[發明專利]一種基于3D打印的花蕊陣列式摩擦納米發電機

有效

• 申請號: 202111559132.4
• 申請日: 2021-12-20
• 公開（公告）號: CN114268238B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 門傳賓;高書燕;劉洋;陳野;王帥通;劉仕哲;劉小楊;李雯
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;F03D9/25;F03B13/00
• 代理公司: 新鄉市平原智匯知識產權代理事務所(普通合伙) 41139
• 代理人: 路寬

1.一種基于3D打印的花蕊陣列式摩擦納米發電機，其特征在于包括相互連接傳動的風力扇葉機構和摩擦發電機構，風力扇葉機構中扇葉固定于中心轉軸的一端，中心轉軸另一端貫穿摩擦發電機構中心軸孔且通過軸承及軸承座固定于摩擦發電機構中的底蓋和端蓋上；摩擦發電機構中內外套設的內層筒形固定基座和外層筒形固定基座固定于相對設置的底蓋和端蓋之間，外層筒形固定基座內部設有分別與外層筒形固定基座內圈及內層筒形固定基座內圈滑動配合的陣列式花蕊狀旋轉基座，外層筒形固定基座內圈及內層筒形固定基座內圈分別設有外層第一摩擦單元和內層第一摩擦單元，陣列式花蕊狀旋轉基座上與外層筒形固定基座內圈及內層筒形固定基座內圈的滑動配合部分別設有外層第二摩擦單元和內層第二摩擦單元，各外層第一摩擦單元與外層第二摩擦單元以及各內層第一摩擦單元與內層第二摩擦單元分別并聯連接，陣列式花蕊狀旋轉基座內部沿圓周方向均勻固定于滾筒組件上，該滾筒組件與中心轉軸通過鍵連接傳動，外層筒形固定基座固定于支座上。

2.根據權利要求1所述的一種基于3D打印的花蕊陣列式摩擦納米發電機，其特征在于：所述外層筒形固定基座上沿圓周方向均布有多個螺栓連接孔，底蓋和端蓋上與外層筒形固定基座上螺栓連接孔相對應的位置分別設有螺栓固定孔，外層筒形固定基座兩端分別加裝底蓋和端蓋后通過貫穿外層筒形固定基座螺栓連接孔及底蓋和端蓋螺栓固定孔的壓緊螺栓組件壓緊固定，底蓋和端蓋均為利于散熱的鏤空結構，該底蓋和端蓋的中心孔處分別通過固定螺栓組件固定有軸承座，軸承座上設有用于支撐固定中心轉軸的滾動軸承。

3.根據權利要求1所述的一種基于3D打印的花蕊陣列式摩擦納米發電機，其特征在于：所述內層筒形固定基座固定于底蓋內側，陣列式花蕊狀旋轉基座外端設有與外層筒形固定基座內圈滑動配合的弧形壓緊部，該弧形壓緊部上設有與外層筒形固定基座內圈外層第一摩擦單元摩擦接觸的外層第二摩擦單元，陣列式花蕊狀旋轉基座中部設有與內層筒形固定基座滑動配合且單側開口的滑槽，該滑槽上設有與內層筒形固定基座內圈內層第一摩擦單元摩擦接觸的內層第二摩擦單元。

4.根據權利要求1所述的一種基于3D打印的花蕊陣列式摩擦納米發電機，其特征在于：所述外層第一摩擦單元和內層第一摩擦單元均包括第一摩擦層和第一背電極層，第一摩擦層緊密貼附在第一背電極層，外層第二摩擦單元和內層第二摩擦單元均包括第二摩擦層和第二背電極層，第二摩擦層緊密貼附在第二背電極層上，第一摩擦層和第二摩擦層均為絕緣有機薄膜材料，第一背電極層與第二背電極層均為金屬材料，當第一摩擦層采用金屬薄膜時，直接使用第一背電極充當第一摩擦層，所述第一摩擦層選用金屬鋁膜，既充當第一摩擦層還充當第一背電極層，第二摩擦層為聚四氟乙烯薄膜材料，第二背電極層選用的是銅薄膜，其中第一摩擦層貼附在圓周陣列式彈性翹邊底部，第二摩擦層貼附在第二背電極層上，第二背電極層貼附在海綿層上后粘附于彈性內筒體的內側壁上，第二摩擦層貼附在第二背電極層之后，第二背電極層連接接地導線，在5kV高壓下極化處理5min。

5.根據權利要求4所述的一種基于3D打印的花蕊陣列式摩擦納米發電機，其特征在于：所述第二背電極層粘貼于一層2mm厚的海綿層上，用于充當緩沖層以提升輸出性能穩定性，海綿層粘附于彈性內筒體的內側壁上，第二摩擦層貼附在第二背電極層后，第二背電極層用導線接地，放置在5kV的高壓陣列探針下極化處理，用于提升第二摩擦層表面電荷密度，第一摩擦層和第二摩擦層的厚度均為50μm，第一背電極層和第二背電極層的厚度均為100μm。