提供了一种生物动能收集装置及其制备方法，该装置包括：重锤，用于随穿戴者的运动而摆动，从而将运动产生的机械能转化为重锤的动能；转动架，与重锤机械耦合，用于从重锤接收所述动能；行星轮系，与转动架机械耦合，以随转动架的运动而转动；以及相互耦合的定子组件和转子组件，定子组件包括线圈，转子组件包括转子以及位于转子上的第三永磁体，转子与行星轮系机械耦合，从行星轮系接收动能，以使得第三永磁体随转子转动，以改变线圈的磁通量以产生感应电动势。该装置还可包括底座和磁性弹簧组件。磁性弹簧组件还可包括第一永磁体以及第二永磁体，其中第一永磁体固定于底座上，第二永磁体固定于转动架上，第一永磁体和第二永磁体的极性相斥。的极性相斥。的极性相斥。
【技术实现步骤摘要】
生物动能收集装置及其制备方法
[0001]本申请涉及能量捕获及能量再利用领域，更具体地，涉及一种穿戴式的生物动能收集装置及其制备方法。
技术介绍
[0002]随着社会的发展，各种便携式、可穿戴式电子设备方兴未艾，例如智能手表、智能手环、无线耳机、虚拟现实眼镜、可穿戴健康监测设备等。这些设备主要依赖电池供电，然而，由于现有技术的限制，电池容量有限，导致电池续航力较短且需频繁充电。同时,现有的利用惯性轮发电的装置的厚度和体积通常较大，而且结构不够紧密、发电性能较低，因此难以嵌入到可穿戴电子设备中满足供电需求。所以，寻找一种新的可嵌入穿戴式电子设备的薄型化电源为电子设备供电,降低对电池的依赖和提高用户体验,是必要的和有意义的。
技术实现思路
[0003]本申请提出的实施方式可解决或部分解决上述
技术介绍
部分提出的不足或现有技术中的其它不足。
[0004]本申请一方面提供了一种从穿戴者收集动能的装置，包括：重锤，用于随所述穿戴者的运动而摆动，从而将所述运动产生的机械能转化为所述重锤的动能；转动架，与所述重锤机械耦合，用于接收所述重锤的动能；行星轮系，与所述转动架机械耦合，以随所述转动架的运动而转动；以及相互耦合的定子组件和转子组件，其中，所述定子组件包括线圈，所述转子组件包括转子以及位于所述转子上的第三永磁体，其中，所述转子与所述行星轮系机械耦合，从所述行星轮系接收所述动能，以使得所述第三永磁体随所述转子转动，以改变所述线圈的磁通量以产生感应电动势。。
[0005]在一个实施方式中，所述装置还包括底座；以及磁性弹簧组件，包括：第一永磁体，所述第一永磁体固定于所述底座上，以及第二永磁体，所述第二永磁体固定于所述转动架上，其中，所述第一永磁体和第二永磁体的极性相斥。
[0006]在一个实施方式中，所述第三永磁体的磁极对数为所述第一永磁体的磁极对数的倍数，以及所述第三永磁体的磁极对数为所述第二永磁体的磁极对数的倍数。
[0007]在一个实施方式中，所述行星轮系包括齿圈，机械耦合于所述转动架的靠近所述转子的一侧的弧面；行星轮，与所述齿圈相啮合；以及太阳轮，与所述行星轮相啮合，并与所述转子具有所述同心轴。
[0008]在一个实施方式中，所述转动架包括转动架圆环柱体；以及转动架圆柱体，与所述转动架圆环柱体无缝隙贴合，其中，在所述转动架圆柱体的第一区域具有通孔以及凹槽中的至少一种，其中，所述第一区域在所述转动架圆柱体的靠近所述转子的一侧上的投影形状为半圆形。
[0009]在一个实施方式中，在所述转动架的不同于所述第一区域的第二区域具有增重块体。
[0010]在一个实施方式中，所述第二区域位于所述转动架圆环柱体的第一半圆环的靠近所述转子的一侧，以及所述重锤位于所述转动架圆环柱体的第一半圆环的远离所述转子的一侧。
[0011]在一个实施方式中，所述重锤由第一部分圆环柱体以及第二部分圆环柱体无缝隙地贴合组成，所述第二部分圆环柱体的质量大于所述第一部分圆环柱体的质量。
[0012]在一个实施方式中，所述第一部分圆环的第一弧面与所述第二部分圆环的第一弧面位于同一弧面上，所述第一部分圆环的第二弧面与所述转动架圆环柱体的远离所述转子的一侧的弧面至少部分贴合，以及所述第一部分圆环的远离所述底座的一侧与所述转动架的远离所述底座的一侧共平面，以及所述第二部分圆环的远离所述转动架的一侧与所述衬底的远离所述转动架的一侧共平面。
[0013]在一个实施方式中，所述第一部分圆环柱体与所述第二部分圆环柱体在所述转动架的远离所述转子一侧的平面上的投影共圆心，以及所述投影的圆心角相同，其中，所述圆心角小于180
°
。
[0014]在一个实施方式中，所述定子组件还包括定子，所述线圈缠绕在所述定子的表面。
[0015]在一个实施方式中，所述重锤、所述磁性弹簧组件、所述行星轮系、所述转子组件、所述定子组件以及所述底座是同轴设置的。
[0016]在一个实施方式中，所述底座具有通孔以及凹槽中的至少一种，用于放置所述线圈。
[0017]在一个实施方式中，所述转子组件位于所述行星轮系和所述底座之间，以及所述定子组件位于所述转子组件与所述底座之间。
[0018]本申请另一方面提供了一种制备动能收集装置的方法，所述方法包括：将重锤与转动架机械耦合，其中，所述重锤用于随所述穿戴者的运动而摆动，从而将所述运动产生的机械能转化为所述重锤的动能；设置与所述转动架机械耦合的行星轮系，所述行星轮系随所述转动架的运动而转动；；以及设置相互耦合的定子组件和转子组件，其中，所述定子组件包括线圈，所述转子组件包括转子以及位于所述转子上的第三永磁体，其中，所述转子与所述行星轮系机械耦合，从所述行星轮系接收所述动能，以使得所述第三永磁体随所述转子转动，以改变所述线圈的磁通量以产生感应电动势。
[0019]在一个实施方式中，还包括将磁性弹簧组件的第一永磁体固定于底座上，并将所述磁性弹簧组件第二永磁体固定于所述转动架上，其中，所述第一永磁体和第二永磁体的极性相斥。
[0020]在一个实施方式中，还包括在所述转动架的靠近所述转子一侧的弧面上设置齿圈；在所述转动架和所述重锤连接形成的半圆结构内设置行星轮，其中，所述行星轮与所述齿圈相啮合；以及设置与所述行星轮相啮合，以及与所述转子具有同心轴的太阳轮。
[0021]在一个实施方式中，还包括在所述转动架圆柱体的第一区域形成通孔以及凹槽中的至少一种，其中，所述转动架由转动架圆环柱体和转动架圆柱体无缝隙地贴合组成，所述第一区域在所述转动架圆柱体的靠近所述转子的一侧上的投影形状为半圆形。
[0022]在一个实施方式中，还包括在所述转动架的第二区域形成增重块体，其中，所述第二区域为所述转动架圆柱体去除所述第一区域以外的区域。
[0023]在一个实施方式中，形成所述定子组件的方法还包括设置定子，所述线圈缠绕在
所述定子的表面。
[0024]本申请再一方面提供了一种电子设备，所述设备包括上述任一项所述的动能收集装置。
[0025]根据本申请提供的动能收集装置及其制备方法可至少具有以下其中之一的优点：
[0026]1)本申请提供的动能收集装置可将生物运动时产生的机械能转换为电能，同时可利用磁力弹簧增强动能收集效率,且磁力弹簧不会增加摩擦和干扰发电；以及
[0027]2)本申请提供的动能收集装置结构紧密，体积、重量较小，发电功率大，能量密度高，可以嵌入穿戴式电子设备上。
附图说明
[0028]结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：
[0029]图1是根据本申请实施方式的动能收集装置的半剖结构示意图；
[0030]图2是根据本申请实施方式的动能收集装置的半剖爆炸结构示意图；
[0031]图3是根据本申请实施方式的转动架的示意图；以及
[0032]图4根据本申请实施方式的动能收集装置嵌入电子本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适于从穿戴物体收集动能的装置，包括：重锤，用于随所述穿戴者的运动而摆动，将所述运动产生的机械能转化为所述重锤的动能；转动架，与所述重锤机械耦合，用于从所述重锤接收所述动能；行星轮系，与所述转动架机械耦合，以随所述转动架的运动而转动；以及相互耦合的定子组件和转子组件，其中，所述定子组件包括线圈，所述转子组件包括转子以及位于所述转子上的第三永磁体，其中，所述转子与所述行星轮系机械耦合，从所述行星轮系接收所述动能，以使得所述第三永磁体随所述转子转动，以改变所述线圈的磁通量以产生感应电动势。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：底座；以及磁性弹簧组件，包括：第一永磁体，所述第一永磁体固定于所述底座上，以及第二永磁体，所述第二永磁体固定于所述转动架上，其中，所述第一永磁体和第二永磁体的极性相斥。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第三永磁体的磁极对数为所述第一永磁体的磁极对数的倍数，以及所述第三永磁体的磁极对数为所述第二永磁体的磁极对数的倍数。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述行星轮系包括：齿圈，机械耦合于所述转动架的靠近所述转子的一侧的弧面；行星轮，与所述齿圈相啮合；以及太阳轮，与所述行星轮相啮合，并与所述转子具有同心轴。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转动架包括：转动架圆环柱体；以及转动架圆柱体，与所述转动架圆环柱体无缝贴合，其中，在所述转动架圆柱体的第一区域具有通孔和凹槽中的至少一种，其中，所述第一区域在所述转动架圆柱体的靠近所述转子的一侧上的投影形状为半圆形。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，在所述转动架的不同于所述第一区域的第二区域具有增重块体。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二区域位于所述转动架圆环柱体的第一半圆环的靠近所述转子的一侧，以及所述重锤位于所述转动架圆环柱体的第一半圆环的远离所述转子的一侧。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述重锤由第一部分圆环柱体以及第二部分圆环柱体无缝贴合组成，所述第二部分圆环柱体的质量大于所述第一部分圆环柱体的质量。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一部分圆环的第一弧面与所述第二部分圆环的第一弧面位于同一弧面上，所述第一部分圆环的第二弧面与所述转动架圆环柱体的远离所述转子的一侧的弧面至少部分贴合，以及
所述第一部分圆环的远离所述底座的一侧与所述转动架的远离所述底座的一侧共平面，以及所述第二部分圆环的远离所述转动架的一侧与所述衬底的远离所述转动架的一侧共平面。10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖维新，蔡明京，
申请(专利权)人：香港中文大学，
类型：发明
国别省市：
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