[發(fā)明專利]一種基于旋轉(zhuǎn)式直流摩擦納米發(fā)電機(jī)的發(fā)電路面

在審

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• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號(hào): CN113206611A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柳長昕;劉健豪;李華安;范宇航;趙凱園;曲廣皓;單百川;陳南汐;王成法;徐敏義;潘新祥
• 申請（專利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類號(hào): H02N1/04
• 分類號(hào): H02N1/04;H02K7/18;E01C11/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 修睿;李洪福

本發(fā)明提供一種基于旋轉(zhuǎn)式直流摩擦納米發(fā)電機(jī)的發(fā)電路面，本發(fā)明包括上支撐部、下支撐部和置于其間的旋轉(zhuǎn)式直流摩擦納米發(fā)電機(jī)，下支撐部位于預(yù)設(shè)固定位置，上支撐部能夠上下位移，上支撐部連接在旋轉(zhuǎn)式直流摩擦納米發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上，旋轉(zhuǎn)式直流摩擦納米發(fā)電機(jī)包括支撐外殼和置于其中的定子和轉(zhuǎn)子，定子包括公差補(bǔ)償裝置以及固定在其上的摩擦電極，轉(zhuǎn)子設(shè)置于所述支撐外殼內(nèi)部中心處，轉(zhuǎn)子上附有摩擦層，轉(zhuǎn)子上方固定靜電擊穿電極，靜電擊穿電極與摩擦層之間設(shè)有預(yù)設(shè)距離，公差補(bǔ)償裝置用于使摩擦層與摩擦電極緊密接觸，使轉(zhuǎn)子與摩擦電極保持同一同軸度。本發(fā)明通過收集人類行走踩踏動(dòng)作的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能，進(jìn)而為城市傳感器供電，節(jié)能環(huán)保。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及摩擦納米發(fā)電自供能技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)計(jì)一種基于摩擦起電效應(yīng)與靜電擊穿效應(yīng)相耦合的旋轉(zhuǎn)式直流摩擦納米發(fā)電機(jī)(R-DC-TENG)的發(fā)電路面。

背景技術(shù)

地球上能源有限，人類能源危機(jī)日益緊迫，隨著煤炭，天然氣，石油等不可再生資源的消耗，尋找新能源是人類當(dāng)今面臨的一個(gè)棘手問題。新能源的發(fā)現(xiàn)對(duì)人類而言無疑具有劃時(shí)代的意義。采集環(huán)境中的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能是構(gòu)建自供能系統(tǒng)的有效方案。在我們的生活環(huán)境中存在著各種各樣的機(jī)械能，包括人體運(yùn)動(dòng)，行走，機(jī)械振動(dòng)等。采集這些機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能是解決當(dāng)今能源危機(jī)的一種有效手段。其中人類行走踩踏動(dòng)作蘊(yùn)含著巨大的能量，這種能量始終沒有得到有效的利用。收集人類行走踩踏動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電能是一種清潔，有效收集能源的方式。

摩擦納米發(fā)電機(jī)被認(rèn)為是一種構(gòu)建自供能系統(tǒng)的新型發(fā)電技術(shù)，直流摩擦納米發(fā)電機(jī)(DC-TENG)，它是一種基于摩擦起電效應(yīng)和靜電擊穿效應(yīng)相耦合的一種新型發(fā)電技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低，材料選擇范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效地將環(huán)境中的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，并且能夠直接輸出直流電。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)上述提出的技術(shù)問題，而提供一種于旋轉(zhuǎn)式直流摩擦納米發(fā)電機(jī)的發(fā)電路面。本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：

一種基于旋轉(zhuǎn)式直流摩擦納米發(fā)電機(jī)的發(fā)電路面，包括：上支撐部、下支撐部和置于其間的旋轉(zhuǎn)式直流摩擦納米發(fā)電機(jī)，所述下支撐部位于預(yù)設(shè)固定位置，所述上支撐部能夠上下位移，所述上支撐部連接在旋轉(zhuǎn)式直流摩擦納米發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上，所述旋轉(zhuǎn)式直流摩擦納米發(fā)電機(jī)包括支撐外殼和置于其中的定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括公差補(bǔ)償裝置以及固定在其上的摩擦電極，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置于所述支撐外殼內(nèi)部中心處，所述轉(zhuǎn)子上附有摩擦層，所述轉(zhuǎn)子上方固定靜電擊穿電極，所述靜電擊穿電極與摩擦層之間設(shè)有預(yù)設(shè)距離，所述公差補(bǔ)償裝置用于使摩擦層與摩擦電極緊密接觸，使轉(zhuǎn)子與摩擦電極保持同一同軸度。

進(jìn)一步地，所述上支撐部的底部設(shè)有固定在其上的齒條，所述齒條與設(shè)置在下支撐部上的齒輪配合，所述齒輪與所述轉(zhuǎn)子相連。

進(jìn)一步地，所述支撐外殼為正多邊形，其內(nèi)部中各邊部均安裝有公差補(bǔ)償裝置，其中一個(gè)公差補(bǔ)償裝置上設(shè)有用于安裝所述靜電擊穿電極的靜電擊穿電極底座。

進(jìn)一步地，所述公差補(bǔ)償裝置由彈簧鋼制成。

進(jìn)一步地，所述支撐外殼壁上設(shè)有連通城市傳感器的導(dǎo)線。

進(jìn)一步地，所述摩擦電極由銅制成，所述摩擦層采用聚酰亞胺制成。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、將摩擦電極固定在公差補(bǔ)償裝置上，公差補(bǔ)償裝置由彈簧鋼(Mn65)制成。公差補(bǔ)償裝置能夠讓摩擦層與摩擦電極(FE)能夠接觸得更緊密，使得轉(zhuǎn)子與半圓結(jié)構(gòu)的摩擦電極(FE)保持同一同軸度，保證裝置工作過程中能夠平穩(wěn)地產(chǎn)生直流電，使得裝置正常運(yùn)行。

2、旋轉(zhuǎn)式直流摩擦納米發(fā)電機(jī)的靜電擊穿電極與摩擦層之間留有微小距離，兩者之間的距離是靜電擊穿的關(guān)鍵參數(shù)，距離越小，R-DC-TANG的發(fā)電性能越好。