[发明专利]一种基于摩擦纳米发电机的多功能运动计数传感器有效
申请号: | 201911313091.3 | 申请日: | 2019-12-18 |
公开(公告)号: | CN111121816B | 公开(公告)日: | 2023-06-13 |
发明(设计)人: | 程广贵;刘启;丁建宁;潘立人;张忠强 | 申请(专利权)人: | 江苏大学 |
主分类号: | G01C22/00 | 分类号: | G01C22/00;H02N1/04 |
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地址: | 212013 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 摩擦 纳米 发电机 多功能 运动 计数 传感器 | ||
本发明涉及运动计数传感器技术领域,具体涉及一种基于摩擦纳米发电机的多功能运动计数传感器。当人体运动时,摩擦纳米发电机收集运动产生的能量并发出电信号,通过信号检测电路判断电压的大小,由此判断人体运动姿势,然后将检测到的0、1信号输入单片机1,单片机1将信号输送给蓝牙主模块,蓝牙主模块与蓝牙从模块实现无线通信,再通过蓝牙从模块将信号传输给单片机2,最后控制显示屏分别显示走路和跑步的步数。其中,单片机1及单片机2的外围电路均由电源电路、晶振以及复位电路组成,通过单片机2的复位电路将整个系统以及显示屏初始化。本发明结构简单、性能优越、系统稳定,实现了自供能。
技术领域
本发明涉及运动计数传感器技术领域,具体涉及一种基于摩擦纳米发电机的多功能运动计数传感器。
背景技术
可穿戴设备是指直接穿在身上,或是整合到用户的衣服、配件的一种便携式设备。目前,传统的可穿戴设备是通过电池供电,这就需要频繁的更换电池,大大的限制了可穿戴设备的应用。为了解决这个问题,自供电的可穿戴能量收集器受到了越来越多的关注。
计数器主要是对脉冲的个数进行计数,以实现测量、计数和控制的功能,同时兼有分频功能。现有的运动计数器多为通过一个运动部件的晃动触发计数器的脉冲信号,产生数据,这样的记录不够准确,同时在运动的时候,计数器的晃动会对人体运动产生影响并会产生噪声。申请号为CN201810457579.2的发明专利提出了一种低频柔性能量采集器和自供能运动计数器,但是其结构复杂,制作较难,并且其仅是对运动步数进行计数,并不能对走路以及跑步不同的运动姿势进行检测,存在一定的缺陷。
发明内容
基于此,本专利提出一种基于摩擦纳米发电机的多功能运动计数器,将摩擦纳米发电机与鞋垫结合,其结构简单,制作方便,性能优越,计数精确,可实现自供能,同时运动时不会产生噪声,并且能实现对走路以及跑步不同的运动姿势进行检测,然后分别进行计数、显示。
本发明解决的技术问题是针对现有技术缺陷,提出一种基于摩擦纳米发电机的多功能运动计数器,其结构简单、性能优越、系统稳定,实现了自供能,用以解决现有技术存在的问题。
所述多功能运动计数器包括摩擦纳米发电机,信号检测电路,单片机1,单片机2,电源电路,蓝牙主模块,蓝牙从模块以及显示屏。摩擦纳米发电机主要由基底,弹性导电层,导线以及第一摩擦层组成。
本发明的系统总体结构图如图1所示,当人体运动时,摩擦纳米发电机收集运动产生的能量并发出电信号,通过信号检测电路判断电压的大小,由此判断人体运动姿势,然后将检测到的0、1信号输入单片机1,单片机1将信号输送给蓝牙主模块,蓝牙主模块与蓝牙从模块实现无线通信,再通过蓝牙从模块将信号传输给单片机2,最后控制显示屏分别显示走路和跑步的步数。其中,单片机1及单片机2的外围电路均由电源电路、晶振以及复位电路组成,通过单片机2的复位电路将整个系统以及显示屏初始化。
其中,本发明摩擦纳米发电机的主体结构图如图2所示,结构主要由基底,弹性导电层,导线以及第一摩擦层构成。为了提高的摩擦纳米发电机的可拉伸性能,基底采用美国Smooth-On公司生产的Ecoflex00-30硅橡胶制备;将Ecoflex00-30@CB@CNTs混合制备弹性导电层;采用热压印法将砂纸的微图案复制到硅胶薄膜表面制备第一摩擦层,可以增加摩擦纳米发电机的接触面积,进而提高输出性能。
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