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智能手錶和手環在健康監測、運動訓練和生活助理方面頗有幫助。但是，受限于體積和高功耗要求，它們電池的續航時間不足並需頻繁充電，這引起用戶電池焦慮的問題。儘管從手臂擺動俘獲動有望解決該問題，但利用有限體積產生足夠電能有諸多挑戰。因此，我們發明具有同軸拓撲結構、高效緊密的嵌入式發電機。該發電機將運動俘獲單元、磁性升頻器和發電單元集成于扁平緊密的裝置，從而使其可嵌入智能手錶和手環。儘管緊密集成若干單元，該發電機結構簡單、易於加工。同時，爲了提高效率，使用磁性傳動和緊密的軸承降低摩擦。測試結果顯示該發電機可產生最大1.74 mW的功率和820.38 μW/cm3·Hz2的標準化功率密度。發電功率和標準化功率密度高達競爭產品的4倍和10倍。
特點及優勢：
- 比現有技術提高４倍輸出功率和10倍功率密度
- 減少機械性摩擦，提升能量轉換效率
- 降低因撞擊造成的損壞風險和維修更換的需求
- 小巧的嵌入式設計可廣泛應用在穿戴設備上
