CN109768731A - 一种利用风能的摩擦静电发电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发电机领域，具体涉及一种利用风能的摩擦静电发电机，包括底板，底板的顶部设有驱动电机，驱动电机的顶部动力输出端套接有主动轮，底板的顶部中心插接有丝杆，丝杆的上端外壁套接从动轮，且从动轮与主动轮啮合连接，底板的顶部左侧设有蓄电池箱，蓄电池箱的内腔设有蓄电池，丝杆的顶部固接有支撑板，支撑板的顶部左右两侧对称设有支撑脚，支撑脚的顶部固接有发电装置，发电装置的内腔设有导线，导线的内腔接有电极部件，电极部件的底部固接有摩擦电极，发电装置的内腔中心设有绝缘转盘，绝缘转盘的外壁固接有金属触杆，金属触杆的外壁接有第一电极。本发明能解决了摩擦件之间产生摩擦磨损严重，且发电装置不好调节位置，适应最佳的风向，达到最大的发电率的问题。

Description

一种利用风能的摩擦静电发电机

技术领域

本发明涉及发电机领域，具体涉及一种利用风能的摩擦静电发电机。

背景技术

能源问题是影响人类进步和可持续发展的重大问题之一，各种围绕新能源开发、可再生能源重复利用的研究正在世界各地如火如荼的进行；而风能作为清洁的可再生能源，它取之不尽，用之不竭；另外，风力发电是可再生能源发展的重要领域，是推动风电技术进步和产业升级的重要力量，是促进能源结构调整的重要措施；本发明所涉及利用风能作为动力的静电发动机正好承接了以上理念；自2006年王中林院士研发组首次实现纳米发电机收集机械能以来，以压电和摩擦电效应为基础的机械能收集技术深受科学界广泛关注，并在微电元件中得到应用；在现有的风力发电技术中，大多采用电磁转换技术，成本高、设备复杂，摩擦电发电装置同轴度配合要求严苛，且两摩擦件之间产生摩擦磨损严重，磨损过程中由于难以达到配合要求，而导致装置无法正常运行，严重降低了装置的使用寿命，并且发电装置不好调节位置，适应最佳的风向，达到最大的发电率。为此，我们设计一种利用风能的摩擦静电发电机。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种利用风能的摩擦静电发电机，解决了摩擦件之间产生摩擦磨损严重，且发电装置不好调节位置，适应最佳的风向，达到最大的发电率的问题。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种利用风能的摩擦静电发电机，包括底板，所述底板的顶部设有驱动电机，所述驱动电机的顶部动力输出端套接有主动轮，所述底板的顶部中心插接有丝杆，所述丝杆的上端外壁套接从动轮，且从动轮与主动轮啮合连接，所述底板的顶部左侧设有蓄电池箱，所述蓄电池箱的内腔设有蓄电池，所述丝杆的顶部固接有支撑板，所述支撑板的顶部左右两侧对称设有支撑脚，所述支撑脚的顶部固接有发电装置，所述发电装置的内腔设有导线，所述导线的内腔接有电极部件，所述电极部件的底部固接有摩擦电极，所述发电装置的内腔中心设有绝缘转盘，所述绝缘转盘的外壁固接有金属触杆，所述金属触杆的外壁接有第一电极。

优选的，所述丝杆的底部与底板的顶部的连接处设有转动轴承。

优选的，所述发电装置和驱动电机分别与蓄电池电性连接。

优选的，所述支撑脚与支撑板之间螺接有紧固螺栓。

优选的，所述发电装置的外壁设有绝缘外壳。

优选的，所述第一电极的外壁是由高分子聚合物、人工纤维和金属层组合而成。

本发明的有益效果为：本发明结构设计合理，当风能发电装置转动时，安装在发电装置内腔的绝缘转盘高速转动，此时第一部分摩擦电极与第一电极高速摩擦接触，高分子聚合物得电子而金属层失电子，等量但电性相反的静电荷在接触面处生成并均匀分布在摩擦电极上，这样就会在界面处形成一个摩擦电势的偶极层，而该偶极层在第一部分和第二部分的摩擦电极之间形成一个内电势。由于聚合物的绝缘性，电荷在聚合物表面会存在很长一段时间，所以感应电荷不会迅速被外电路导走或中和，从而输出电能，可以根据风向，控制驱动电机的转动，带动主动轮和从动轮的转动，从而带动丝杆的转动，调节支撑板顶部发电装置的位置，达到最大的风向，使发电功率达到最大。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是发明的结构示意图；

图2是发电装置的结构示意图。

图中：1-底板、2-驱动电机、3-主动轮、4-丝杆、5-从动轮、6-蓄电池箱、7-蓄电池、8-支撑板、9-支撑脚、10-发电装置、11-导线、12-电极部件、13-摩擦电极、14-绝缘转盘、15-金属触杆、16-第一电极。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参看图1-2：一种利用风能的摩擦静电发电机，包括底板1，底板1的顶部设有驱动电机2，驱动电机2的顶部动力输出端套接有主动轮3，底板1的顶部中心插接有丝杆4，丝杆4的底部与底板1的顶部的连接处设有转动轴承，丝杆4的上端外壁套接从动轮5，且从动轮5与主动轮3啮合连接，底板1的顶部左侧设有蓄电池箱6，蓄电池箱6的内腔设有蓄电池7，丝杆4的顶部固接有支撑板8，支撑板8的顶部左右两侧对称设有支撑脚9，支撑脚9与支撑板8之间螺接有紧固螺栓，支撑脚9的顶部固接有发电装置10，发电装置10的外壁设有绝缘外壳，发电装置10和驱动电机2分别与蓄电池7电性连接，发电装置10的内腔设有导线11，导线11的内腔接有电极部件12，电极部件12的底部固接有摩擦电极13，发电装置10的内腔中心设有绝缘转盘14，绝缘转盘14的外壁固接有金属触杆15，金属触杆15的外壁接有第一电极16，第一电极16的外壁是由高分子聚合物、人工纤维和金属层组合而成。

本发明在使用时，当风能发电装置10转动时，安装在发电装置10内腔的绝缘转盘14高速转动，此时摩擦电极13与第一电极16高速摩擦接触，高分子聚合物得电子而金属层失电子，等量但电性相反的静电荷在接触面处生成并均匀分布在摩擦电极上，这样就会在界面处形成一个摩擦电势的偶极层，而该偶极层在摩擦电极13之间形成一个内电势。由于聚合物的绝缘性，电荷在聚合物表面会存在很长一段时间，所以感应电荷不会迅速被外电路导走或中和，从而输出电能，可以根据风向，控制驱动电机2的转动，带动主动轮3和从动轮5的转动，从而带动丝杆4的转动，调节支撑板8顶部发电装置10的位置，达到最大的风向，使发电功率达到最大。

上述实施例中所提到的蓄电池、驱动电机和发电装置均为市场上易得到的电器元件，且蓄电池、驱动电机和发电装置均为本领域技术人员所掌握的成熟技术，在本实施例中仅对其进行使用，未对其结构和功能进行改变，且蓄电池、驱动电机和发电装置均设有与其相配套的控制开关，开关位置可以根据实际使用情况来做具体的限定。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种利用风能的摩擦静电发电机，包括底板(1)，其特征在于：所述底板(1)的顶部设有驱动电机(2)，所述驱动电机(2)的顶部动力输出端套接有主动轮(3)，所述底板(1)的顶部中心插接有丝杆(4)，所述丝杆(4)的上端外壁套接从动轮(5)，且从动轮(5)与主动轮(3)啮合连接，所述底板(1)的顶部左侧设有蓄电池箱(6)，所述蓄电池箱(6)的内腔设有蓄电池(7)，所述丝杆(4)的顶部固接有支撑板(8)，所述支撑板(8)的顶部左右两侧对称设有支撑脚(9)，所述支撑脚(9)的顶部固接有发电装置(10)，所述发电装置(10)的内腔设有导线(11)，所述导线(11)的内腔接有电极部件(12)，所述电极部件(12)的底部固接有摩擦电极(13)，所述发电装置(10)的内腔中心设有绝缘转盘(14)，所述绝缘转盘(14)的外壁固接有金属触杆(15)，所述金属触杆(15)的外壁接有第一电极(16)。

2.根据权利要求1所述的一种利用风能的摩擦静电发电机，其特征在于：所述丝杆(4)的底部与底板(1)的顶部的连接处设有转动轴承。

3.根据权利要求1所述的一种利用风能的摩擦静电发电机，其特征在于：所述发电装置(10)和驱动电机(2)分别与蓄电池(7)电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种利用风能的摩擦静电发电机，其特征在于：所述支撑脚(9)与支撑板(8)之间螺接有紧固螺栓。

5.根据权利要求1所述的一种利用风能的摩擦静电发电机，其特征在于：所述发电装置(10)的外壁设有绝缘外壳。

6.根据权利要求1所述的一种利用风能的摩擦静电发电机，其特征在于：所述第一电极(16)的外壁是由高分子聚合物、人工纤维和金属层组合而成。