[發(fā)明專利]具有發(fā)電單元的慣性發(fā)電裝置和加速方向檢測(cè)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310403328.3
• 申請(qǐng)日: 2013-09-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104426425A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王中林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京納米能源與系統(tǒng)研究所
• 主分類號(hào): H02N2/18
• 分類號(hào): H02N2/18;H02N1/04;H02K11/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種慣性發(fā)電裝置，包括基座(10)、發(fā)電單元(20)，其特征在于，還包括動(dòng)體(30)，所述發(fā)電單元(20)與所述基座(10)固定連接，所述動(dòng)體(30)與所述基座(10)不固定連接，其中，

當(dāng)所述動(dòng)體(30)與所述發(fā)電單元(20)接觸并與該發(fā)電單元(20)產(chǎn)生相互作用力時(shí)，所述發(fā)電單元(20)能夠?qū)⑺鰟?dòng)體(30)對(duì)其產(chǎn)生的作用力做的功的至少一部分轉(zhuǎn)化為電能。

2.如權(quán)利要求1所述的慣性發(fā)電裝置，其特征在于，當(dāng)所述動(dòng)體(30)受到一個(gè)相對(duì)于所述基座(10)的慣性力時(shí)，該動(dòng)體(30)與所述發(fā)電單元(20)接觸并與該發(fā)電單元(20)產(chǎn)生相互作用力。

3.如權(quán)利要求1或2所述的慣性發(fā)電裝置，其特征在于，所述發(fā)電單元(20)和所述動(dòng)體(30)之間的距離被限制于一個(gè)范圍內(nèi)，以便二者能夠在隨機(jī)發(fā)生的不同方向的慣性力的作用下而發(fā)生隨機(jī)的多次觸碰。

4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的慣性發(fā)電裝置，其特征在于，所述基座(10)是中空的腔體結(jié)構(gòu)，所述發(fā)電單元(20)和所述動(dòng)體(30)均位于所述基座(10)的內(nèi)部。

5.如權(quán)利要求4所述的慣性發(fā)電裝置，其特征在于，所述基座(10)是中空的密閉腔體。

6.如權(quán)利要求4或5所述的慣性發(fā)電裝置，其特征在于，所述基座(10)是一個(gè)圓筒形的殼體(11)，所述動(dòng)體是一個(gè)圓柱形的滾柱(31)，所述發(fā)電單元(21)具有多個(gè)，它們均勻設(shè)置在所述殼體(11)的內(nèi)側(cè)表面上。

7.如權(quán)利要求4或5所述的慣性發(fā)電裝置，其特征在于，所述基座(10)是中空的球體殼體(11)，所述動(dòng)體(30)是一個(gè)滾球，所述發(fā)電單元具有多個(gè)，并且以等間隔分布的形式固定于該殼體(11)的內(nèi)壁。

8.如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的慣性發(fā)電裝置，其特征在于，所述發(fā)電單元(20)包括從上至下依次疊置的頂電極(211)、第一摩擦層(212)、彈性隔離件(210)、第二摩擦層(213)和底電極(214)，其中，

所述頂電極(211)和所述第一摩擦層(212)緊密相接構(gòu)成上部分，所述底電極(214)和所述第二摩擦層(213)緊密相接構(gòu)成下部分；

所述第一摩擦層(212)和第二摩擦層(213)在摩擦電極序中處于不同的位置；

所述彈性隔離件(210)分別與所述上部分與下部分相連，并使得：在無(wú)外力作用于所述上部分時(shí)，所述第一摩擦層(212)和所述第二摩擦層(213)相互分隔以一定的距離；當(dāng)上部分受到朝向所述下部分的作用力時(shí)，所述上部分能夠朝向所述下部分移動(dòng)并接觸所述下部分；并且，當(dāng)所述上部分受到的朝向所述下部分的作用力減小或消失時(shí)，所述上部分能夠遠(yuǎn)離所述下部分移動(dòng)。

9.如權(quán)利要求8所述的慣性發(fā)電裝置，其特征在于，所述彈性隔離件(210)是由絕緣材料構(gòu)成的彈性體。

10.如權(quán)利要求8或9所述的慣性發(fā)電裝置，其特征在于，所述彈性隔離件(210)連接于所述第一摩擦層(212)與所述第二摩擦層(213)的接觸面上，或者連接于所述上部分或下部分的側(cè)面。

11.如權(quán)利要求8或9所述的慣性發(fā)電裝置，其特征在于，所述彈性隔離件容納于開(kāi)設(shè)于所述第一摩擦層(212)和/或所述第二摩擦層(213)的沉孔中。

12.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的慣性發(fā)電裝置，其特征在于，所述發(fā)電單元(30)包括從上至下層疊緊密接觸的頂電極(221)、介質(zhì)層(222)、壓電層(223)和底電極(224)。

13.如權(quán)利要求12所述的慣性發(fā)電裝置，其特征在于，所述壓電層(223)包括壓電薄膜或壓電納米結(jié)構(gòu)材料。

14.一種加速方向檢測(cè)裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的慣性發(fā)電裝置，該慣性發(fā)電裝置包括多個(gè)設(shè)置于所述基座(10)的不同位置的發(fā)電單元(20)，通過(guò)測(cè)量不同發(fā)電單元(30)產(chǎn)生的電信號(hào)來(lái)確定所述動(dòng)體受到的慣性力的方向，從而測(cè)得該加速方向檢測(cè)裝置的加速度方向。

15.如權(quán)利要求14所述的加速方向檢測(cè)裝置，其特征在于，所述基座(10)是一個(gè)中空的殼體，所述多個(gè)發(fā)電單元(20)平面對(duì)稱地分布在所述殼體的內(nèi)表面上，所述動(dòng)體(30)在殼體內(nèi)部的一個(gè)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。