[發(fā)明專利]一種具有重力勢能儲蓄功能的旋轉式摩擦納米發(fā)電機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110259968.6
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN113037127B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設計）人: 王佩紅;魏孝祥;曹寶;郭遠超
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;H02N1/06;F03G3/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 周靜

1.一種具有重力勢能儲蓄功能的旋轉式摩擦納米發(fā)電機，其特征在于：包括同軸設置的外圓筒（1）和內(nèi)圓筒（2），外圓筒（1）和內(nèi)圓筒（2）通過中心軸桿（3）連接；所述中心軸桿（3）與內(nèi)圓筒（2）固定連接；所述中心軸桿（3）的一端通過第一單向軸承（4）與外圓筒（1）連接，所述中心軸桿（3）的另一端與外圓筒（1）轉動連接；其中：

所述中心軸桿（3）的一側設置有第一質量塊（5），所述第一質量塊（5）通過第二單向軸承（6）與中心軸桿（3）連接；所述第二單向軸承（6）與第一單向軸承（4）安裝完成后其能夠自由轉動的方向相反；

所述外圓筒（1）的內(nèi)表面固定有電極陣列（7）和至少一個柔性葉片（8）；所述電極陣列（7）包括若干個電極單元；所述柔性葉片（8）的一端遠離外圓筒的內(nèi)表面并與內(nèi)圓筒的外表面彈性接觸；

所述內(nèi)圓筒（2）的內(nèi)部一側固定有第二質量塊（9），所述內(nèi)圓筒（2）的外表面固定有片狀薄膜陣列（10），所述片狀薄膜陣列（10）與電極陣列（7）之間不互相接觸；所述片狀薄膜陣列（10）包括若干個交替間隔設置的第一摩擦單元（101）和第二摩擦單元（102），所述第一摩擦單元（101）和第二摩擦單元（102）具有不同的得失電子能力；其中：所有與第一摩擦單元（101）相對應的電極單元串聯(lián)形成第一電極，所有與第二摩擦單元（102）相對應的電極單元串聯(lián)形成第二電極；在內(nèi)圓筒（2）相對于外圓筒（1）轉動過程中，柔性葉片（8）與片狀薄膜陣列（10）發(fā)生摩擦產(chǎn)生電荷轉移，同時片狀薄膜陣列（10）與電極陣列（7）之間發(fā)生靜電感應，從而通過第一電極和第二電極向外電路輸出電信號。

2.根據(jù)權利要求1所述的旋轉式摩擦納米發(fā)電機，其特征在于：所述第二單向軸承（6）的外圈一側固定連接有扇形板（100），所述第一質量塊（5）通過扇形板（100）與第二單向軸承（6）固定連接。

3.根據(jù)權利要求2所述的旋轉式摩擦納米發(fā)電機，其特征在于：所述第一質量塊（5）的重心位于內(nèi)圓筒（2）任一素線中點與內(nèi)圓筒軸線中點的連線上。

4.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的旋轉式摩擦納米發(fā)電機，其特征在于：所述電極單元的數(shù)量為偶數(shù)，所述電極單元的數(shù)量小于或等于第一摩擦單元（101）和第二摩擦單元（102）的總數(shù)量。

5.根據(jù)權利要求4所述的旋轉式摩擦納米發(fā)電機，其特征在于：所述外圓筒（1）包括外筒體（11），以及對稱固定在外筒體（11）兩端的第一外圓筒蓋板（12）和第二外圓筒蓋板（13）；所述第一單向軸承（4）固定在第一外圓筒蓋板（12）的中部，所述第一外圓筒蓋板（12）通過第一單向軸承（4）與中心軸桿（3）連接；所述第二外圓筒蓋板（13）的中部固定有雙向軸承（200），所述第二外圓筒蓋板（13）通過雙向軸承（200）與中心軸桿（3）轉動連接。

6.根據(jù)權利要求4所述的旋轉式摩擦納米發(fā)電機，其特征在于：所述內(nèi)圓筒（2）包括內(nèi)筒體（21）以及對稱固定在內(nèi)筒體（21）兩端的兩個內(nèi)圓筒蓋板（22）；所述內(nèi)圓筒蓋板（22）的中部開設有安裝孔（23），所述安裝孔（23）的孔徑與中心軸桿（3）的直徑相適配，所述中心軸桿（3）通過安裝孔（23）與內(nèi)圓筒蓋板（22）固定連接。

7.根據(jù)權利要求1所述的旋轉式摩擦納米發(fā)電機，其特征在于：所述柔性葉片（8）由絕緣薄膜材料制成，柔性葉片（8）的得電子能力小于或等于第一摩擦單元（101），且大于第二摩擦單元（102）。

8.根據(jù)權利要求1所述的旋轉式摩擦納米發(fā)電機，其特征在于：所述電極單元由金屬導電材料制成，所述外圓筒（1）與電極單元之間絕緣。

9.根據(jù)權利要求1所述的旋轉式摩擦納米發(fā)電機，其特征在于：所述第一摩擦單元（101）和第二摩擦單元（102）為兩種不同材質的絕緣材料；所述內(nèi)圓筒（2）與第一摩擦單元（101）、第二摩擦單元（102）之間絕緣。

10.根據(jù)權利要求1所述的旋轉式摩擦納米發(fā)電機，其特征在于：所述外圓筒（1）和內(nèi)圓筒（2）由絕緣材料制作，或用金屬制作并在表面貼絕緣層；所述中心軸桿（3）由亞克力、塑料或金屬制作；所述第一質量塊（5）和第二質量塊（9）由金屬制作。