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前沿 | 香港中文大学研发微型能量收集器可穿戴设备

2020.11.16   浏览:1738   资讯来源:深智联

透过收集人体动能为手表提供电力并非新事物,部分传统手表已有使用微电机经由机械直齿轮发电。主要原理是用震荡器和微电机把动能转换成电能,而齿轮则可提高输入频率,以增加发电效能。不过基于物理限制,例如机械齿轮结构不够紧密、制造要求高、机械摩擦导致的损耗大等,容易出现故障,利用微电机与机械齿轮产生的电力亦只够传统手表使用,无法满足智能手表的电力需求。

香港中文大学(CUHK)的研究人员开发了一种新的能量收集器,旨在突破智能手表和其他腕戴可穿戴设备中电池寿命的限制。

该团队生产了一个微型能量收集器,同时保持了足够的电力输出来为智能手表供电

在香港大学机械及自动化工程系主席廖伟新教授的带领下,研究小组提出了一种"高度紧凑"的嵌入式发电机,该发电机配有运动捕捉单元,电磁升频转换器和电源。发电机组,带有同轴拓扑。尽管收割机的总体积为5cm 3,但研究人员声称它可以实现1.74mW的功率输出。

膝盖供电的能量收集器使设备保持运行

研究小组成员蔡明京博士在一份声明中说:"人体运动的低频导致能量转换效率相对较低。我们应用了电磁升频转换器来增加人体运动的频率,这有助于能量采集器有效地将人体运动转化为电能。使用磁性升频转换器,可以显着提高设备的输出功率,达到[现有]设备的十倍。"

机械升频转换器利用磁力进行传输,避免了由机械摩擦引起的能量损失,并有可能保护设备免受冲击。磁性升频转换器的另一个优点是其结构简单且成本低廉,这可能有助于将来将该设备商业化。