[發明專利]一種輸出恒定電流的旋轉摩擦發電機

有效

• 申請號: 201310507488.2
• 申請日: 2013-10-24
• 公開（公告）號: CN103780136A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 張弛;唐偉;周桃;韓昌報;王中林
• 申請（專利權）人: 國家納米科學中心
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明屬于發電技術領域，特別是提供了一種輸出恒定電流的旋轉摩擦發電機。

背景技術

采用納米技術的能量收集和轉換裝置，由于其獨特的自發電和自驅動性質，很可能在制造和驅動自供電納米器件和納米系統裝置中起到關鍵性的作用，最近受到了各國研究人員越來越多的關注。2006年，美國佐治亞理工學院王中林教授研究組首次成功實現了利用氧化鋅納米線將機械能轉化為電能的壓電式納米發電機。隨后，以壓電效應為基礎，基于不同材料和結構的各種納米發電機被相繼研制出來。目前，納米發電機的輸出功率足以驅動商用發光二極管、小型液晶顯示器，以及自供電無線數據傳送設備。

通常來講，發電機是一種能夠生成電荷，將正負電荷分開，并用電勢產生的電荷驅動自由電子流的方法，它能夠以電磁、壓電、電熱甚至靜電效應為基礎。納米發電機依靠氧化鋅納米線所生成的壓電電勢實現了發電。另一方面，摩擦電和靜電現象是一種非常普遍的現象，存在于我們日常生活中各個層面，從走路到開車等等。由于它很難被收集和利用，往往是被人們所忽略的一種能源形式。如果能夠通過一種新的方法收集摩擦產生的電能或者利用該方法將大自然中的動能轉換為能夠利用的電能，將對人們的日常生活產生重要影響。目前，靜電微型發電機已被研制成功，并且在微機電領域得到廣泛應用。但是微型靜電發電機的設計主要以無機硅材料為基礎，并且器件的制造需要復雜的工藝和精密的操作。整個裝置的制備需要大型的儀器設備和特殊的生產條件，造價成本過高，不利于發電機的商業化和日常應用。申請號為201210149940.8和201210160542.6的中國發明專利申請公開了一種摩擦發電機，通過摩擦生電現象和電荷分離方式來發電，但是該摩擦發電機僅能產生脈沖式的電流輸出。申請號為200910080638.X的中國發明專利申請公開了一種旋轉摩擦發電機，該發電機通過定子和轉子上的摩擦材料間的旋轉摩擦產生電荷，但是該旋轉摩擦發電機很難向外電路輸出電流，發電效率很低。

發明內容

為解決上述現有技術中存在的問題，本發明提供了一種輸出恒定電流的旋轉摩擦發電機。

根據本發明的一方面。提出了一種輸出恒定電流的旋轉摩擦發電機，其包括：

第一摩擦件，包括至少一個第一子摩擦件，每個所述第一子摩擦件的一表面接觸設置有第一子電極；

與每個所述第一子摩擦件相對位置不變的一對第一導電部件，分別位于第一子摩擦件的第一末端和第二末端；

第二摩擦件，包括與所述第一子摩擦件相等數量的第二子摩擦件，每個所述第二子摩擦件的一表面接觸設置有第二子電極；

與每個所述第二子摩擦件相對位置不變的一對第二導電部件，分別位于第二子摩擦件的第一末端和第二末端；

其中，所有位于第一子摩擦件第一末端的第一導電部件與所有位于第二子摩擦件第一末端的第二導電部件電連接在一起形成第一電連接點；所有位于第一子摩擦件第二末端的第一導電部件與所有位于第二子摩擦件第二末端的第二導電部件電連接在一起形成第二電連接點；

所述第一子摩擦件的另一表面能夠相對第二子摩擦件的另一表面在順時針或逆時針方向上做勻速摩擦滑動；在所述滑動摩擦的滑動過程中，每對所述第一導電部件中的一個始終與第二子電極電接觸，每對所述第二導電部件中的一個始終與第一子電極電接觸，且同時與第二子電極電接觸的第一導電部件和第一子電極電接觸的第二導電部件所連接的電連接點不同，使得在該滑動過程中，第一電連接點和第二電連接點之間始終產生恒定的電流。

其中，所述第一子摩擦件和第二子摩擦件均為，且為同心平面半圓環結構。

其中，所述第一子摩擦件和第二子摩擦件的內表面接觸設置，第一子電極和第二子電極的內表面分別與第一子摩擦件和第二子摩擦件的外表面接觸設置。

其中，所述每對第一導電部件中的一個始終與第二子電極的內表面電接觸；所述每對第二導電部件中的一個始終與第一子電極的內表面電接觸。

其中，所述每對第一導電部件中的一個始終與第二子電極的外表面電接觸；所述每對第二導電部件中的一個始終與第一子電極的外表面電接觸。

其中，所述第一子摩擦件和第二子摩擦件包括多個，且多個第一子摩擦件大小相同、相對位置不變且間隔均勻，多個第二子摩擦件的大小相同、相對位置不變且間隔均勻，且所述多個第一子摩擦件和所述多個第二子摩擦件分別共同組合構成同心平面半圓環結構。

其中，每個所述第一子摩擦件和所述多個第二子摩擦件中的一個的內表面始終摩擦接觸，第一子電極和第二子電極分別設置在第一子摩擦件和第二子摩擦件的外表面。