一种基于压电摩擦及光能发电的自供电体重秤的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于一种体重秤，具体涉及一种基于压电摩擦及光能发电的自供电体重秤。
【背景技术】
[0002]从生活环境中采集能量，被广泛视为实现绿色能源和能源可持续发展的有效途径，将有望在无线传输系统、植入式医疗器件、乃至消费类电子的供能中发挥重要作用。而基于摩擦起电与静电感应原理的单表面摩擦发电机以其体积小、应用便捷开始受到人们的关注，并在压力探测等传感领域有了一定的应用。
[0003]随着数字电路技术集成度不断提高和无线通讯技术的日益成熟，电子设备已经逐步向智能化发展，尤其是近几年，随着智能手机的出现，智能硬件已经成为目前发展最迅猛的科技领域之一。人体体重秤，随着上述技术的发展也在不断变革，从机械式体重秤到电子式体重秤，再发展到智能电子称，不但测量精度和便捷性不断提升，还引入了体重管理的理念，使得智能体重秤成为我们管理体重的助手。
[0004]现有智能体重秤的产品结构形式基本比较类似，一般包括称重面板、压力传感器、控制模块、蓝牙模块、电池及手机APP。但目前来说现有的体重秤都需要电池供电，电池供电是最常见的方式，电池有一定的使用寿命，并且环境的温度和湿度都会影响电池的性能和寿命，长期闲置不用时，电池会自放电，直至丧失功能，经常更换电池不仅会给人们操作带来烦扰，而且还会对环境带来很大的危害。众所周知，电池是一种高污染的物品，随着人们生活质量的不断提高，我们生活的环境却在变得越来越差。环境保护就成为了全球性的话题，全世界人们所关注的热点。如果对废旧电池处理不得当，甚至未处理随意丢弃至生活环境中，就会对环境和人类造成严重的伤害。电池内部的化学物质容易发生泄露，造成环境污染，废旧电池的危害主要集中在其中所含的少量重金属上，如铅、汞、镉等重金属，这些有毒物质能够通过各种途径进入人体内，长期积蓄难以排除，损害神经系统、造血功能和骨骼，甚至可以致癌。
【实用新型内容】
[0005]为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种基于压电摩擦及光能发电的自供电体重秤。提供了一种基于压力摩擦起电及静电感应原理以及光能发电原理，可用于自供电的体重秤；一种不需要电池的可以自发电的电子体重秤，采用压电摩擦与光能结合的自发电方式，终生不用电池；踩压可提供电能供体重计使用，光能转换成电能存储备用Ο
[0006]本实用新型所采用的技术方案为:
[0007]一种基于压电摩擦及光能发电的自供电体重秤，其改进之处在于:所述体重秤包括发电模块、电能存储及转换模块、体重测量模块和无线交互模块；
[0008]所述发电模块包括多层压电-摩擦发电膜及光能发电模块；
[0009]所述多层压电-摩擦发电膜包括压电薄膜、压电薄膜电极、摩擦薄膜、衬底和摩擦薄膜电极；
[0010]所述发电模块、电能存储及转换模块、体重测量模块和无线交互模块电连接。
[0011]优选的，所述压电薄膜为聚偏氟乙烯；所述压电薄膜电极为金属铝。
[0012]优选的，所述摩擦薄膜为具有微纳结构的柔性聚合物材料；所述摩擦薄膜电极为导电性好的金属。
[0013]优选的，所述光能发电模块为室内弱光发电模块。
[0014]优选的，所述电能存储及转换模块将发电模块产生的电能储存并转换成3.3v直流电供体重测量模块和无线交互模块电路使用。
[0015]优选的，所述体重测量模块为称重传感器模块。
[0016]进一步的，所述称重传感器模块包括数据显示屏和信号输出端。
[0017]进一步的，所述数据显示屏通过信号输出端连接无线交互模块。
[0018]优选的，所述无线交互模块包括蓝牙模块、WIFI模块和Zigbee模块，将通过信号输出端接收到数据显示屏上测量数据上传到健康云服务器。
[0019]进一步的，所述健康云服务器连接使用者的手机APP或电脑。
[0020]本实用新型的有益效果为:
[0021]本实用新型具有低碳、环保并且寿命长、功耗低的特点。本实用新型利用压力摩擦起电及静电感应以及光能转化为电能的原理，具有自供电的功能，所以不需要外接电源，不使用干电池，不会对环境造成影响，非常环保。
[0022]本实用新型不需要借助外界能源，仅仅利用人体踩踏或施压并通过与其相结合的自供电装置便可有效地实现机械能到电能的转换，为其工作提供电源，光能转换成电能还可以存储备用；本实用新型的使用不受时间和空间的限制，可长期使用，并且绿色环保，有着广泛的应用前景。
【附图说明】
[0023]图1是本实用新型提供的一种基于压电摩擦及光能发电的自供电体重秤结构示意图；
[0024]图2是本实用新型提供的一种基于压电摩擦及光能发电的自供电体重秤中多层压电-摩擦发电膜结构示意图；
[0025]图3是本实用新型提供的一种基于压电摩擦及光能发电的自供电体重秤网络拓扑结构示意图。
[0026]图中:1、压电薄膜；2、压电薄膜电极；3、摩擦薄膜；4、衬底；5、摩擦薄膜电极。
【具体实施方式】
[0027]如图1所示，本实用新型提供了一种基于压电摩擦及光能发电的自供电体重秤。本实用新型采用压电摩擦发电膜、光能采集器都是超薄器件，可使整个体重计厚度控制在5mm左右，成为史上最薄体重计；而且可以通过蓝牙、WIF1、Zigbee等方式将数据上传到健康中心云服务器，然后手机通过APP实时查看体重及数据及变化曲线。因为超薄特性，产品可以扩展成为体重计门垫，放置在入户门口，入门即可测量；也可扩展成为报警地毯、智能沙发塾等系列广品；
[0028]其中，体重秤包括发电模块、电能存储及转换模块、体重测量模块和无线交互模块；发电模块包括多层压电-摩擦发电膜及光能发电模块；
[0029]发电模块、电能存储及转换模块、体重测量模块和无线交互模块电连接。
[0030]如图2所示，图2为本实用新型多层压电-摩擦发电膜结构示意图，其结构包括:压电薄膜1，压电薄膜电极2，摩擦薄膜3，衬底4，摩擦薄膜电极5。其中，压电薄膜1为聚偏氟乙烯；压电薄膜电极2为金属铝；摩擦薄膜3为具有微纳结构的柔性聚合物材料；摩擦薄膜电极5 (聚合物材料电极)为导电性好的金属。
[0031]本实用新型压电摩擦及光能发电的自供电体重秤放置在地毯下方，当有人踩压地毯的过程中，地毯会发生不规则的形变从而导致多层压电摩擦发电膜产生不规则的形变，而多层压电摩擦发电薄膜吸收形变中的能量转换成电能，电能存储及转换模块为将发电模块产生的电能储存起来并转换成3.3v直流电以供后面体重测量模块和无线交互模块运行电路使用，体重测量模块为称重传感器模块；称重传感器模块通过数据显示屏将实际体重数据呈现给使用者。
[0032]如图3所示，图3为本实用新型体重秤的网络拓扑结构，本体重秤通过自供电采集使用者体重后，将称重传感器模块数据显示屏屏幕上实际体重数据通过信号输出端发送到无线交互模块(蓝牙模块、WIFI模块、Zigbee模块等)，并通过无线交互模块将测量实际体重数据上传到健康云服务器；然后使用者通过手机APP或电脑可实时查看体重及数据及变化曲线。
[0033]其中，光能发电模块为室内弱光发电模块，光能转换成电能存储以供体重秤当作备用电源使用。
[0034]本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于压电摩擦及光能发电的自供电体重秤，其特征在于:所述体重秤包括发电模块、电能存储及转换模块、体重测量模块和无线交互模块； 所述发电模块包括多层压电-摩擦发电膜及光能发电模块； 所述多层压电-摩擦发电膜包括压电薄膜、压电薄膜电极、摩擦薄膜、衬底和摩擦薄膜电极； 所述发电模块、电能存储及转换模块、体重测量模块和无线交互模块电连接。2.根据权利要求1所述的一种基于压电摩擦及光能发电的自供电体重秤，其特征在于:所述压电薄膜为聚偏氟乙烯；所述压电薄膜电极为金属铝。3.根据权利要求1所述的一种基于压电摩擦及光能发电的自供电体重秤，其特征在于:所述摩擦薄膜为具有微纳结构的柔性聚合物材料；所述摩擦薄膜电极为导电性好的金属。4.根据权利要求1所述的一种基于压电摩擦及光能发电的自供电体重秤，其特征在于:所述光能发电模块为室内弱光发电模块。5.根据权利要求1所述的一种基于压电摩擦及光能发电的自供电体重秤，其特征在于:所述电能存储及转换模块将发电模块产生的电能储存并转换成3.3v直流电供体重测量模块和无线交互模块使用。6.根据权利要求1所述的一种基于压电摩擦及光能发电的自供电体重秤，其特征在于:所述体重测量模块为称重传感器模块。7.根据权利要求6所述的一种基于压电摩擦及光能发电的自供电体重秤，其特征在于:所述称重传感器模块包括数据显示屏和信号输出端。8.根据权利要求7所述的一种基于压电摩擦及光能发电的自供电体重秤，其特征在于:所述数据显示屏通过信号输出端连接无线交互模块。9.根据权利要求7所述的一种基于压电摩擦及光能发电的自供电体重秤，其特征在于:所述无线交互模块包括蓝牙模块、WIFI模块和Zigbee模块，将通过信号输出端接收到数据显示屏上的测量数据上传到健康云服务器。10.根据权利要求9所述的一种基于压电摩擦及光能发电的自供电体重秤，其特征在于:所述健康云服务器连接使用者的手机APP或电脑。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于压电摩擦及光能发电的自供电体重秤，所述体重秤包括发电模块、电能存储及转换模块、体重测量模块和无线交互模块；所述发电模块包括多层压电-摩擦发电膜及光能发电模块；所述多层压电-摩擦发电膜包括压电薄膜、压电薄膜电极、摩擦薄膜、衬底和摩擦薄膜电极；所述发电模块、电能存储及转换模块、体重测量模块和无线交互模块电连接。本实用新型的有益效果为：本实用新型具有低碳、环保并且寿命长、功耗低的特点。本实用新型利用压力摩擦起电及静电感应以及光能转化为电能的原理，具有自供电的功能，所以不需要外接电源，不使用干电池，不会对环境造成影响，非常环保。
【IPC分类】H02N2/18, H02N1/04, G01G19/44, H02S10/00, G01G21/00
【公开号】CN205066911
【申请号】CN201520607395
【发明人】刘继常
【申请人】北京微能高芯科技有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年8月12日