[發明專利]駐極體直線靜電發電機

有效

• 申請號: 201810973392.8
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN109149999B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 葉雄英;王詩文;畢明朝;曹澤元
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H02N1/08
• 分類號: H02N1/08
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 陳舒維;宋志強

本發明公開了一種駐極體直線靜電發電機，所述駐極體直線靜電發電機包括：框架；兩個定子，上下平行地布置且均固定到所述框架，并在所述兩個定子中的至少一個定子的面對所述動子的表面上布置有多個駐極體柵條；動子，以可移動的方式布置在所述兩個定子之間，并在所述動子的面對所述布置有駐極體柵條的定子的表面上布置有多個電極條；所述動子在動子移動方向上的寬度與動子可移動行程之和大約等于所述定子在所述動子移動方向上的長度，當所述動子的所述寬度大約等于所述動子可移動行程時輸出功率最大。本發明所提供的發電機在發電機尺寸、行程一定的情況下，通過把發電機電極布置于尺寸小的動子上，減小了發電機電容，從而提高了輸出功率。

技術領域

本發明涉及靜電發電機領域，更具體地說，涉及一種駐極體直線靜電發電機。

背景技術

目前隨著如智能手環、智能手表、智能眼鏡、智能服裝等一系列可穿戴設備的發展和普及，為人類生活提供的便利越來越多。這些可穿戴設備大部分由各種類型的化學電池進行供能，這意味著需要頻繁的進行電池的更換，另外電池丟棄也往往會對環境造成難以逆轉的污染，因此環境能量采集受到了越來越多的重視。相對而言，人體運動能是一種常見的環境能源，采集人體運動能進行可穿戴設備的供能是一種較為有效的應用方式。

駐極體直線靜電發電機能夠采集人體運動能進行發電，但是現有的駐極體直線靜電發電機的電容較大而發電功率較小，難以滿足發電要求。

發明內容

本發明的一個實施例提供了一種駐極體直線靜電發電機，所述駐極體直線靜電發電機包括：框架；兩個定子，上下平行地布置且均固定到所述框架，并在所述兩個定子中的至少一個定子的面對所述動子的表面上布置有多個駐極體柵條；動子，以可移動的方式布置在所述兩個定子之間，并在所述動子的面對所述至少一個定子的表面上布置有多個電極條；其中，所述動子在動子移動方向上的寬度與動子可移動行程之和大約等于所述定子在所述動子移動方向上的長度。

可選地，所述動子的所述寬度大約等于所述動子可移動行程。

可選地，每個定子均包括被均勻地布置在面對所述動子的表面上的多個駐極體柵條，所述動子包括被均勻地布置在上下兩個表面上的多個電極條。

可選地，所述動子包括動子基板，所述電極條沿著所述動子移動方向布置在所述動子基板上。

可選地，在所述動子移動方向上，所述動子上的所述電極條的寬度與相鄰兩個電極條之間的間隙之和等于所述定子上的所述駐極體柵條與相鄰兩個駐極體柵條之間的間隙之和的一半。

可選地，所述定子(110)的駐極體占空比為0.4-0.5，所述動子(130)的電極占空比為0.7-0.85。

可選地，根據所述駐極體直線靜電發電機的相數，所述多個電極條被分成多組，每組電極條均通過水平引線相連，且所述水平引線距離所述電極條至少預定距離。

可選地，所述動子基板為絕緣體，在所述多個電極條上均覆蓋有絕緣層。

可選地，所述定子包括彼此平行地固定在一起的外基板和內基板，其中，所述駐極體直線靜電發電機還包括沿著所述動子移動方向布置在所述外基板和所述內基板之間的多個滾珠，所述滾珠的至少一部分穿過所述內基板而接觸到所述動子基板。

可選地，所述多個滾珠在與所述動子移動方向垂直的方向上均處于所述動子基板的電極條布置范圍的外側。

可選地，在所述定子的外基板上開設有V型槽，并在所述定子的內基板上開設有大端朝向所述V型槽的梯形孔，所述滾珠被容納在所述V型槽和所述梯形孔內。

可選地，所述框架和所述兩個定子通過螺栓彼此固定。