[發明專利]直流輸出摩擦納米發電裝置及傳感設備

在審

• 申請號: 202010080944.X
• 申請日: 2020-02-05
• 公開（公告）號: CN111193431A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 程廷海;王健龍;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;H02N1/06
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 金銀花

本發明公開了一種直流輸出摩擦納米發電裝置及傳感設備。該直流輸出摩擦納米發電裝置能夠實現直流輸出，包括定子部及轉子部；定子部包括筒體及設置于筒體內壁的沿筒體軸向依次排列的至少兩個第一摩擦組，第一摩擦組包括沿筒體周向設置的偶數個第一摩擦件，轉子部包括與筒體同軸設置的轉軸及設置于轉軸的第二摩擦組，第二摩擦組包括為第一摩擦組的第一摩擦件數量一半的沿轉軸周向設置的第二摩擦件；相鄰第一摩擦組的第一摩擦件之間在筒體周向上依次錯位設置；或相鄰第一摩擦組的第一摩擦件之間在筒體周向上一一對齊設置，第二摩擦組與第一摩擦組數量相同且在轉軸的徑向上一一對應，相鄰第二摩擦組的第二摩擦件之間在轉軸周向上依次錯位設置。

技術領域

本發明涉及發電機技術領域，尤其涉及一種直流輸出摩擦納米發電裝置及傳感設備。

背景技術

隨著物聯網技術的快速發展，需要分布廣泛的傳感器集成到世界的各個角落，用于健康監測、生化檢測、醫療保健、環境保護、基礎設施管理和安全監測等，龐大數量的傳感器需要獨立供電，傳統的電池供電需要經常更換且造成了嚴重的環境污染，限制了傳感器的使用。

摩擦納米發電機自問世以來，因其具有結構簡單，質量輕，價格便宜，材料選擇豐富，且更適合收集低頻(小于5Hz)下的能量的優點，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，具有良好的商業價值和社會效益。

目前的摩擦納米發電機的工作方式主要有接觸分離式和水平滑動式，由于摩擦納米發電機在工作時電勢變化會造成電荷的回流，因此摩擦納米發電機本身輸出的是交流電，而傳感器多是直流供電，因此亟需設計一種可實現直流輸出的摩擦納米發電機，能夠為傳感器直接供電。

發明內容

本發明實施例提供一種直流輸出摩擦納米發電裝置及傳感設備，以解決現有的摩擦納米發電機存在的交流輸出，波峰因數高，為小型傳感器供電效率低的技術問題。

一方面，本發明實施例提出了一種直流輸出摩擦納米發電裝置，包括定子部及轉子部，轉子部設置于定子部內；其中，定子部包括筒體及設置于筒體內壁的沿筒體軸向依次排列的至少兩個第一摩擦組，第一摩擦組包括沿筒體周向設置的偶數個第一摩擦件，轉子部包括與筒體同軸設置的轉軸及設置于轉軸的第二摩擦組，第二摩擦組包括為第一摩擦組的第一摩擦件數量一半的沿轉軸周向設置的第二摩擦件；相鄰第一摩擦組的第一摩擦件之間在筒體周向上依次錯位設置，轉子部轉動時第二摩擦件能夠與全部第一摩擦組的第一摩擦件摩擦發電；或者，相鄰第一摩擦組的第一摩擦件之間在筒體周向上一一對齊設置，第二摩擦組與第一摩擦組數量相同且在轉軸的徑向上一一對應，相鄰第二摩擦組的第二摩擦件之間在轉軸周向上依次錯位設置，轉子部轉動時第二摩擦組的第二摩擦件能夠與對應的第一摩擦組的第一摩擦件摩擦發電。

根據本發明實施例的一個方面，當第一摩擦組的第一摩擦件的數量為兩個時，兩個第一摩擦件電性連接形成一個第一摩擦對；當第一摩擦組的第一摩擦件的數量為四個以上時，相隔的第一摩擦件兩兩電性連接形成兩個以上第一摩擦對。

根據本發明實施例的一個方面，筒體的兩端分別設置有第一端蓋和第二端蓋，筒體、第一端蓋和第二端蓋構成具有容納空間的筒狀結構，第一摩擦組和第二摩擦組均位于該筒狀結構內。

根據本發明實施例的一個方面，筒體的側壁上設置有多個排線孔，排線孔用于向筒體外輸出第二摩擦件與第一摩擦件摩擦發電的電能。

根據本發明實施例的一個方面，轉子部包括轉筒，轉筒通過轉軸同軸設置于筒體內，第二摩擦組環繞轉軸的軸向設置于轉筒的外壁上。

根據本發明實施例的一個方面，轉子部包括轉動架，轉動架通過轉軸同軸設置于筒體內，第二摩擦組環繞轉軸的軸向設置于轉動架的外周面上。

根據本發明實施例的一個方面，第二摩擦件為撥片狀，第二摩擦件的第一端固定連接于轉軸，第二摩擦件的第二端自由，第二摩擦件的第二端用于與第一摩擦件摩擦。