At this time, the generated friction may generate static electricity that can be converted into electrical energy by the triboelectric unit 104.

일 예시에 따른 열전부(100), 압전부(106), 전자기부(102) 및 마찰 전기부(104)에 의해 생성된 전기 에너지는 회로부(514)에 공급될 수 있다. 회로부(514)는 열전부(100), 압전부(106), 전자기부(102) 및 마찰 전기부(104)로부터 공급된 입력 전기 에너지를 충전을 위한 합성 전기 에너지로 합성시킬 수 있다. 합성 전기 에너지는 유도 충전 방식을 통해 외부 장치, 예를 들어 모바일 장치를 충전시킬 수 있는 충전기(516)로 전송될 수 있다.Electrical energy generated by the thermoelectric unit 100, the piezoelectric unit 106, the electromagnetic unit 102, and the triboelectric unit 104 according to an example may be supplied to the circuit unit 514. The circuit unit 514 may synthesize input electric energy supplied from the thermoelectric unit 100, the piezoelectric unit 106, the electromagnetic unit 102, and the triboelectric unit 104 into synthetic electric energy for charging. The synthetic electrical energy may be transmitted to an external device, for example, a charger 516 capable of charging a mobile device through an inductive charging method.

도 6a 및 도 6b는 본 개시의 일 실시예에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치를 착장한 사시도이다.6A and 6B are perspective views illustrating a portable wearable wireless charging device according to an embodiment of the present disclosure.

일 예시에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치(1)는 사용자의 손가락에 착장될 수 있는 링 형상이다. 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치(1)는, 모바일 장치(M)를 충전하기 위한 전원 단자 또는 외부 전원 장치가 존재하지 않는 경우, 모바일 장치를 충전하기 위한 것이다. 일 예로서, 사용자, 외부 환경 및 모바일 장치(M)로부터 발생된 열은 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치(1)에 포함된 열전부(100)에 의해 포집되며, 포집된 열은 전기 에너지로 변환될 수 있다. 이후, 변환된 전기 에너지는 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치(1)에 포함된 에너지 저장부에 저장될 수 있다.The portable wearable wireless charging device 1 according to an example has a ring shape that can be worn on a user's finger. The portable wearable wireless charging device 1 is for charging the mobile device when a power terminal for charging the mobile device M or an external power device does not exist. As an example, heat generated from the user, the external environment, and the mobile device M is collected by the thermoelectric unit 100 included in the portable wearable wireless charging device 1, and the collected heat can be converted into electric energy. have. Thereafter, the converted electric energy may be stored in an energy storage unit included in the portable wearable wireless charging device 1.

일 예로서, 사용자의 손가락 운동 또한 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치(1)에 포함된 회전 자기 디스크(108)에 대한 기계적 에너지를 생성할 수 있다. 회전 자기 디스크(108)의 회전은 압전부(100), 전자기부(102) 및 마찰 전기부(104) 각각에 진동, 교번하는 자속 및 마찰을 생성할 수 있다. 압전부(100), 전자기부(102) 및 마찰 전기부(104)는 에너지 저장부에 저장될 수 있는 전기 에너지를 생성할 수 있다. 사용자가 모바일 장치를 충전하고자 할 때, 사용자는 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 모바일 장치(M)를 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치(1)에 인접하게 배치시킬 필요가 있다. 일 예시에 따르면, 사용자는 모바일 장치(M)에 대한 무선 유도 충전을 시작하기 위해, 웨어러블 무선 충전 장치(1)에 입력 신호를 입력하는 것으로 충분하다. 도 6a 및 도 6b는 웨어러블 무선 충전 장치의 가능한 2가지 실시예를 도시한다. As an example, movement of the user's fingers may also generate mechanical energy for the rotating magnetic disk 108 included in the portable wearable wireless charging device 1. Rotation of the rotating magnetic disk 108 may generate vibration, alternating magnetic flux, and friction in each of the piezoelectric unit 100, the electromagnetic unit 102, and the triboelectric unit 104. The piezoelectric unit 100, the electromagnetic unit 102, and the triboelectric unit 104 may generate electric energy that can be stored in the energy storage unit. When the user wants to charge the mobile device, the user needs to place the mobile device M adjacent to the portable wearable wireless charging device 1 as shown in FIGS. 6A and 6B. According to one example, it is sufficient for the user to input an input signal into the wearable wireless charging device 1 to start wireless inductive charging for the mobile device M. 6A and 6B show two possible embodiments of a wearable wireless charging device.

일 예시에 따르면, 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치는 예를 들어 장갑, 팔찌, 목걸이, 발 목걸이, 귀고리, 헤드 기어, 안경, 헤어 액세서리와 같은 웨어러블 장치 형태로 구현될 수 있으나, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 일 예시에 따르면, 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치는, 예를 들어 휴대폰 케이스, 노트북 슬리브(sleeve), 노트북 케이스 및 자력을 구비하는 스티커와 같은 액세서리와 일체화될 수도 있으나, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니다.According to an example, the portable wearable wireless charging device may be implemented in the form of a wearable device such as gloves, bracelets, necklaces, foot necklaces, earrings, headgear, glasses, and hair accessories, but the present disclosure is limited thereto. no. In addition, according to an example, the portable wearable wireless charging device may be integrated with accessories such as, for example, a mobile phone case, a laptop sleeve, a laptop case, and a sticker having a magnetic force, but the present disclosure is limited thereto. no.

본 명세서에 기술된 실시예는 다른 개념, 아이디어 또는 시스템까지 독립적으로 확장되거나 본 명세서의 임의의 실시예에 개시된 개념, 아이디어 또는 시스템과 결합될 수 있다. 본 발명은 상세한 설명의 실시예로 한정되는 것은 아니며, 첨부된 도면을 참조하여 이해된다. 본 발명의 다양한 변경(modifications)은 당업자에게 자명할 수 있다. 본 명세서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 명세서의 실시예의 다양한 변경(modifications) 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 하기 청구항과 이에 대한 균등물에 의해 정의된다. 더불어, 일 실시예에서, 개별적으로 또는 다른 구성의 일부로 서술된 기술적 특징은, 비록 본 명세서에 언급이 없더라도 다른 실시예에 적용될 수 있다. 본 명세서에서 기술적 구성의 결합에 대한 언급이 없더라도 그와 같은 결합을 권리 범위에서 배제하고자 하는 의도를 갖지 않는다.Embodiments described herein can be independently extended to other concepts, ideas, or systems, or can be combined with concepts, ideas or systems disclosed in any embodiment of this specification. The present invention is not limited to the embodiments of the detailed description, but is understood with reference to the accompanying drawings. Various modifications of the invention may be apparent to those skilled in the art. It is to be understood that the techniques described herein are not intended to be limited to specific embodiments, and include various modifications and/or alternatives to the embodiments herein. Accordingly, the scope of protection of the present invention is defined by the following claims and their equivalents. In addition, in one embodiment, technical features described individually or as part of other configurations may be applied to other embodiments even if there is no mention in the present specification. Even if there is no mention of a combination of technical configurations in the present specification, there is no intention to exclude such combination from the scope of the rights.

Claims (14)

중심축을 중심으로 교번하여 배치되는 복수 개의 영구 자석이 구비된 회전 자기 디스크를 포함하는 에너지 생성부;
상기 에너지 생성부에 생성된 에너지를 저장하는 하나 이상의 에너지 저장부; 및
상기 하나 이상의 에너지 저장부에 저장된 에너지를 외부 장치에 전송하는 하나 이상의 에너지 전송 및 충전부;를 포함하며,
상기 에너지 생성부는,
외부로부터 전달된 열을 수집하여 전기 에너지로 변환시키는 열전부;
상기 회전 자기 디스크에 의해 생성된 전자기장으로부터 전기 에너지를 변환시키는 전자기부;
상기 회전 자기 디스크와의 마찰에 의해 생성되는 정전기를 전기 에너지로 변환시키는 마찰 전기부; 및
상기 회전 자기 디스크의 회전 이동으로부터 유도된 진동을 수집하여 전기 에너지로 변환시키는 압전부;를 포함하는,
휴대용 웨어러블 무선 충전 장치.
An energy generating unit including a rotating magnetic disk provided with a plurality of permanent magnets alternately arranged around a central axis;
At least one energy storage unit for storing the energy generated by the energy generation unit; And
Includes; at least one energy transmission and charging unit for transmitting the energy stored in the at least one energy storage unit to an external device,
The energy generating unit,
A thermoelectric unit that collects heat transferred from the outside and converts it into electrical energy;
An electromagnetic unit for converting electrical energy from an electromagnetic field generated by the rotating magnetic disk;
A triboelectric unit converting static electricity generated by friction with the rotating magnetic disk into electrical energy; And
Including; a piezoelectric unit for collecting the vibration induced from the rotational movement of the rotating magnetic disk and converting it into electrical energy
Portable wearable wireless charging device.
제1 항에 있어서,
사용자의 손가락에 착장될 수 있는 원 또는 반원 형상의 단면을 구비하는 링 형상의 케이스부를 더 포함하는,
휴대용 웨어러블 무선 충전 장치.
The method of claim 1,
Further comprising a ring-shaped case portion having a circular or semi-circular cross-section that can be worn on the user's finger,
Portable wearable wireless charging device.
제2 항에 있어서,
상기 열전부는 사용자의 피부와 마주보도록 배치되는 상기 케이스부의 내측부의 둘레부를 따라 배치되는,
휴대용 웨어러블 무선 충전 장치.
The method of claim 2,
The thermoelectric part is disposed along the circumference of the inner part of the case part disposed to face the user's skin,
Portable wearable wireless charging device.
제1 항에 있어서,
상기 회전 자기 디스크의 회전 운동으로부터 유도된 진동은 상기 회전 자기 디스크에 포함된 복수 개의 자석으로부터 생성되는 자력과 상기 압전부가 부착된 자석으로부터 생성되는,
휴대용 웨어러블 무선 충전 장치.
The method of claim 1,
The vibration induced from the rotational motion of the rotating magnetic disk is generated from a magnetic force generated from a plurality of magnets included in the rotating magnetic disk and a magnet to which the piezoelectric part is attached,
Portable wearable wireless charging device.
제1 항에 있어서,
상기 회전 자기 디스크의 회전 운동으로부터 유도된 진동은 상기 회전 자기 디스크에 마련된 돌출부와 상기 압전부의 충돌에 의해 생성되는,
휴대용 웨어러블 무선 충전 장치.
The method of claim 1,
The vibration induced from the rotational motion of the rotating magnetic disk is generated by a collision between a protrusion provided in the rotating magnetic disk and the piezoelectric part,
Portable wearable wireless charging device.
제2 항에 있어서,
상기 하나 이상의 에너지 전송 및 충전부는 상기 케이스부의 외측부의 둘레부를 따라 배치되는,
휴대용 웨어러블 무선 충전 장치.
The method of claim 2,
The at least one energy transmission and charging unit is disposed along the circumference of the outer portion of the case portion,
Portable wearable wireless charging device.
제1 항에 있어서,
상기 회전 자기 디스크에 회전력을 인가할 수 있는 회전 스타터를 더 포함하는
휴대용 웨어러블 무선 충전 장치.
The method of claim 1,
Further comprising a rotation starter capable of applying a rotational force to the rotating magnetic disk
Portable wearable wireless charging device.
제1 항에 있어서,
상기 회전 자기 디스크에 구비된 자석의 어느 하나의 자극은 상기 회전 자기 디스크의 바닥면을 향하도록 배치되며, 상기 자석의 나머지 하나의 자극은 상기 회전 자기 디스크의 외곽 에지부 또는 상기 회전 자기 디스크의 중심 방향 중 어느 하나를 향하도록 배치되는,
휴대용 웨어러블 무선 충전 장치.
The method of claim 1,
One magnetic pole of the magnet provided in the rotating magnetic disk is arranged to face the bottom surface of the rotating magnetic disk, and the other magnetic pole of the magnet is an outer edge of the rotating magnetic disk or the center of the rotating magnetic disk. Arranged to face in any of the directions,
Portable wearable wireless charging device.
제1 항에 따른 휴대용 웨어러블 무선 충전 장치를 이용한 전기 에너지 생성 방법에 관한 것으로서,
상기 열전부를 이용하여 외부로부터 전달된 열을 수집하여 전기 에너지로 변환시키는 단계;
상기 전자기부를 이용하여 상기 회전 자기 디스크에 의해 생성된 전자기장으로부터 전기 에너지를 변환시키는 단계:
상기 마찰 전기부를 이용하여 상기 회전 자기 디스크와의 마찰에 의해 생성되는 정전기를 전기 에너지로 변환시키는 단계;
상기 압전부를 이용하여 상기 회전 자기 디스크의 회전 이동으로부터 유도된 진동을 수집하여 전기 에너지로 변환시키는 단계;
상기 하나 이상의 에너지 저장부를 이용하여 생성된 전기 에너지를 저장하는 단계' 및
상기 하나 이상의 에너지 전송 및 충전부를 이용하여 저장된 전기 에너지를 전송하는 단계;를 포함하는
휴대용 웨어러블 무선 충전 장치를 이용한 전기 에너지 생성 방법.
A method of generating electric energy using a portable wearable wireless charging device according to claim 1, comprising:
Collecting heat transferred from the outside using the thermoelectric unit and converting it into electrical energy;
Converting electrical energy from the electromagnetic field generated by the rotating magnetic disk using the electromagnetic unit:
Converting static electricity generated by friction with the rotating magnetic disk into electrical energy using the triboelectric part;
Collecting vibrations induced from rotational movement of the rotating magnetic disk using the piezoelectric unit and converting them into electrical energy;
Storing the generated electric energy using the at least one energy storage unit' and
Including; transmitting the stored electrical energy using the at least one energy transmission and charging unit
Electric energy generation method using a portable wearable wireless charging device.
제9 항에 있어서,
상기 열전부는 사용자의 피부와 마주보도록 배치되어 상기 사용자로부터 인가되는 열을 수집하는,
휴대용 웨어러블 무선 충전 장치를 이용한 전기 에너지 생성 방법.
The method of claim 9,
The thermoelectric unit is disposed to face the user's skin and collects heat applied from the user,
Electric energy generation method using a portable wearable wireless charging device.
제9 항에 있어서,
상기 회전 자기 디스크의 회전 운동으로부터 유도된 진동은 상기 회전 자기 디스크에 포함된 복수 개의 자석으로부터 생성되는 자력과 상기 압전부가 부착된 자석으로부터 생성되는,
휴대용 웨어러블 무선 충전 장치를 이용한 전기 에너지 생성 방법.
The method of claim 9,
The vibration induced from the rotational motion of the rotating magnetic disk is generated from a magnetic force generated from a plurality of magnets included in the rotating magnetic disk and a magnet to which the piezoelectric part is attached,
Electric energy generation method using a portable wearable wireless charging device.
제9 항에 있어서,
상기 회전 자기 디스크의 회전 운동으로부터 유도된 진동은 상기 회전 자기 디스크와 상기 압전부의 충돌에 의해 생성되는,
휴대용 웨어러블 무선 충전 장치를 이용한 전기 에너지 생성 방법.
The method of claim 9,
The vibration induced from the rotational motion of the rotating magnetic disk is generated by a collision between the rotating magnetic disk and the piezoelectric unit,
Electric energy generation method using a portable wearable wireless charging device.
제9 항에 있어서,
회전 스타터를 이용하여 상기 회전 자기 디스크에 회전력을 인가하는 단계를 더 포함하는,
휴대용 웨어러블 무선 충전 장치를 이용한 전기 에너지 생성 방법.
The method of claim 9,
Further comprising the step of applying a rotational force to the rotating magnetic disk using a rotation starter,
Electric energy generation method using a portable wearable wireless charging device.
제9 항에 있어서,
상기 회전 자기 디스크에 구비된 자석의 어느 하나의 자극은 상기 회전 자기 디스크의 바닥면을 향하도록 배치되며, 상기 자석의 나머지 하나의 자극은 상기 회전 자기 디스크의 외곽 에지부 또는 상기 회전 자기 디스크의 중심 방향 중 어느 하나를 향하도록 배치되는,
휴대용 웨어러블 무선 충전 장치를 이용한 전기 에너지 생성 방법.
The method of claim 9,
One magnetic pole of the magnet provided in the rotating magnetic disk is arranged to face the bottom surface of the rotating magnetic disk, and the other magnetic pole of the magnet is an outer edge of the rotating magnetic disk or the center of the rotating magnetic disk. Arranged to face in any of the directions,
Electric energy generation method using a portable wearable wireless charging device.
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