日本語タイトル#
人体運動エネルギー収集のためのウェアラブルデバイスの設計と最適化
英文タイトル#
Design and Optimization of Wearables for Human Motion Energy Harvesting
日本語摘要#
ウェアラブル電子機器がますます普及する中、持続可能な設計でエネルギー自給型のシステムへの関心と需要が高まっています。本論文で述べる研究は、歩行時の機械エネルギーを利用して電気エネルギーを出力することを目的とした、靴に装着するエネルギー収集システムを調査しました。スプリングは靴のかかとに埋め込まれた電磁発電機に接続され、足の衝撃によって引き起こされる垂直圧力を回収します。シミュレーションプロトタイプは、MATLAB で設計された標準の EM 発電機で構成され、最大電圧は 12V を示しました。初期の低忠実度プロトタイプは、EM 発電機と簡単な電気回路との関係をテストし、エネルギー出力が観察されました。今後の研究では、全体的な発電機の設計を強化し、バッテリーの保護と調整のための電源管理 IC を統合し、システムを最終製品であるウェアラブルフットウェアに統合することを探求します。この研究は、自給自足のフットウェアとエネルギー独立のウェアラブル電子デバイスの基盤を築きます。
英文摘要#
As wearable electronics become increasingly prevalent, there is a rise in interest and demand for sustainably designed systems that are also energy self-sufficient. The research described in this paper investigated a shoe-worn energy harvesting system designed use the mechanical energy from walking to output electrical energy. A spring is attached to electromagnetic generator embedded in the heel of the shoe to recover the vertical pressure caused by the foot strike. The simulated prototype consisted of a standard EM generator designed in MATLAB demonstrating a maximum voltage of 12V. The initial low fidelity prototype demonstrated testing the relationship between the EM generator and a simple electrical circuit, with energy output observed. Future research will explore enhancing the overall generator design, integrate a power management IC for battery protect and regulation, and combine the system into a final product, wearable footwear. This research lays a foundation for self-powered footwear and energy independent wearable electronic devices.
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