本文關(guān)鍵詞：用于人體熱量回收的表鏈?zhǔn)饺嵝詼夭畎l(fā)電器設(shè)計(jì)與制造，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本學(xué)位論文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“體內(nèi)植入式熱電-壓電復(fù)合型柔性微發(fā)電構(gòu)件研究”(項(xiàng)目編號(hào)：51275466),開展了用于人體熱量回收的表鏈?zhǔn)饺嵝詼夭畎l(fā)電器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)研究。首先,設(shè)計(jì)了一種表鏈?zhǔn)饺嵝詼夭畎l(fā)電器,其中熱電模組單元設(shè)計(jì)為無(wú)陶瓷基底。其次,完成了熱電臂和熱電模組單元的加工制造,并研究了其發(fā)電性能。再次,加工了熱電模組陣列,并經(jīng)過外部封裝完成了表鏈?zhǔn)饺嵝詼夭畎l(fā)電器加工,對(duì)器件進(jìn)行了發(fā)電性能、穩(wěn)定性和可靠性試驗(yàn)。最后,開展了表鏈?zhǔn)饺嵝詼夭畎l(fā)電器人體穿戴實(shí)驗(yàn),研究了不同實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)表鏈?zhǔn)饺嵝詼夭畎l(fā)電器穿戴輸出性能的影響。同時(shí),對(duì)表鏈?zhǔn)饺嵝詼夭畎l(fā)電器穿戴在人體手腕進(jìn)行了升壓驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)。第一章,闡述了論文研究的背景和意義,詳細(xì)介紹了國(guó)內(nèi)外穿戴式電子設(shè)備的供電方式及微型溫差發(fā)電器的研究現(xiàn)狀,確定了論文的主要研究?jī)?nèi)容和框架。第二章,基于溫差發(fā)電原理、性能參數(shù)以及人體體表熱量回收,設(shè)計(jì)了一種由無(wú)陶瓷基底的熱電模組單元組成的表鏈?zhǔn)饺嵝詼夭畎l(fā)電器結(jié)構(gòu)。第三章,設(shè)計(jì)了粉末熱壓成形實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和模具,采用粉末熱壓工藝和線切割工藝完成了溫差熱電臂加工。并采用真空焊接工藝制備了無(wú)陶瓷基底的熱電模組單元。搭建熱電模組的性能測(cè)試平臺(tái),對(duì)其輸出性能進(jìn)行了測(cè)試。第四章,采用FPC加工了熱電模組陣列,采用PDMS(聚二甲基硅氧烷)將熱電模組陣列固定在3D打印的鏈節(jié)空槽中,并進(jìn)行了外部封裝,完成了表鏈?zhǔn)饺嵝詼夭畎l(fā)電器的制造。搭建了表鏈?zhǔn)饺嵝詼夭畎l(fā)電器的熱電性能檢測(cè)平臺(tái),并對(duì)其輸出性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。第五章,搭建了人體穿戴實(shí)驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng),分析了穿戴時(shí)間、人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、外界對(duì)流強(qiáng)度、外界溫度等參數(shù)對(duì)熱電輸出性能的影響規(guī)律。進(jìn)行了表鏈?zhǔn)饺嵝詼夭畎l(fā)電器的穿戴升壓驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn),開環(huán)電壓超過20 mV,經(jīng)升壓電路后實(shí)現(xiàn)了LED驅(qū)動(dòng)。第六章,總結(jié)了論文的主要研究工作,并對(duì)未來(lái)的研究工作進(jìn)行了展望。
【關(guān)鍵詞】：可穿戴 人體熱量回收 柔性溫差發(fā)電器 粉末熱壓成型 真空焊接 輸出性能
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM913
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 致謝7-12
• 1 緒論12-27
• 1.1 論文研究的背景和意義12-13
• 1.2 穿戴式電子設(shè)備自供電方式的研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 微型太陽(yáng)能發(fā)電器13-15
• 1.2.2 微型壓電式發(fā)電器15-16
• 1.2.3 微型溫差發(fā)電器16-17
• 1.2.4 常見自供電方式比較17-18
• 1.3 微型溫差發(fā)電器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的研究現(xiàn)狀18-25
• 1.3.1 薄膜/水平型溫差發(fā)電器19-21
• 1.3.2 薄膜/垂直型溫差發(fā)電器21-22
• 1.3.3 塊體/垂直型溫差發(fā)電器22-25
• 1.4 論文的主要內(nèi)容與框架25-26
• 1.5 本章小結(jié)26-27
• 2 表鏈?zhǔn)饺嵝詼夭畎l(fā)電器的工作機(jī)理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27-42
• 2.1 溫差發(fā)電器的工作原理27-29
• 2.2 溫差發(fā)電器的性能參數(shù)29-33
• 2.2.1 優(yōu)值系數(shù)29-30
• 2.2.2 輸出功率30-31
• 2.2.3 接觸效應(yīng)的影響31-33
• 2.3 表鏈?zhǔn)饺嵝詼夭畎l(fā)電器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)33-41
• 2.3.1 熱電模組單元的設(shè)計(jì)34-36
• 2.3.2 表鏈?zhǔn)饺嵝詼夭畎l(fā)電器的整體設(shè)計(jì)36-40
• 2.3.3 表鏈?zhǔn)饺嵝詼夭畎l(fā)電器的材料選取40-41
• 2.4 本章小結(jié)41-42
• 3 熱電模組單元的制造及其性能研究42-58
• 3.1 熱電臂的粉末熱壓成形制造及性能研究42-48
• 3.1.1 粉末熱壓成形工藝研究42
• 3.1.2 P型與N型Bi_2Te_3熱電塊體的粉末熱壓成形制造42-45
• 3.1.3 P型與N型Bi_2Te_3熱電塊體的性能分析45-47
• 3.1.4 P型與N型熱電臂的制造47-48
• 3.2 熱電模組單元的制造48-51
• 3.3 熱電模組單元發(fā)電性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)51-56
• 3.3.1 熱電模組單元性能測(cè)試平臺(tái)搭建51-52
• 3.3.2 熱電模組單元輸出性能的測(cè)試與分析52-56
• 3.4 本章小結(jié)56-58
• 4 表鏈?zhǔn)饺嵝詼夭畎l(fā)電器的制作及性能研究58-68
• 4.1 表鏈?zhǔn)饺嵝詼夭畎l(fā)電器的制作58-62
• 4.1.1 熱電模組陣列的制作58-59
• 4.1.2 表鏈?zhǔn)饺嵝詼夭畎l(fā)電器的封裝研究59-62
• 4.2 表鏈?zhǔn)饺嵝詼夭畎l(fā)電器的輸出性能測(cè)試62-66
• 4.2.1 表鏈?zhǔn)饺嵝詼夭畎l(fā)電器發(fā)電性能測(cè)試系統(tǒng)搭建62-63
• 4.2.2 表鏈?zhǔn)饺嵝詼夭畎l(fā)電器的輸出性能測(cè)試及分析63-66
• 4.3 表鏈?zhǔn)饺嵝詼夭畎l(fā)電器的可靠性及穩(wěn)定性分析66-67
• 4.4 本章小結(jié)67-68
• 5 表鏈?zhǔn)饺嵝詼夭畎l(fā)電器的人體穿戴實(shí)驗(yàn)研究68-78
• 5.1 人體穿戴實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)的構(gòu)建68-69
• 5.2 表鏈?zhǔn)饺嵝詼夭畎l(fā)電器在手腕上的穿戴實(shí)驗(yàn)測(cè)試69-74
• 5.2.1 穿戴時(shí)間對(duì)輸出性能的影響70-71
• 5.2.2 人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)輸出性能的影響71-72
• 5.2.3 對(duì)流強(qiáng)度對(duì)輸出性能的影響72-73
• 5.2.4 外界環(huán)境溫度對(duì)輸出性能的影響73-74
• 5.3 表鏈?zhǔn)饺嵝詼夭畎l(fā)電器升壓驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)74-77
• 5.3.1 升壓電路的選取74-76
• 5.3.2 LED驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)76-77
• 5.4 本章小結(jié)77-78
• 6 總結(jié)與展望78-81
• 6.1 全文總結(jié)78-79
• 6.2 工作展望79-81
• 參考文獻(xiàn)81-86
• 作者簡(jiǎn)歷86-87
• 1) 教育背景86
• 2) 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表及錄用的論文86
• 3) 申請(qǐng)及授權(quán)的專利86-87
• 4) 參加的科研項(xiàng)目87

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本文編號(hào)：406496