[發明專利]一種基于雙彈片觸發開關的旋轉脈沖式摩擦納米發電機

在審

• 申請號: 202210335226.1
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114640267A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 尚婉玉;顧廣欽;阮浩然;宋海香
• 申請（專利權）人: 安陽工學院
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;H01R13/24
• 代理公司: 杭州敦和專利代理事務所(普通合伙) 33296
• 代理人: 姜術丹

本發明公開了一種基于雙彈片觸發開關的旋轉脈沖式摩擦納米發電機，包括定子部、轉子部和輸出端，定子部包括頂部圓形基底和摩擦層，轉子部包括底部圓形基底、負電極、正電極，正電極上設有第一正開關，負電極第一負開關；底部基底外側向外設有第二負開關和第二正開關，第二負開關位于第一正開關正下方并第一負開關相互導通，第二正開關位于第一正開關正下方并通過導電孔與第一正開關相互導通；輸出端包括設置在轉子部一側的負輸出端和正輸出端，負輸出端位于正輸出端上方相鄰的雙開關上下交叉導通后連接電極，轉子旋轉過程中雙開關同時觸發輸出端，形成閉合回路。本發明實現了雙開關在旋轉中的同時觸發、單向電學輸出和電學輸出的最大化。

技術領域

本發明涉及摩擦納米發電機，具體涉及到一種基于雙彈片觸發開關的旋轉脈沖式摩擦納米發電機。

背景技術

傳統旋轉式摩擦納米發電機的運動狀態相較于水平運動模式的摩擦納米發電機，省去了加速度改變的過程，更具連貫性，其電學輸出為交流且具有高電壓、低電流、高內阻的特性。脈沖式摩擦納米發電機中的開關只有在摩擦對完全接觸和完全分離的狀態下觸發，將電學輸出分為了能量存儲和釋放兩個階段，使內阻降低為零。但是，在旋轉模式中實現開關的限位觸發，制備出一種旋轉脈沖式摩擦納米發電機具有一定難度。目前，還沒有一種雙開關寬度和位置均可隨時調控的旋轉脈沖式摩擦納米發電機。

發明內容

為了克服上述現有技術中的難點，本發明提供了一種基于雙彈片觸發開關的旋轉脈沖式摩擦納米發電機，通過縱向雙開關的設計，不僅實現了開關的同時性、高精度、限位觸發，而且增加了電路設計的多樣性，實現了單向脈沖輸出且輸出能量最大化。

技術方案

一種基于雙彈片觸發開關的旋轉脈沖式摩擦納米發電機，包括定子部、轉子部和輸出端，所述定子部包括頂部圓形基底和摩擦層，所述摩擦層包括兩個相互圍繞所述頂部圓形基底圓心呈對稱狀附著于所述頂部圓形基底底部的扇形結構；所述轉子部包括設置在所述摩擦層下方的負電極層、正電極層和底部圓形基底；所述負電極層包括兩個負電極，所述正電極層包括兩個正電極，所述負電極和正電極依次圍繞所述底部圓形基底圓心交替排列并相互呈中心對稱狀固定于所述底部圓形基底上表面；每個所述正電極上表面外側均向外固定設有相互導通的第一正開關，每個所述負電極上表面外側均向外固定設有相互導通的第一負開關；所述底部基底外側向外設有第二負開關和第二正開關，其中，所述第二負開關位于所述第一正開關正下方并通過相鄰設置的導電孔與所述第一負開關相互導通，所述第二正開關位于所述第一正開關正下方并通過相鄰設置的所述導電孔與所述第一正開關相互導通；所述輸出端包括設置在所述轉子部一側的負輸出端和正輸出端，所述負輸出端位于所述正輸出端上方。

進一步的，所述負輸出端與所述第一正開關和所述第一負開關位于同一水平面，當所述轉子部轉動時，所述負輸出端能依次與所述第一正開關和所述第一負開關相接觸。

進一步的，所述正輸出端與所述第二正開關和所述第二負開關位于同一水平面，當所述轉子部轉動時，所述正輸出端能依次與所述第二正開關和所述第二負開關相接觸。

進一步的，所述負電極、正電極采用電路印刷法一步沉積。

優選的，所述第一正開關、所述第一負開關、所述第二正開關和所述第二負開關均為金屬彈片。

進一步的，所述負電極和所述正電極均為圍繞所述底部圓形基底圓心呈對稱狀分布固定的扇形結構。進一步的，所述扇形結構的弧長為所述底部圓形基底圓周長的四分之一。

優選的，所述第一正開關、所述第一負開關、所述第二正開關、所述第二負開關、所述負輸出端、正輸出端的固定一端均為水平的平板結構，其相接觸一端均為豎直的豎板結構。

進一步的，所述第一正開關、所述第一負開關、所述負電極和所述正電極均處于同一水平面。

進一步的，所述第二負開關、所述第二正開關和所述底部基底均處于同一水平面。