【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及助聽設備領域，具體涉及基于納米摩擦和光能耦合發電的助聽設備及制備方法。
技術介紹
1、本節中的陳述僅提供與本公開相關的背景信息，并且可能不構成現有技術。
2、現有市場上的助聽設備主要由兩種方式供電，第一類為可充電鋰電池，該類電池續航時間短(1-3天)，出行需要用戶攜帶充電線；第二類為一次性電池，該類電池能量密度大，但需要用戶頻繁購買，且不利于回收處理。我國大力提倡發展既不排放污染物、也不排放溫室氣體的綠色能源。對鋰電池的嚴重依賴，成為了制約助聽設備推廣，掣肘相關產業綠色節能發展的重要因素。在能源消耗方面，鋰電池的生產過程如鋰礦提取、精煉，高溫制備正極材料等需要消耗大量的電能。在污染排放方面，生產鋰電池的電解液和切削液等廢水如果未經處理直接排放，會對水體造成污染。其次，鋰電池廢棄后極難回收處理，易對淡水、土壤造成環境風險或排放溫室氣體。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于：針對現有技術中存在的問題，提供了基于納米摩擦和光能耦合發電的助聽設備及制備方法，從而解決了上述問題。
2、本專利技術的技術方案如下：
3、基于納米摩擦和光能耦合發電的助聽設備，包括：耳蝸以及安裝在耳蝸上的多通道teng裝置和供電系統；所述多通道teng裝置用于將人體振動轉化為電壓信號，產生的電壓信號發送至終端，隨后輸入到檢測模型識別相應的運動模式；所述供電系統，包括：b-teng裝置、etfe太陽能薄膜和儲能裝置；所述b-teng裝置用于將人體振動產生的機械能轉
4、進一步地，所述耳蝸，包括：耳蝸本體、pcb板、保護殼；所述pcb板設置在耳蝸本體內部，所述保護殼設置在pcb板上，起保護作用。
5、進一步地，所述多通道teng裝置產生的電壓信號由open?bci模塊收集后，通過wifi模塊發送至終端。
6、進一步地，所述檢測模型，包括：一個輸入層，若干個gru隱藏層以及一個輸出層；所述輸出層采用softmax激活函數，以輸出每種運動狀態的概率；在檢測模型中使用分類交叉熵作為損失函數，并采用adam優化器。
7、進一步地，所述多通道teng裝置和b-teng裝置均由支撐環、上底板、下底板、銅箔和ptfe(聚四氟乙烯)小球組成；所述上底板和下底板分別安裝在支撐環的兩個端面上，形成摩擦空間；所述上底板和下底板上，且靠近摩擦空間一側的表面上均設置有銅箔，從而形成雙回路結構；所述ptfe小球設置在摩擦空間內，能夠在外部振動激勵作用下產生彈跳或滾動，在與銅箔摩擦后更容易得到電子，其在一個周期內上下運動，產生交變電流，完成從機械能到電能的轉換。
8、進一步地，所述b-teng裝置通過整流濾波電路將交流電轉化成為直流電，并利用穩壓tvs管控制電路電壓；所述etfe太陽能薄膜通過dc/dc穩壓器變換為平穩的電壓。
9、進一步地，所述etfe太陽能薄膜設置在b-teng裝置的外表面上；所述b-teng裝置的內表面通過塔簧與耳蝸連接。
10、進一步地，所述支撐環的側面開設有若干槽口，實現減重。
11、一種銅箔制備方法，包括：
12、步驟s1：清洗銅箔表面，并完成刻蝕液的制備；
13、步驟s2：使用刻蝕液對銅箔進行刻蝕；
14、步驟s3：對刻蝕完成后的銅箔，清洗干凈后在室溫狀態下進行干燥，完成銅箔的制備。
15、進一步地，所述步驟s1，包括：
16、步驟s11：在放置有銅箔的容器中，分別加去離子水、無水乙醇進行超聲清洗20min，從而完成銅箔表面清洗；
17、步驟s12：在2g的fecl3中，加80ml去離子水并用玻璃棒攪拌，使其溶解；溶解后再加入3ml質量分數為37wt％的鹽酸，從而制成刻蝕液；
18、所述步驟s2，包括：
19、使刻蝕液與清洗后的銅箔充分反應60min。
20、與現有的技術相比本專利技術的有益效果是：
21、1、本專利技術，基于納米摩擦發電(teng)耦合光能的創新設計，達到了48.53mw的峰值輸出功率。不僅優化了能源利用效率，同時也展示了顯著的環保優勢。這種自供電助聽設備能顯著降低對傳統鋰電池的依賴，減少電池生產和廢棄過程中的環境污染。在應用范圍上，該技術具有廣泛的適應性，不僅限于助聽設備，還可擴展到其他小功率可穿戴設備，如健康監測手環、智能眼鏡等。未來，通過持續的技術創新和成本優化，本裝置有望在全球范圍內得到廣泛應用，推動整個助聽設備行業向更綠色、更智能的方向發展。
22、2、本專利技術，基于teng接觸分離式工作方式，巧妙設計了雙回路餅狀結構，增加了裝置的冗余性。
23、3、本專利技術，雙回路餅狀結構有效地提高了銅箔與自由運動的ptfe小球的接觸概率，進一步優化了裝置的輸出性能。
24、4、本專利技術，采用輕量化設計，結構緊湊，體積小，重量輕。針對支撐環，使用6個槽口實現減重。在耳蝸與b-teng裝置間采用塔簧連接，塔簧材料為流線型布置，與普通彈簧相比重量更輕、結構更緊湊且壽命更長。裝置保證足夠強度的同時最大程度減少了結構負荷。
25、5、本專利技術，通過氧化刻蝕法處理銅箔，提高裝置輸出功率。
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1.基于納米摩擦和光能耦合發電的助聽設備，其特征在于，包括：耳蝸以及安裝在耳蝸上的多通道TENG裝置(2)和供電系統；所述多通道TENG裝置(2)用于將人體振動轉化為電壓信號，產生的電壓信號發送至終端，隨后輸入到檢測模型識別相應的運動模式；所述供電系統，包括：B-TENG裝置(3)、ETFE太陽能薄膜(4)和儲能裝置；所述B-TENG裝置(3)用于將人體振動產生的機械能轉換為電能，所述ETFE太陽能薄膜(4)用于將光能轉化為電能；所述B-TENG裝置(3)和ETFE太陽能薄膜(4)產生的電能并聯輸入至儲能裝置為耳蝸供電。
2.根據權利要求1所述的基于納米摩擦和光能耦合發電的助聽設備，其特征在于，所述耳蝸，包括：耳蝸本體(1)、PCB板(5)、保護殼(6)；所述PCB板(5)設置在耳蝸本體(1)內部，所述保護殼(6)設置在PCB板(5)上，起保護作用。
3.根據權利要求2所述的基于納米摩擦和光能耦合發電的助聽設備，其特征在于，所述多通道TENG裝置(2)產生的電壓信號由Open?BCI模塊收集后，通過WiFi模塊發送至終端。
4.根據權利要求1所
5.根據權利要求1所述的基于納米摩擦和光能耦合發電的助聽設備，其特征在于，所述多通道TENG裝置(2)和B-TENG裝置(3)均由支撐環(7)、上底板、下底板(8)、銅箔(9)和PTFE小球(10)組成；所述上底板和下底板(8)分別安裝在支撐環(7)的兩個端面上，形成摩擦空間；所述上底板和下底板(8)上，且靠近摩擦空間一側的表面上均設置有銅箔(9)，從而形成雙回路結構；所述PTFE小球(10)設置在摩擦空間內，能夠在外部振動激勵作用下產生彈跳或滾動，在與銅箔(9)摩擦后更容易得到電子，其在一個周期內上下運動，產生交變電流，完成從機械能到電能的轉換。
6.根據權利要求1所述的基于納米摩擦和光能耦合發電的助聽設備，其特征在于，所述B-TENG裝置(3)通過整流濾波電路將交流電轉化成為直流電，并利用穩壓TVS管控制電路電壓；所述ETFE太陽能薄膜(4)通過DC/DC穩壓器變換為平穩的電壓。
7.根據權利要求1所述的基于納米摩擦和光能耦合發電的助聽設備，其特征在于，所述ETFE太陽能薄膜(4)設置在B-TENG裝置(3)的外表面上；所述B-TENG裝置(3)的內表面通過塔簧(13)與耳蝸連接。
8.根據權利要求5所述的基于納米摩擦和光能耦合發電的助聽設備，其特征在于，所述支撐環(7)的側面開設有若干槽口(11)，實現減重。
9.一種銅箔制備方法，其特征在于，包括：
10.根據權利要求9所述的一種銅箔制備方法，其特征在于，所述步驟S1，包括：
...【技術特征摘要】
1.基于納米摩擦和光能耦合發電的助聽設備，其特征在于，包括：耳蝸以及安裝在耳蝸上的多通道teng裝置(2)和供電系統；所述多通道teng裝置(2)用于將人體振動轉化為電壓信號，產生的電壓信號發送至終端，隨后輸入到檢測模型識別相應的運動模式；所述供電系統，包括：b-teng裝置(3)、etfe太陽能薄膜(4)和儲能裝置；所述b-teng裝置(3)用于將人體振動產生的機械能轉換為電能，所述etfe太陽能薄膜(4)用于將光能轉化為電能；所述b-teng裝置(3)和etfe太陽能薄膜(4)產生的電能并聯輸入至儲能裝置為耳蝸供電。
2.根據權利要求1所述的基于納米摩擦和光能耦合發電的助聽設備，其特征在于，所述耳蝸，包括：耳蝸本體(1)、pcb板(5)、保護殼(6)；所述pcb板(5)設置在耳蝸本體(1)內部，所述保護殼(6)設置在pcb板(5)上，起保護作用。
3.根據權利要求2所述的基于納米摩擦和光能耦合發電的助聽設備，其特征在于，所述多通道teng裝置(2)產生的電壓信號由open?bci模塊收集后，通過wifi模塊發送至終端。
4.根據權利要求1所述的基于納米摩擦和光能耦合發電的助聽設備，其特征在于，所述檢測模型，包括：一個輸入層，若干個gru隱藏層以及一個輸出層；所述輸出層采用softmax激活函數，以輸出每種運動狀態的概率；在檢測模型中使用分類交叉熵作為損失函數，并采用adam優化器。
5.根據權利要求1所述的基于納...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉樂，伍玥睿，張裕寧，宋帥震，
申請(專利權)人：西南交通大學，
類型：發明
國別省市：
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