[實(shí)用新型]一種基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的自驅(qū)動(dòng)發(fā)光鼓掌器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720099708.6
• 申請(qǐng)日: 2017-01-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206414755U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅林保;吳國(guó)安;王迪;孔維玉;王奎元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): A63H5/00
• 分類號(hào): A63H5/00;H02N1/04
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司34101
• 代理人: 盧敏,何梅生

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及能量轉(zhuǎn)化領(lǐng)域，特別涉及到一種基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的自驅(qū)動(dòng)發(fā)光鼓掌器。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，具備各種各樣功能的微電子產(chǎn)品不斷地走入人們的日常生活，并逐漸成為人類生活必不可少的一部分。然而，伴隨著微電子產(chǎn)品的爆炸式增長(zhǎng)，人們對(duì)電子產(chǎn)品的續(xù)航能力提出了更加苛刻的要求。一方面，隨著超大規(guī)模集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，微電子產(chǎn)品的功耗越來(lái)越小；另一方面，微電子產(chǎn)品的電池能量密度也越來(lái)越大。但是這兩個(gè)方面能力的提高依舊不能滿足人們的需求，一種基于摩擦靜電感應(yīng)原理的納米發(fā)電機(jī)能夠很好的解決此問(wèn)題，這將對(duì)人們的日常生活產(chǎn)生巨大影響。

現(xiàn)有商用發(fā)光鼓掌器的發(fā)光大部分是通過(guò)電池供電來(lái)驅(qū)動(dòng)的，外部電池不僅體積大質(zhì)量重，不利于電子產(chǎn)品的小型化，而且含有對(duì)環(huán)境和人體有害的化學(xué)物質(zhì)。因此，若能研究出將摩擦納米發(fā)電機(jī)應(yīng)用于發(fā)光鼓掌器的方式，避免電池的使用，將具有重要的價(jià)值。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，充分利用摩擦納米發(fā)電機(jī)的供電作用，提供一種結(jié)構(gòu)新穎、制備工藝簡(jiǎn)單、供電能力強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、且防雨防腐蝕能力強(qiáng)的自驅(qū)動(dòng)發(fā)光鼓掌器。

本實(shí)用新型為解決技術(shù)問(wèn)題，采用如下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的自驅(qū)動(dòng)發(fā)光鼓掌器，包括一固定手掌和一活動(dòng)手掌，在所述固定手掌的下端形成有手柄，所述活動(dòng)手掌以上端可擺動(dòng)的形式設(shè)于手柄上；其特點(diǎn)在于：在所述鼓掌器上設(shè)有至少一個(gè)摩擦納米發(fā)電機(jī)，所述摩擦納米發(fā)電機(jī)由兩摩擦部件構(gòu)成，兩摩擦部件分別固定在所述固定手掌和活動(dòng)手掌的拍打面上，使得兩手掌在拍合時(shí)，兩摩擦部件相互接觸；

其中：第一摩擦部件是以PET薄膜作為柔性襯底，在所述柔性襯底上固定有金屬鋁片，在所述金屬鋁片上固定有PDMS薄膜，所述PDMS薄膜表面一體化成型有陣列式PDMS凸起；第二摩擦部件是以PET薄膜作為柔性襯底，在所述柔性襯底上固定有金屬鋁片，在所述金屬鋁片上設(shè)置有與所述陣列式PDMS凸起相配合的陣列式鋁凸起；

在所述活動(dòng)手掌的外表面設(shè)置有若干串聯(lián)的發(fā)光二極管；所述第一摩擦部件和所述第二摩擦部件從金屬鋁片處引出電極，分別連接發(fā)光二極管的負(fù)極引腳和正極引腳；兩手掌在拍合時(shí)產(chǎn)生機(jī)械能，所述摩擦納米發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，使得發(fā)光二極管發(fā)光。

鼓掌器在拍合時(shí)，手指處機(jī)械能最大，因此將兩摩擦部件分別固定在所述活動(dòng)手掌和所述固定手掌前端的手指處。

所述PDMS薄膜的厚度在400～450μm；所述金屬鋁片的厚度在20～23.6μm。

所述陣列式PDMS凸起和所述陣列式鋁凸起皆為微米級(jí)陣列圓柱，各圓柱高度在80～100nm，直徑在3～6μm，各圓柱之間間距在1～4μm。

在所述活動(dòng)手掌的底端設(shè)有連接片，在所述固定手掌上設(shè)有卡槽，所述連接片卡接于所述卡槽內(nèi)；所述固定手掌上還設(shè)有將所述連接片套緊的緊固套；所述連接片在緊固套的上、下方分別設(shè)有凸起的限位擋條。

與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在：

1、本實(shí)用新型基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的自驅(qū)動(dòng)發(fā)光鼓掌器，是以超薄鋁箔和易于加工成型的PDMS薄膜作為摩擦納米發(fā)電機(jī)的核心，將通過(guò)鼓掌器兩個(gè)擊打面的撞擊產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，為L(zhǎng)ED燈供電，從而實(shí)現(xiàn)鼓掌器的自驅(qū)動(dòng)發(fā)光效果；相對(duì)于普通電池供電的發(fā)光鼓掌器來(lái)言，基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的自驅(qū)動(dòng)發(fā)光鼓掌器可以有效減少對(duì)外部供電電池的依賴，更適合大規(guī)模生產(chǎn)，有很大的市場(chǎng)應(yīng)用潛力；

2、本實(shí)用新型制備自驅(qū)動(dòng)發(fā)光鼓掌器的材料都是無(wú)毒無(wú)害的，并且在獲取能量的過(guò)程中也是綠色可循環(huán)的，對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和綠色能源的開(kāi)發(fā)有著重大的意義。

3、本實(shí)用新型以PET薄膜作為襯底，得到柔性的摩擦納米發(fā)電單元，即可以更好的耦合外部的低頻機(jī)械能，還能起到緩沖減震的作用。

4、本實(shí)用新型在PDMS薄膜和金屬鋁片上制備規(guī)則的陣列式圓柱圖案，可以得到更大的有效接觸面積，從而使兩個(gè)摩擦面接觸時(shí)一次轉(zhuǎn)移的電荷量更多，使得外電路中產(chǎn)生的電信號(hào)更強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的自驅(qū)動(dòng)發(fā)光鼓掌器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型自驅(qū)動(dòng)發(fā)光鼓掌器中固定手掌和活動(dòng)手掌拍打面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型自驅(qū)動(dòng)發(fā)光鼓掌器中第二摩擦部件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型自驅(qū)動(dòng)發(fā)光鼓掌器中第一摩擦部件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例1中所得硅模板的形貌圖；