[發(fā)明專利]擺式摩擦納米發(fā)電機(jī)及能量采集器有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910342869.7 | 申請日： | 2019-04-25 |
| 公開（公告）號： | CN111865133B | 公開（公告）日： | 2022-03-18 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 林志明;其他發(fā)明人請求不公開姓名 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京納米能源與系統(tǒng)研究所 |
| 主分類號： | H02N1/04 | 分類號： | H02N1/04;H02K35/02 |
| 代理公司： | 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021 | 代理人： | 任巖 |
| 地址： | 101400 北京市*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 擺式 摩擦 納米 發(fā)電機(jī) 能量 采集 | ||
1.一種擺式摩擦納米發(fā)電機(jī)，其特征在于，包括：
外殼，為一封閉的殼體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部具有一空腔；
一擺動結(jié)構(gòu)，位于該空腔中，包含：擺桿；以及自由擺動摩擦層，與擺桿的末端剛性連接；
電極層，位于外殼的內(nèi)表面上，包含間隔開的第一電極層和第二電極層；以及
分布式摩擦層，位于能與擺動結(jié)構(gòu)在擺動過程中接觸的范圍內(nèi)，與自由擺動摩擦層的材料位于不同的摩擦電序列，一端固定于電極層之上，另一端為自由端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺式摩擦納米發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述自由擺動摩擦層與電極層之間存在間隙；
該間隙為0.2mm-1mm；
自由擺動摩擦層和分布式摩擦層接觸的表面部分或全部包括納米或微米結(jié)構(gòu)。
3.一種擺式摩擦納米發(fā)電機(jī)，其特征在于，包括：
外殼，為一封閉的殼體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部具有一空腔；
一擺動結(jié)構(gòu)，位于該空腔中，包含：擺桿；以及自由擺動摩擦層，與擺桿的末端剛性連接；
電極層，位于外殼的內(nèi)表面上，包含間隔開的第一電極層和第二電極層；
介電層，覆蓋于電極層之上；以及
分布式摩擦層，位于能與擺動結(jié)構(gòu)在擺動過程中接觸的范圍內(nèi)，與自由擺動摩擦層的材料位于不同的摩擦電序列，一端固定于介電層之上，另一端為自由端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的擺式摩擦納米發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述自由擺動摩擦層與介電層之間存在間隙；
該間隙為0.2mm-1mm；
自由擺動摩擦層和分布式摩擦層接觸的表面部分或全部包括納米或微米結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的擺式摩擦納米發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述自由擺動摩擦層背離分布式摩擦層的一面上設(shè)置有一磁鐵，對應(yīng)外殼內(nèi)表面上設(shè)置有線圈，該磁鐵和自由擺動摩擦層同時隨著擺動結(jié)構(gòu)進(jìn)行擺動，實現(xiàn)摩擦發(fā)電與電磁式發(fā)電兩種形式能量的復(fù)合收集。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的擺式摩擦納米發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述擺動結(jié)構(gòu)為一單擺式結(jié)構(gòu)，擺桿通過一連接部連接于外殼之上，使自由擺動摩擦層及擺桿形成的擺動結(jié)構(gòu)在外界激勵下進(jìn)行單擺或圓錐擺。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的擺式摩擦納米發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述擺動結(jié)構(gòu)為一單擺式結(jié)構(gòu)，擺桿通過一連接部連接于外殼之上，使自由擺動摩擦層及擺桿形成的擺動結(jié)構(gòu)在外界激勵下進(jìn)行單擺或圓錐擺。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的擺式摩擦納米發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述連接部的材料為柔性材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的擺式摩擦納米發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述外殼為一球體，所述電極層為弧形雙電極層，第一電極層和第二電極層呈現(xiàn)內(nèi)外圈分布的形式，第一電極層為內(nèi)圈電極，第二電極層為與內(nèi)圈電極間隔開的外圍環(huán)形電極；
自由擺動摩擦層與第一電極層的面積相等。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的擺式摩擦納米發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述擺動結(jié)構(gòu)為一雙擺式結(jié)構(gòu)，擺桿包含一空心中心，該空心中心套接于一軸結(jié)構(gòu)上，在該擺桿的兩個末端連接有質(zhì)量大小不等的兩個自由擺動摩擦層，在外界激勵下兩個自由擺動摩擦層繞著該軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行360°范圍內(nèi)的自由擺動。
11.一種能量采集器，其特征在于，包含權(quán)利要求1至10中任一項所述的擺式摩擦納米發(fā)電機(jī)。
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