基于可穿戴监控设备的同相转移的负工作膝盖能量收割器
Hexiang Zhang1,2, Hao Wang1,2, Zutao Zhang1,2
1School of Mechanical Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, P.R. China.
iScience
|June 30, 2023
概括
这项研究介绍了一种用于可穿戴健康监测器的新能源收获器,利用人类运动来克服电池的限制. 该设备产生足够的电力用于持续监控,推进可穿戴技术.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 收集能源 收集能源
背景情况:
- 可穿戴健康监测设备提供了宝贵的人体数据,但面临着严重的电池寿命挑战.
- 现有的能源采集解决方案往往难以满足持续健康监测的电力需求.
- 人类运动为潜在的收获提供了持续且丰富的动能源.
研究的目的:
- 提出和设计一种基于同相转移机制的全负功率能量收割机.
- 分析人类运动特征,以优化能量收集效率.
- 评估这种能源收获器为可穿戴健康监测设备供电的可行性.
主要方法:
- 能源收获器系统的设计包括运动输入,轮加速,能量转换和电能储存模块.
- 同相转移机制被用作能源发电的核心原则.
- 在三个不同的人类运动状态下测试了性能:人类水平,下坡和跑步.
主要成果:
- 能源收割机在不同的人类运动状态中展示了输出性能.
- 该系统成功地每天产生了17.40朱尔.
- 这种产生的电力足以满足典型的可穿戴健康监测设备的运行要求.
结论:
- 基于同相转移机制和人类运动分析开发的能源收获器是为可穿戴健康监测设备提供动力的可行解决方案.
- 生产的能量输出证实了当前可穿戴健康技术中克服电池寿命瓶的潜力.
- 这项研究对下一代人类健康监测系统的发展具有重大意义.
