一种膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感装置及系统

本申请属于自供电无线传感领域，具体涉及一种膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感装置及系统。

背景技术：

1、随着科技的发展，注重健康的意识越来越强，尤其针对老人的健康，对于一个家庭来说非常重要。通常，需要对老人的腿部进行监测，即监测老人的腿部的弯曲情况。相关技术中，通过让老人在腿部佩戴监测装置，来监测腿部的弯曲情况。但相关技术中，监测装置通常难以使用，并且额外需要供电。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的是提供一种膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感装置及系统，至少解决通常难以使用，并且额外需要供电的问题。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感装置，所述膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感装置包括：第一连接板、第二连接板、摩擦电信号产生组件、发电组件以及无线传感组件；

3、所述第一连接板与所述第二连接板活动连接，且所述第一连接板与所述第二连接板可相互远离或相互靠近，所述第一连接板具有远离所述第二连接板的第一表面，所述第二连接板具有远离所述第一连接板的第二表面，所述第一表面与所述第二表面中的至少一者设置有所述摩擦电信号产生组件；

4、所述第一连接板与所述第二连接板中的一者与所述发电组件固定连接，另一者与所述发电组件驱动连接，用于带动所述发电组件运行，所述无线传感组件分别与所述摩擦电信号产生组件以及所述发电组件电连接，所述第一连接板用于连接在用户的大腿，所述第二连接板用于连接在用户的小腿，所述摩擦电信号产生组件用于贴合用户的大腿和/或小腿，所述无线传感组件用于采集所述摩擦电信号产生组件产生的信号，且向外发送所述信号。

5、可选地，所述膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感装置还包括转动连接件，所述第一连接板包括安装部以及连接部，所述安装部与所述连接部连接，所述安装部用于安装所述摩擦电信号产生组件；

6、所述转动连接件包括转动套筒以及转动件，至少部分所述转动件嵌设于所述转动套筒，且所述转动件与所述转动套筒固定连接，所述转动套筒与所述连接部连接，所述发电组件与所述转动件连接，且所述发电组件固定于所述第二连接板；

7、在所述第一连接板与所述第二连接板相互靠近或远离的情况下，所述第一连接板带动所述转动套筒以及转动件转动，所述转动件带动所述发电组件运行。

8、可选地，所述连接部上设置有安装孔，所述转动套筒设置于所述安装孔；

9、所述转动套筒的外壁上设置有至少两个固定板，所述连接部上设置有至少两个嵌设槽，所述嵌设槽与所述安装孔连通，一个所述嵌设槽中嵌设有一个所述固定板。

10、可选地，所述发电组件具有发电本体及转动轴，所述转动轴与所述发电本体通过齿轮组件连接；

11、所述转动件上设置有转动孔，且所述转动孔的孔壁上设置阻挡凸台，所述转动轴上设置有转动槽，所述转动轴嵌设于所述转动孔，且所述阻挡凸台嵌设于所述转动槽。

12、可选地，所述第二连接板包括连接板本体；

13、所述连接板本体上设置有避让槽，所述转动连接件位于所述避让槽中，且所述转动连接件与所述避让槽的槽壁之间具有第一间隙，部分所述连接部与避让槽的槽壁之间具有第二间隙，所述避让槽用于容纳另外部分所述连接部，所述发电组件固定于所述连接板本体；

14、在所述第一连接板与所述第二连接板相互靠近的情况下，另外部分所述连接部可进入所述避让槽，在所述第一连接板与所述第二连接板相互远离的情况下，另外部分所述连接部可从所述避让槽中移出。

15、可选地，所述第二连接板还包括安装件；

16、所述安装件固定于所述连接板本体朝向所述第一连接板的表面，所述安装件上设置有嵌设孔，所述发电组件设置于所述嵌设孔中。

17、可选地，所述摩擦电信号产生组件包括第一电极层、介电层以及第二电极层，所述第一电极层、所述介电层以及所述第二电极层层叠设置，所述第一表面与所述第二表面中的至少一者连接所述第二电极层；

18、其中，所述第一电极层为柔性电极层。

19、可选地，所述膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感装置还包括电源管理模块，所述电源管理模块与所述发电组件电连接，且所述电源管理模块与所述无线传感组件电连接，所述电源管理模块用于对所述发电组件产生的电能稳压，且将稳压之后的电能传递至所述无线传感组件。

20、可选地，所述膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感装置还包括储能组件，所述储能组件与所述电源管理模块电连接，且所述储能组件与所述无线传感组件电连接。

21、第二方面，本申请实施例提供了一种膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感系统，所述膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感系统包括上位机以及上述第一方面中任一项所述的膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感装置；

22、所述上位机与所述无线传感组件无线连接。

23、在本申请实施例中，由于第一连接板与第二连接板活动连接，因此，可以使得第一连接板与第二连接板相互远离或相互靠近。另外，第一连接板具有远离第二连接板的第一表面，第二连接板具有远离第一连接板的第二表面，第一表面与第二表面中的至少一者设置有摩擦电信号产生组件，因此，在实际应用中，可以将第一连接板连接在用户的大腿，将第二连接板连接在用户小腿，从而第一连接板和/或第二连接板上的摩擦电信号产生组件便可以与用户腿部接触，在用户的腿部弯曲时，用户的大腿与小腿相互靠近，从而带动第一连接板与第二连接板相互靠近，且用户的腿部会挤压摩擦电信号产生组件，使得摩擦电信号产生组件产生信号。由于第一连接板与第二连接板中的一者与发电组件固定连接，另一者与发电组件驱动连接，因此，在第一连接板与第二连接板相互靠近时，与发电组件驱动连接的连接板便可以带动发动组件运行，使得发电组件产生电能。由于无线传感组件分别与摩擦电信号产生组件以及发电组件电连接，因此，一旦将第一连接板连接在用户的大腿，将第二连接板连接在用户小腿，在用户的腿部弯曲时，第一连接板与第二连接相互靠近，即第一连接板与第二连接板相对运动，使得发电组件产生电能，电能便可以传递至无线传感组件，使得无线传感组件正常运行，且摩擦电信号产生组件产生信号并将信号传递至无线传感组件，使得无线传感组件采集到摩擦电信号产生组件产生的信号，并向外发送信号。即在本申请实施例中，通过设置摩擦电信号产生组件、第一连接板、第二连接板、发电组件以及无线传感组件，从而在将第一连接板连接在用户的大腿，第二连接板连接在用户小腿之后，在用户的腿部弯曲的过程中，无线传感组件可以实时向外发送摩擦电信号产生组件产生的信号，从而根据无线传感组件发送的信号便可以实时确定用户的腿部弯曲的频率、弯曲角度等参数，便于对用户的腿部活动进行监测，并且整个装置可以实现自供电，避免额外设置电源，导致成本增加。

技术特征：

1.一种膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感装置，其特征在于，所述膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感装置包括：第一连接板、第二连接板、摩擦电信号产生组件、发电组件以及无线传感组件；

2.根据权利要求1所述的膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感装置，其特征在于，所述膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感装置还包括转动连接件，所述第一连接板包括安装部以及连接部，所述安装部与所述连接部连接，所述安装部用于安装所述摩擦电信号产生组件；

3.根据权利要求2所述的膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感装置，其特征在于，所述连接部上设置有安装孔，所述转动套筒设置于所述安装孔；

4.根据权利要求2所述的膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感装置，其特征在于，所述发电组件具有发电本体及转动轴，所述转动轴与所述发电本体通过齿轮组件连接；

5.根据权利要求2所述的膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感装置，其特征在于，所述第二连接板包括连接板本体；

6.根据权利要求1所述的膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感装置，其特征在于，所述第二连接板还包括安装件；

7.根据权利要求1所述的膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感装置，其特征在于，所述摩擦电信号产生组件包括第一电极层、介电层以及第二电极层，所述第一电极层、所述介电层以及所述第二电极层层叠设置，所述第一表面与所述第二表面中的至少一者连接所述第二电极层；

8.根据权利要求1所述的膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感装置，其特征在于，所述膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感装置还包括电源管理模块，所述电源管理模块与所述发电组件电连接，且所述电源管理模块与所述无线传感组件电连接，所述电源管理模块用于对所述发电组件产生的电能稳压，且将稳压之后的电能传递至所述无线传感组件。

9.根据权利要求8所述的膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感装置，其特征在于，所述膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感装置还包括储能组件，所述储能组件与所述电源管理模块电连接，且所述储能组件与所述无线传感组件电连接。

10.一种膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感系统，其特征在于，所述膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感系统包括上位机以及权利要求1-9中任一项所述的膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感装置；

技术总结
本申请公开了一种膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感装置及系统，属于自供电无线传感领域。该膝盖弯曲电磁摩擦电自供电无线自传感装置包括：第一连接板、第二连接板、摩擦电信号产生组件、发电组件以及无线传感组件；第一连接板与第二连接板活动连接，且第一连接板与第二连接板可相互远离或相互靠近，第一连接板具有远离第二连接板的第一表面，第二连接板具有远离第一连接板的第二表面，第一表面与第二表面中的至少一者设置有摩擦电信号产生组件；第一连接板与第二连接板中的一者与发电组件固定连接，另一者与发电组件驱动连接，用于带动发电组件运行，无线传感组件分别与摩擦电信号产生组件以及发电组件电连接。

技术研发人员：王路,张颖,赵立波,李支康,李敏,韩香广,高文迪,赵一鹤,王久洪,蒋庄德
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2025/3/16