[發明專利]發電機

有效

• 申請號: 202010076417.1
• 申請日: 2020-01-23
• 公開（公告）號: CN111146970B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 程廷海;李義康;殷夢飛;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 北京納米能源與系統研究所
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;F16H25/08
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王麗娜;李健

本發明涉及能量收集領域，公開了一種發電機，包括支撐座結構、凸輪組件、移動架結構和動力部；支撐座結構具有內部腔體、軸承通孔和第一發電部件，軸承通孔連通內部腔體和外部，第一發電部件設置于支撐座結構內部；移動架結構包括移動框體和第二發電部件，移動框體限定出凸輪容納空間，移動架結構容納于內部腔體中；第一發電部件和第二發電部件的電極彼此相對設置；凸輪組件包括凸輪機構和軸承，凸輪機構包括凸輪和連接于凸輪的凸輪軸，凸輪容納于凸輪容納空間中，凸輪軸從軸承通孔延伸至支撐座結構外，軸承設置于軸承通孔和凸輪軸之間；凸輪設置為旋轉時能夠驅動移動架結構在內部腔體中運動，使得第一發電部件和第二發電部件接觸發電或摩擦發電。

技術領域

本發明涉及能量收集領域，具體地涉及一種發電機。

背景技術

由于世界能源消費的快速增長，考慮到不可再生化石燃料的數量在減少，可再生和可持續能源技術已成為一個重要的研究領域。其中由于環境機械能豐富且無所不在，可用于滿足未來的能量需求，因此從周圍環境中獲取機械能將成為可再生能源領域最有可能的方案之一。

摩擦起電是自然界中最常見的一種現象之一，通過物體和物體之間相互進行摩擦，就會使一方帶上負電，另一方帶上正電，但摩擦電又很難被收集和利用，因此往往被忽視。由美國佐治亞理工學院教授王中林領導的研究小組，開發出了一種柔性摩擦發電機，借助柔性高分子聚合物材料成功地在納米尺度范圍內將機械能轉換成電能。該模式發電機可廣泛從人類活動、海洋能、風能、機械振動等環境中獲取能量，并可為小型電子產品供電，具有巨大的商業價值和社會效益。

現有的摩擦發電機的工作原理中，高分子聚合物與金屬電極之間，或者高分子聚合物之間構成摩擦面進行工作。在滑動模式發電機工作的過程中，可以通過叉指電極的相互滑動增加頻率，進而增加發電機的輸出功率。接觸-分離模式一般具有很好的耐久性，但是發電效率低。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種新型的發電機。

為了實現上述目的，本發明提供一種發電機，該發電機包括支撐座結構、凸輪組件、移動架結構和動力部；

支撐座結構具有內部腔體、軸承通孔和第一發電部件，軸承通孔連通內部腔體和外部，第一發電部件設置于支撐座結構內部；

移動架結構包括移動框體和第二發電部件，移動框體限定出凸輪容納空間，移動架結構容納于支撐座結構的內部腔體中；

第一發電部件和第二發電部件均包括電極，并且第一發電部件和第二發電部件的電極彼此相對設置，第一發電部件的電極和第二發電部件的電極的彼此相對的面中至少一者設置有摩擦材料；

凸輪組件包括凸輪機構和軸承，凸輪機構包括凸輪和連接于凸輪的凸輪軸，凸輪容納于凸輪容納空間中，凸輪軸從軸承通孔延伸至支撐座結構外，軸承設置于軸承通孔和凸輪軸之間；

動力部位于支撐座結構外，動力部連接于凸輪軸以用于驅動凸輪軸和凸輪旋轉；

凸輪設置為旋轉時能夠驅動移動架結構在內部腔體中運動，以使得第一發電部件和第二發電部件接觸發電或摩擦發電。

優選地，動力部包括扇葉。

優選地，凸輪上安裝有安裝磁鐵，支撐座結構內設置有線圈，以使得凸輪旋轉時，線圈與磁鐵感應產生電能輸出。

優選地，凸輪容納空間的垂直于凸輪軸線所截取的橫截面為長方形，長方形的兩條邊中至少一者的長度小于或者等于凸輪的最大外徑，并且長方形的兩條邊的長度均大于凸輪的最小外徑。

優選地，凸輪包括沿周向間隔分布的多個凸出點P2，多個凸出點P2到凸輪軸線的距離相等，在凸出點P2處凸輪具有最大外徑；并且，多個凸出點P2到凸輪軸線的連線沿凸輪周向等角度分布。