基于自供電納米發(fā)電機的運動跟蹤研究
發(fā)布時間：2021-07-26 07:57
隨著納米發(fā)電機技術的快速發(fā)展,智能化的運動傳感器、可穿戴電子設備及人機交互領域得到了越來越多的關注。受限于外部電源和體積,傳統(tǒng)運動傳感器不具備現代智能化傳感器的可穿戴和柔性等特點。基于靜電紡絲技術PVDF膜的納米發(fā)電機具有自供電優(yōu)勢并且有良好的環(huán)境適應性,成為智能化運動傳感器領域的研究熱點。本論文從納米發(fā)電機的理論研究和制備方法入手,研究了柔性納米發(fā)電機作為運動傳感器的可行性和在人體運動狀態(tài)下的運動跟蹤實際應用,提出了能夠進行人體運動能量收集和監(jiān)測的矩陣式運動傳感器,并探索其在可穿戴電子設備和人機交互領域的應用。本論文所展開的主要工作如下:分析了聚偏二氟乙烯（PVDF）納米纖維膜的基本形貌,研究了納米發(fā)電機的壓電效應和工作原理。進行了柔性納米發(fā)電機壓電和熱電信號特性分析,基于該柔性納米發(fā)電機制備了獨立的運動傳感器單元,對制備的運動傳感器單元進行不同酸堿度和濕度測試,證明了器件的良好的環(huán)境適應性。構建了基于二維平面系統(tǒng)的觸覺運動傳感器,研究了其作為運動傳感的自供電和運動跟蹤能力。探索了基于PVDF薄膜的柔性納米發(fā)電機應用于為微型運動傳感器設備供能及目標物體運動狀態(tài)監(jiān)測領域的潛力。設計并制...
【文章來源】：青島大學山東省
【文章頁數】：77 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
PVDF薄膜制備流程
青島大學碩士學位論文14圖2-3電紡PVDF薄膜實物圖如圖2-3所示，為靜電紡絲技術制備的PVDF薄膜實物圖，采用鋁箔作為電極，制備的PVDF納米纖維膜具有優(yōu)異的柔韌性，因此可適用于各種觸覺運動傳感器和可穿戴電子紡織品[61,62]。圖2-4PVDF掃描電子顯微鏡圖如圖2-4所示，通過掃描電子顯微鏡（SEM）可以看出，靜電紡絲納米纖維柱結構具有均勻的直徑和納米柱間距，納米纖維柱直徑大約為648nm。如圖2-5所示，PVDF薄膜在紅外光譜分析中，明顯的吸收峰出現在877.86cm-1和1179.19cm-1處，與β晶形相對應，有利于壓電效應的產生。
青島大學碩士學位論文14圖2-3電紡PVDF薄膜實物圖如圖2-3所示，為靜電紡絲技術制備的PVDF薄膜實物圖，采用鋁箔作為電極，制備的PVDF納米纖維膜具有優(yōu)異的柔韌性，因此可適用于各種觸覺運動傳感器和可穿戴電子紡織品[61,62]。圖2-4PVDF掃描電子顯微鏡圖如圖2-4所示，通過掃描電子顯微鏡（SEM）可以看出，靜電紡絲納米纖維柱結構具有均勻的直徑和納米柱間距，納米纖維柱直徑大約為648nm。如圖2-5所示，PVDF薄膜在紅外光譜分析中，明顯的吸收峰出現在877.86cm-1和1179.19cm-1處，與β晶形相對應，有利于壓電效應的產生。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種采集風能的多層薄膜顫振混合納米發(fā)電機[J]. 夏楊,彭爭春,張嵐斌,王子墨. 微納電子技術. 2020(02)
[2]自驅動健康監(jiān)測及生理功能調節(jié)器件的研究進展[J]. 李虎,趙璐明,李喆,倪凡,劉卓,劉儒平,樊瑜波,李舟. 生物工程學報. 2019(12)
[3]鋁摻雜對氧化鋅基摩擦納米發(fā)電機輸出性能的影響[J]. 林金堂,李典倫,阮璐,丘志榕,王嘉鑫. 電子元件與材料. 2019(10)
[4]電力電子技術多元化創(chuàng)新型教學模式探索[J]. 王凱,周圣哲,李玉浩,齊元豪,夏國廷. 實驗室研究與探索. 2019(07)
[5]核能綜合利用研究現狀與展望[J]. 王建強,戴志敏,徐洪杰. 中國科學院院刊. 2019(04)
[6]邊緣檢測和證據理論在機器人目標識別中的應用[J]. 王凱,夏國廷,李立偉,蘭勇,馮曉. 實驗室研究與探索. 2019(03)
[7]納米發(fā)電機將改變世界[J]. 王中林. 電力設備管理. 2019(01)
[8]非平行接觸分離式摩擦納米發(fā)電機的理論研究[J]. 黃美珍,張湉湉,謝紅,蔣濤,王兆娜. 大學物理. 2018(11)
[9]摩擦納米發(fā)電機等效電路模型研究[J]. 魏子鈞,耿來鑫,邊森. 中興通訊技術. 2018(05)
[10]基于摩擦納米發(fā)電機的自驅動微系統(tǒng)[J]. 陳號天,宋宇,張海霞. 中興通訊技術. 2018(05)
博士論文
[1]柔性壓電納米發(fā)電機的設計構建與應用研究[D]. 朱杰.中北大學 2018
[2]基于納米發(fā)電機的自供能納米系統(tǒng)[D]. 成立.蘭州大學 2016
[3]基于近場靜電紡絲的聚合物微納米結構制備及其應用關鍵技術研究[D]. 羅國希.重慶大學 2016
[4]新型靜電紡絲技術制備功能微納米纖維及其應用[D]. 孫彬.青島大學 2014
碩士論文
[1]基于壓電勢的機械與光電能量轉換與自驅動傳感器[D]. 吳夢君.河南大學 2019
[2]摩擦發(fā)電與自供電壓力傳感器設計及應用研究[D]. 楊恒山.東南大學 2018
[3]鋰離子電池用PVDF/TPU/PPC基凝膠聚合物電解質的制備與研究[D]. 劉躍文.湘潭大學 2018
[4]基于靜電紡絲的BCTZ壓電納米發(fā)電機的制備與研究[D]. 范賀賀.上海交通大學 2018
[5]基于壓電材料的環(huán)境能量采集技術研究[D]. 張華清.南京郵電大學 2016
[6]基于壓電薄膜的多功能觸覺信號檢測系統(tǒng)研究[D]. 田紅英.吉林大學 2016
[7]基于ZnSnO3@PDMS介電復合膜的摩擦電納米發(fā)電機的研究[D]. 王果.重慶大學 2016
[8]氧化鋅納米棒壓電發(fā)電紡織品的制備[D]. 張馳.東華大學 2016
[9]基于Ag納米線電極的ZnO納米管/PDMS介電膜納米發(fā)電機的研究[D]. 岳旭樂.重慶大學 2015
本文編號：3303164
【文章來源】：青島大學山東省
【文章頁數】：77 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
PVDF薄膜制備流程
青島大學碩士學位論文14圖2-3電紡PVDF薄膜實物圖如圖2-3所示，為靜電紡絲技術制備的PVDF薄膜實物圖，采用鋁箔作為電極，制備的PVDF納米纖維膜具有優(yōu)異的柔韌性，因此可適用于各種觸覺運動傳感器和可穿戴電子紡織品[61,62]。圖2-4PVDF掃描電子顯微鏡圖如圖2-4所示，通過掃描電子顯微鏡（SEM）可以看出，靜電紡絲納米纖維柱結構具有均勻的直徑和納米柱間距，納米纖維柱直徑大約為648nm。如圖2-5所示，PVDF薄膜在紅外光譜分析中，明顯的吸收峰出現在877.86cm-1和1179.19cm-1處，與β晶形相對應，有利于壓電效應的產生。
青島大學碩士學位論文14圖2-3電紡PVDF薄膜實物圖如圖2-3所示，為靜電紡絲技術制備的PVDF薄膜實物圖，采用鋁箔作為電極，制備的PVDF納米纖維膜具有優(yōu)異的柔韌性，因此可適用于各種觸覺運動傳感器和可穿戴電子紡織品[61,62]。圖2-4PVDF掃描電子顯微鏡圖如圖2-4所示，通過掃描電子顯微鏡（SEM）可以看出，靜電紡絲納米纖維柱結構具有均勻的直徑和納米柱間距，納米纖維柱直徑大約為648nm。如圖2-5所示，PVDF薄膜在紅外光譜分析中，明顯的吸收峰出現在877.86cm-1和1179.19cm-1處，與β晶形相對應，有利于壓電效應的產生。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種采集風能的多層薄膜顫振混合納米發(fā)電機[J]. 夏楊,彭爭春,張嵐斌,王子墨. 微納電子技術. 2020(02)
[2]自驅動健康監(jiān)測及生理功能調節(jié)器件的研究進展[J]. 李虎,趙璐明,李喆,倪凡,劉卓,劉儒平,樊瑜波,李舟. 生物工程學報. 2019(12)
[3]鋁摻雜對氧化鋅基摩擦納米發(fā)電機輸出性能的影響[J]. 林金堂,李典倫,阮璐,丘志榕,王嘉鑫. 電子元件與材料. 2019(10)
[4]電力電子技術多元化創(chuàng)新型教學模式探索[J]. 王凱,周圣哲,李玉浩,齊元豪,夏國廷. 實驗室研究與探索. 2019(07)
[5]核能綜合利用研究現狀與展望[J]. 王建強,戴志敏,徐洪杰. 中國科學院院刊. 2019(04)
[6]邊緣檢測和證據理論在機器人目標識別中的應用[J]. 王凱,夏國廷,李立偉,蘭勇,馮曉. 實驗室研究與探索. 2019(03)
[7]納米發(fā)電機將改變世界[J]. 王中林. 電力設備管理. 2019(01)
[8]非平行接觸分離式摩擦納米發(fā)電機的理論研究[J]. 黃美珍,張湉湉,謝紅,蔣濤,王兆娜. 大學物理. 2018(11)
[9]摩擦納米發(fā)電機等效電路模型研究[J]. 魏子鈞,耿來鑫,邊森. 中興通訊技術. 2018(05)
[10]基于摩擦納米發(fā)電機的自驅動微系統(tǒng)[J]. 陳號天,宋宇,張海霞. 中興通訊技術. 2018(05)
博士論文
[1]柔性壓電納米發(fā)電機的設計構建與應用研究[D]. 朱杰.中北大學 2018
[2]基于納米發(fā)電機的自供能納米系統(tǒng)[D]. 成立.蘭州大學 2016
[3]基于近場靜電紡絲的聚合物微納米結構制備及其應用關鍵技術研究[D]. 羅國希.重慶大學 2016
[4]新型靜電紡絲技術制備功能微納米纖維及其應用[D]. 孫彬.青島大學 2014
碩士論文
[1]基于壓電勢的機械與光電能量轉換與自驅動傳感器[D]. 吳夢君.河南大學 2019
[2]摩擦發(fā)電與自供電壓力傳感器設計及應用研究[D]. 楊恒山.東南大學 2018
[3]鋰離子電池用PVDF/TPU/PPC基凝膠聚合物電解質的制備與研究[D]. 劉躍文.湘潭大學 2018
[4]基于靜電紡絲的BCTZ壓電納米發(fā)電機的制備與研究[D]. 范賀賀.上海交通大學 2018
[5]基于壓電材料的環(huán)境能量采集技術研究[D]. 張華清.南京郵電大學 2016
[6]基于壓電薄膜的多功能觸覺信號檢測系統(tǒng)研究[D]. 田紅英.吉林大學 2016
[7]基于ZnSnO3@PDMS介電復合膜的摩擦電納米發(fā)電機的研究[D]. 王果.重慶大學 2016
[8]氧化鋅納米棒壓電發(fā)電紡織品的制備[D]. 張馳.東華大學 2016
[9]基于Ag納米線電極的ZnO納米管/PDMS介電膜納米發(fā)電機的研究[D]. 岳旭樂.重慶大學 2015
本文編號：3303164
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