CN110601587A - 高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机 - Google Patents

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程廷海
杨伟雄
王宇琦
张川川
卢晓晖
周建文
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Abstract

本发明涉及一种高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机，具有在单次激励下实现连续运转和输出的特点，本发明所提出的高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机包括圆柱筒、飞轮组件、卷簧、推杆组件、上端盖、下端盖、传动组件、底座固定螺栓、壳体固定螺栓、电源管理底座、圆柱筒螺栓、圆柱筒盖螺栓、圆柱筒盖；卷簧和飞轮具有一定的蓄能作用，可以使飞轮缓慢释放能量并实现长时间转动，飞轮上安装的摩擦材料与均布在壳体内壁上的电极组成摩擦发电单元，随着飞轮的转动进行连续的扫掠式摩擦，基于接触起电原理和静电感应原理，电极的外部电路会产生交流电信号，通过电源管理底座导出能量。因此，本发明提出的高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机可以将偶然机械冲击的机械能或者脚踩的生物能转换成电能。

Description

高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机
技术领域
本发明涉及一种高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机，属于能量收集领域。
背景技术
随着人们对化石燃料的过度依赖，传统能源的逐渐减少和可再生能源的寻找成为人们主要的关注点。从环境中收集随机的无规则的间歇机械能是缓解当前能源危机的最佳选择。
由于摩擦电纳米发电机具有回收周围机械能的潜力，全世界的研究人员都在对其进行研究。目前滑动模式和接触分离模式是大多数摩擦电纳米发电机在收集能量时使用的模式，但这两种形式的摩擦纳米发电机都需要连续激励才能实现能量收集。然而，日常生活中的大部分机械运动都属于间歇性的激励/触发，如踩踏板、驾驶汽车驶过减速带、船靠岸的撞击等，这将导致大量的间歇性激励能量无法有效地回收，故提出一种可以收集间歇性激励运动的能量并且可以实现连续运转和输出的摩擦纳米发电机是极其必要的，本发明提出一种高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机。
发明内容
为解决当前收集环境机械能的摩擦纳米发电机存在的不能收集间歇性激励能量及不能连续输出电能的问题，本发明提出一种高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机。
本发明所采用的技术方案是：
所述高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机包括圆柱筒、飞轮组件、卷簧、推杆组件、上端盖、下端盖、传动组件、底座固定螺栓、壳体固定螺栓、电源管理底座、圆柱筒螺栓、圆柱筒盖螺栓、圆柱筒盖；所述圆柱筒通过圆柱筒螺栓与上端盖、下端盖连接；飞轮组件通过卷簧与传动组件间隙配合连接；所述推杆组件安装于上端盖上且与传动组件啮合连接；上端盖通过壳体固定螺栓与下端盖螺纹连接；传动组件安装于上端盖和下端盖之间，实现运动的传递；电源管理底座与下端盖通过底座固定螺栓进行螺纹连接，用于输出电能；圆柱筒盖通过圆柱筒盖螺栓与圆柱筒进行螺纹连接，用于封装圆柱筒。
所述圆柱筒设置有圆筒壳体、条形电极、导电板；所述圆筒壳体设置有螺纹凸台、壳体内壁、壳体外壁；所述圆筒壳体通过螺纹凸台、圆柱筒螺栓将圆柱筒和上端盖、下端盖进行螺纹连接；所述条形电极沿圆周方向均匀布置在壳体内壁上，电极材料为铜，布置数量为a；所述导电板粘贴于壳体外壁上，用于导出条形电极的电能。
所述飞轮组件设置有飞轮、飞轮端盖、摩擦材料、钢片；所述飞轮设置有飞轮轴承座、飞轮通孔、飞轮前端面、安装槽、飞轮限位孔、限位环形凸台；所述飞轮端盖设置有端盖轴承座、钢片限位杆、端盖通孔；所述钢片设置有钢片限位孔、钢片通孔；所述飞轮通过卷簧、飞轮通孔间隙配合在传动组件上；所述飞轮端盖通过飞轮限位孔和钢片限位杆间隙配合在飞轮前端面上，用于固定钢片；所述摩擦材料胶粘于安装槽上，摩擦材料为全氟乙烯丙烯共聚物（FEP），与条形电极组成摩擦发电单元；所述安装槽沿圆周方向均匀设置在飞轮上，数量为b；所述钢片通过钢片限位孔和钢片限位杆嵌入到飞轮内部，用于改变飞轮的转动惯量，钢片的数量为c。
所述卷簧设置有外勾、内勾；所述外勾与限位环形凸台间隙配合连接，用于传递动力；所述内勾与传动组件间隙配合连接。
所述推杆组件设置有齿条推杆、回位弹簧；所述齿条推杆安装于上端盖上且与传动组件啮合连接，用与传递外界的冲击力；所述回位弹簧胶粘于齿条推杆的底部，用于推动齿条推杆回到初始位置。
所述上端盖设置有主轴轴承座A、副轴轴承座A、推杆导孔、端盖螺纹孔I、侧壁螺纹孔I、单向轴承座A、上端盖螺纹凸台；所述主轴轴承座A、副轴轴承座A和单向轴承座A用于放置传动组件；推杆导孔用于安装齿条推杆；端盖螺纹孔I与壳体固定螺栓配合将上端盖和下端盖进行螺纹连接；侧壁螺纹孔I、上端盖螺纹凸台与圆柱筒螺栓配合将圆柱筒与上端盖进行螺纹连接。
所述下端盖设置有副轴轴承座B、推杆导轨、主轴轴承座B、底座螺纹凸台、下端盖螺纹凸台、端盖螺纹孔II、侧壁螺纹孔II、限位凸台、单向轴承座B；所述副轴轴承座B、主轴轴承座B、单向轴承座B分别与主轴轴承座A、副轴轴承座A、单向轴承座A相配合将传动组件与上端盖、下端盖间隙配合连接；所述推杆组件间隙安装于推杆导轨上，推杆导轨限定齿条推杆仅做上下运动；所述下端盖通过底座螺纹凸台、底座固定螺栓螺纹连接到电源管理底座上，使下端盖保持稳定；所述下端盖螺纹凸台、侧壁螺纹孔II配合圆柱筒螺栓将圆柱筒与下端盖进行螺纹连接；所述端盖螺纹孔II 配合壳体固定螺栓将上端盖和下端盖进行螺纹连接。
所述传动组件设置有副轴轴承、副轴小齿轮、副轴平键、副轴大齿轮、主轴轴承、主轴、主轴平键、单向齿轮、单向轴承II、飞轮支撑轴承、副轴；所述主轴设置有主轴轴承凸台、主轴键槽、卷簧插槽、主轴外壁；所述单向齿轮设置单向轴承I、轴承内槽I、轴承外槽I、齿环、齿环内凸台；所述单向轴承II设置有轴承外槽II、轴承内槽II；所述副轴设置有副轴键槽、副轴轴承凸台；所述副轴轴承通过副轴轴承凸台与副轴过盈配合连接；所述副轴小齿轮、副轴大齿轮通过副轴平键、副轴键槽与副轴过盈配合连接，副轴小齿轮齿数为n，与齿条推杆啮合连接，副轴大齿轮齿数为n，副轴大齿轮与齿环啮合连接；所述副轴平键嵌入到副轴键槽中，用于传递运动；所述主轴轴承放置在主轴轴承座A、主轴轴承座B上，用于支撑主轴；所述主轴通过飞轮支撑轴承与飞轮轴承座、端盖轴承座过盈配合连接，用于支撑飞轮组件并传递运动；所述单向齿轮通过轴承内槽I、主轴平键与主轴固定连接，轴承外槽I与齿环内凸台过盈配合连接，同时齿环与副轴大齿轮进行啮合连接，用于传递运动，齿环的齿数为n；单向轴承II通过轴承内槽II、主轴平键、主轴键槽与主轴固定连接，并且通过轴承外槽II、限位凸台与下端盖过盈配合连接，用于限制主轴顺时针转动；所述飞轮支撑轴承通过主轴轴承凸台过盈装配在主轴上，用于支撑飞轮组件；所述副轴通过副轴轴承过盈配合于副轴轴承座A、副轴轴承座B上，通过副轴平键与副轴小齿轮、副轴大齿轮过盈配合连接，用于传递齿条推杆的运动。
所述电源管理底座设置有底座螺纹孔、导电触脚、数显表、电接头；所述底座螺纹孔与底座固定螺栓配合将下端盖螺纹连接至电源管理底座上；所述导电触脚与导电板相互轻微接触，起到传输电能的作用；所述数显表用于显示摩擦纳米发电机的电压值等信息；所述电接头用于输出电能。
所述圆柱筒盖设置有筒盖螺纹凸台、筒盖轴承座；所述圆柱筒盖通过筒盖螺纹凸台、圆柱筒盖螺栓IV与圆柱筒进行螺纹连接，对圆柱筒进行封装。
本发明的有益效果：本发明提供一种高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机，运用了卷簧和飞轮的结构设计，具有结构紧凑，发电频率高，运行时间长的优点。通过推杆组件和传动组件将直线冲击运动转化为飞轮的旋转运动并且实现一定倍数的增速，由于卷簧和飞轮都具有蓄能的作用，飞轮将持续运转很长时间，极大的增加了摩擦发电单元的工作时间，提高了冲击运动能量的收集效率。
附图说明
图1所示为本发明提出的高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机的外观示意图；
图2所示为本发明提出的高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机的结构示意图；
图3所示为本发明提出的高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机的圆柱筒示意图；
图4所示为本发明提出的高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机的壳体结构示意图；
图5所示为本发明提出的高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机的飞轮组件示意图；
图6所示为本发明提出的高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机的飞轮结构示意图；
图7所示为本发明提出的高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机的飞轮端盖结构示意图；
图8所示为本发明提出的高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机的钢片结构视图；
图9所示为本发明提出的高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机的卷簧结构示意图；
图10所示为本发明提出的高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机的推杆组件示意图；
图11所示为本发明提出的高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机的上端盖结构示意图；
图12所示为本发明提出的高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机的下端盖示意图；
图13所示为本发明提出的高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机的传动组件示意图；
图14所示为本发明提出的高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机的主轴结构示意图；
图15所示为本发明提出的高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机的单向齿轮示意图；
图16所示为本发明提出的高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机的单向轴承结构示意图；
图17所示为本发明提出的高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机的副轴结构示意图；
图18所示为本发明提出的高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机的电源管理底座结构示意图；
图19所示为本发明提出的高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机的圆柱筒盖结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式：结合图1~图19说明本实施方式，本实施方式提供了一种高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机的具体实施方式，所述高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机的具体实施方式表述如下：
所述高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机包括圆柱筒1、飞轮组件2、卷簧3、推杆组件4、上端盖5、下端盖6、传动组件7、底座固定螺栓8、壳体固定螺栓9、电源管理底座10、圆柱筒螺栓11、圆柱筒盖螺栓12、圆柱筒盖13；所述圆柱筒1通过圆柱筒螺栓11与上端盖5、下端盖6连接；飞轮组件2通过卷簧3与传动组件7间隙配合连接；所述推杆组件4安装于上端盖5上且与传动组件7啮合连接；上端盖5通过壳体固定螺栓9与下端盖6螺纹连接；传动组件7安装于上端盖4和下端盖5之间，实现运动的传递；电源管理底座10与下端盖6通过底座固定螺栓8进行螺纹连接，用于输出电能；圆柱筒盖13通过圆柱筒盖螺栓12与圆柱筒1进行螺纹连接，用于封装圆柱筒1。
所述圆柱筒1设置有圆筒壳体1-1、条形电极1-2、导电板1-3；所述圆筒壳体1-1设置有螺纹凸台1-1-1、壳体内壁1-1-2、壳体外壁1-1-3；所述圆筒壳体1-1通过螺纹凸台1-1-1、圆柱筒螺栓11将圆柱筒1和上端盖5、下端盖6进行螺纹连接；所述条形电极1-2沿圆周方向均匀布置在壳体内壁1-1-2上，电极材料为铜，布置数量为a，10<a<50，此实施方式中a=16；所述导电板1-3粘贴于壳体外壁1-1-3上，用于导出条形电极1-2的电能。
所述飞轮组件2设置有飞轮2-1、飞轮端盖2-2、摩擦材料2-3、钢片2-4；所述飞轮2-1设置有飞轮轴承座 2-1-1、飞轮通孔2-1-2、飞轮前端面2-1-3、安装槽2-1-4、飞轮限位孔2-1-5、限位环形凸台2-1-6；所述飞轮端盖2-2设置有端盖轴承座2-2-1、钢片限位杆2-2-2、端盖通孔2-2-3；所述钢片2-4设置有钢片限位孔2-4-1、钢片通孔2-4-2；所述飞轮2-1通过卷簧3、飞轮通孔2-1-2间隙配合在传动组件7上；所述飞轮端盖2-2通过飞轮限位孔2-1-5和钢片限位杆2-2-2间隙配合在飞轮前端面2-1-3上，用于固定钢片2-4；所述摩擦材料2-3胶粘于安装槽2-1-4上，摩擦材料为全氟乙烯丙烯共聚物（FEP），与条形电极1-2组成摩擦发电单元；所述安装槽2-1-4沿圆周方向均匀设置在飞轮2-1上，数量为b，b=a/2；所述钢片2-4通过钢片限位孔2-4-1和钢片限位杆2-2-2嵌入到飞轮2-1内部，用于改变飞轮的转动惯量，钢片2-4的数量为c，0<c<20，此实施方式中c=10。
所述卷簧3设置有外勾3-1、内勾3-2；所述外勾3-1与限位环形凸台2-1-6间隙配合连接，用于传递动力；所述内勾3-2与传动组件7间隙配合连接。
所述推杆组件4设置有齿条推杆4-1、回位弹簧4-2；所述齿条推杆4-1安装于上端盖5上且与传动组件7啮合连接，用与传递外界的冲击力；所述回位弹簧4-2胶粘于齿条推杆4-1的底部，用于推动齿条推杆4-1回到初始位置。
所述上端盖5设置有主轴轴承座A 5-1、副轴轴承座A 5-2、推杆导孔5-3、端盖螺纹孔I 5-4、侧壁螺纹孔I 5-5、单向轴承座A 5-6、上端盖螺纹凸台5-7；所述主轴轴承座A 5-1、副轴轴承座A 5-2和单向轴承座A 5-6用于放置传动组件7；推杆导孔5-3用于安装齿条推杆4-1；端盖螺纹孔I 5-4与壳体固定螺栓9配合将上端盖5和下端盖6进行螺纹连接；侧壁螺纹孔I 5-5、上端盖螺纹凸台5-7与圆柱筒螺栓11配合将圆柱筒1与上端盖5进行螺纹连接。
所述下端盖6设置有副轴轴承座B 6-1、推杆导轨6-2、主轴轴承座B 6-3、底座螺纹凸台6-4、下端盖螺纹凸台6-5、端盖螺纹孔II 6-6、侧壁螺纹孔II 6-7、限位凸台6-8、单向轴承座B 6-9；所述副轴轴承座B 6-1、主轴轴承座B 6-3、单向轴承座B 6-9分别与主轴轴承座A 5-1、副轴轴承座A 5-2、单向轴承座A 5-6相配合将传动组件7与上端盖5、下端盖6间隙配合连接；所述推杆组件4间隙安装于推杆导轨6-2上，推杆导轨6-2限定齿条推杆4-1仅做上下运动；所述下端盖6通过底座螺纹凸台6-4、底座固定螺栓8螺纹连接到电源管理底座10上，使下端盖6保持稳定；所述下端盖螺纹凸台6-5、侧壁螺纹孔II 6-7配合圆柱筒螺栓11将圆柱筒1与下端盖6进行螺纹连接；所述端盖螺纹孔II 6-6配合壳体固定螺栓9将上端盖5和下端盖6进行螺纹连接。
所述传动组件7设置有副轴轴承7-1、副轴小齿轮7-2、副轴平键7-3、副轴大齿轮7-4、主轴轴承7-5、主轴7-6、主轴平键7-7、单向齿轮7-8、单向轴承II 7-9、飞轮支撑轴承7-10、副轴7-11；所述主轴7-6设置有主轴轴承凸台7-6-1、主轴键槽7-6-2、卷簧插槽7-6-3、主轴外壁7-6-4；所述单向齿轮7-8设置单向轴承I 7-8-1、轴承内槽I 7-8-1-1、轴承外槽I 7-8-1-2、齿环7-8-2、齿环内凸台7-8-2-1；所述单向轴承II 7-9设置有轴承外槽II 7-9-1、轴承内槽II 7-9-1；所述副轴7-11设置有副轴键槽7-11-1、副轴轴承凸台7-11-2；所述副轴轴承7-1通过副轴轴承凸台7-11-2与副轴7-11过盈配合连接；所述副轴小齿轮7-2、副轴大齿轮7-4通过副轴平键7-3、副轴键槽7-11-1与副轴7-11过盈配合连接，副轴小齿轮7-2齿数为n1，15<n1<25，此实施方式中n1=24，与齿条推杆4-1啮合连接，副轴大齿轮7-4齿数为n2，80<n2<120，此实施方式中n2=100，副轴大齿轮7-4与齿环7-8啮合连接；所述副轴平键7-3嵌入到副轴键槽7-11-1中，用于传递运动；所述主轴轴承7-5放置在主轴轴承座A 5-1、主轴轴承座B 6-3上，用于支撑主轴7-6；所述主轴7-6通过飞轮支撑轴承7-10与飞轮轴承座 2-1-1、端盖轴承座2-2-1过盈配合连接，用于支撑飞轮组件2并传递运动；所述单向齿轮7-8通过轴承内槽I 7-8-1-1、主轴平键7-7与主轴7-6固定连接，轴承外槽I 7-8-1-2与齿环内凸台7-8-2-1过盈配合连接，同时齿环7-8-2与副轴大齿轮7-4进行啮合连接，用于传递运动，齿环的齿数为n3，15<n3<30，此实施方式中n3=28；单向轴承II 7-9通过轴承内槽II 7-9-1、主轴平键7-7、主轴键槽7-6-2与主轴7-6固定连接，并且通过轴承外槽II 7-9-1、限位凸台6-8与下端盖6过盈配合连接，用于限制主轴7-6顺时针转动；所述飞轮支撑轴承7-10通过主轴轴承凸台7-6-1过盈装配在主轴7-6上，用于支撑飞轮组件2；所述副轴7-11通过副轴轴承7-1过盈配合于副轴轴承座A 5-2、副轴轴承座B 6-1上，通过副轴平键7-3与副轴小齿轮7-2、副轴大齿轮7-4过盈配合连接，用于传递齿条推杆4-1的运动。
所述电源管理底座10设置有底座螺纹孔10-1、导电触脚10-2、数显表10-3、电接头10-4；所述底座螺纹孔10-1与底座固定螺栓8配合将下端盖6螺纹连接至电源管理底座10上；所述导电触脚10-2与导电板1-3相互轻微接触，起到传输电能的作用；所述数显表10-3用于显示摩擦纳米发电机的电压值等信息；所述电接头10-4用于输出电能。
所述圆柱筒盖13设置有筒盖螺纹凸台 13-1、筒盖轴承座13-2；所述圆柱筒盖13通过筒盖螺纹凸台 13-1、圆柱筒盖螺栓IV 12与圆柱筒1进行螺纹连接，对圆柱筒1进行封装。
工作原理：
工作时，在单次外界机械冲击或者脚踩动作的带动下，推杆组件4向下运动，通过传动组件带动卷簧3压缩并且带动飞轮组件2进行转动，外力撤去后，推杆组件4向上回位到初始位置，此时单向齿轮7-8不传递力，同时由于单向轴承II 7-9限制了主轴7-6顺时针转动，所以卷簧3只能逆时针释放持续带动飞轮组件2进行逆时针转动，由于飞轮组件2具有一定的转动惯量且卷簧3有储能作用，故外界机械冲击或者脚踩动作激励一次，飞轮组件2可以进行很长时间的连续转动。飞轮2-1上安装的摩擦材料2-3周向均布在壳体内壁1-1-2上的条形电极1-2组成摩擦发电单元，随着飞轮2-1的转动进行连续的扫掠与摩擦，基于接触起电原理和静电感应原理，条形电极1-2的外部电路会产生交流电信号，通过电源管理底座10导出能量。因此，本发明提出的高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机将偶然机械冲击的机械能或者脚踩的生物能转换成电能。
综合以上所述内容，本发明提供一种高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机，以解决当前摩擦纳米发电机在单次冲击运动激励下发电量小、运行时间不够长的问题，本发明所提出的高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机，运用了卷簧和飞轮的结构设计，具有结构紧凑，发电频率高，运行时间长的优点。极大的增加了摩擦发电单元的工作时间，提高了冲击运动能量的收集效率。在间歇冲击运动的能量收集（如汽车驶过减速带）等场合具有广泛的应用前景，并提供了一种新的向微传感器供电的结构。

Claims (10)

1.一种高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机，其特征在于：高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机包括圆柱筒（1）、飞轮组件（2）、卷簧（3）、推杆组件（4）、上端盖（5）、下端盖（6）、传动组件（7）、底座固定螺栓（8）、壳体固定螺栓（9）、电源管理底座（10）、圆柱筒螺栓（11）、圆柱筒盖螺栓（12）、圆柱筒盖（13）；所述圆柱筒（1）通过圆柱筒螺栓（11）与上端盖（5）、下端盖（6）连接；飞轮组件（2）通过卷簧（3）与传动组件（7）间隙配合连接；所述推杆组件（4）安装于上端盖（5）上且与传动组件（7）啮合连接；上端盖（5）通过壳体固定螺栓（9）与下端盖（6）螺纹连接；传动组件（7）安装于上端盖（4）和下端盖（5）之间；电源管理底座（10）与下端盖（6）通过底座固定螺栓（8）进行螺纹连接；圆柱筒盖（13）通过圆柱筒盖螺栓（12）与圆柱筒（1）进行螺纹连接。
2.根据权利要求1所述高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机，其特征在于：圆柱筒（1）设置有圆筒壳体（1-1）、条形电极（1-2）、导电板（1-3）；所述圆筒壳体（1-1）设置有螺纹凸台（1-1-1）、壳体内壁（1-1-2）、壳体外壁（1-1-3）；所述圆筒壳体（1-1）通过螺纹凸台（1-1-1）、圆柱筒螺栓（11）将圆柱筒（1）和上端盖（5）、下端盖（6）进行螺纹连接；所述条形电极（1-2）沿圆周方向均匀布置在壳体内壁（1-1-2）上，条形电极（1-2）的材料为铜，布置数量为a；所述导电板（1-3）粘贴于壳体外壁（1-1-3）上。
3.根据权利要求1所述高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机，其特征在于：飞轮组件（2）设置有飞轮（2-1）、飞轮端盖（2-2）、摩擦材料（2-3）、钢片（2-4）；所述飞轮（2-1）设置有飞轮轴承座（2-1-1）、飞轮通孔（2-1-2）、飞轮前端面（2-1-3）、安装槽（2-1-4）、飞轮限位孔（2-1-5）、限位环形凸台（2-1-6）；所述飞轮端盖（2-2）设置有端盖轴承座（2-2-1）、钢片限位杆（2-2-2）、端盖通孔（2-2-3）；所述钢片（2-4）设置有钢片限位孔（2-4-1）、钢片通孔（2-4-2）；所述飞轮（2-1）通过卷簧（3）、飞轮通孔（2-1-2）间隙配合在传动组件（7）上；所述飞轮端盖（2-2）通过飞轮限位孔（2-1-5）和钢片限位杆（2-2-2）间隙配合在飞轮前端面（2-1-3）上；所述摩擦材料（2-3）胶粘于安装槽（2-1-4）上，摩擦材料为全氟乙烯丙烯共聚物（FEP），与条形电极（1-2）组成摩擦发电单元；所述安装槽2-1-4沿圆周方向均匀设置在飞轮2-1上，数量为b，b=a/2；所述钢片（2-4）通过钢片限位孔（2-4-1）和钢片限位杆（2-2-2）嵌入到飞轮（2-1）内部，钢片（2-4）的数量为c。
4.根据权利要求1或3所述高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机，其特征在于：卷簧（3）设置有外勾（3-1）、内勾（3-2）；所述外勾（3-1）与限位环形凸台（2-1-6）间隙配合连接；所述内勾（3-2）与传动组件（7）间隙配合连接。
5.根据权利要求1所述高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机，其特征在于：推杆组件（4）设置有齿条推杆（4-1）、回位弹簧（4-2）；所述齿条推杆（4-1）安装于上端盖（5）上且与传动组件（7）啮合连接；所述回位弹簧（4-2）胶粘于齿条推杆（4-1）的底部。
6.根据权利要求1所述高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机，其特征在于：上端盖（5）设置有主轴轴承座A（5-1）、副轴轴承座A（5-2）、推杆导孔（5-3）、端盖螺纹孔I（5-4）、侧壁螺纹孔I（5-5）、单向轴承座A（5-6）、上端盖螺纹凸台（5-7）；所述端盖螺纹孔I（5-4）与壳体固定螺栓（9）配合将上端盖（5）和下端盖（6）进行螺纹连接；侧壁螺纹孔I（5-5）、上端盖螺纹凸台（5-7）与圆柱筒螺栓（11）配合将圆柱筒（1）与上端盖（5）螺纹连接。
7.根据权利要求1所述高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机，其特征在于：下端盖（6）设置有副轴轴承座B（6-1）、推杆导轨（6-2）、主轴轴承座B（6-3）、底座螺纹凸台（6-4）、下端盖螺纹凸台（6-5）、端盖螺纹孔II（6-6）、侧壁螺纹孔II（6-7）、限位凸台（6-8）、单向轴承座B（6-9）；所述副轴轴承座B（6-1）、主轴轴承座B（6-3）、单向轴承座B（6-9）分别与主轴轴承座A（5-1）、副轴轴承座A（5-2）、单向轴承座A（5-6）相配合将传动组件（7）与上端盖（5）、下端盖（6）间隙配合连接；所述推杆组件（4）间隙安装于推杆导轨（6-2）上；所述下端盖（6）通过底座螺纹凸台（6-4）、底座固定螺栓（8）螺纹连接到电源管理底座10上；所述下端盖螺纹凸台（6-5）、侧壁螺纹孔II （6-7）配合圆柱筒螺栓（11）将圆柱筒（1）与下端盖（6）进行螺纹连接；所述端盖螺纹孔II （6-6）配合壳体固定螺栓（9）将上端盖（5）和下端盖（6）进行螺纹连接。
8.根据权利要求1所述高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机，其特征在于：传动组件（7）设置有副轴轴承（7-1）、副轴小齿轮（7-2）、副轴平键（7-3）、副轴大齿轮（7-4）、主轴轴承（7-5）、主轴（7-6）、主轴平键（7-7）、单向齿轮（7-8）、单向轴承II（7-9）、飞轮支撑轴承（7-10）、副轴（7-11）；所述主轴（7-6）设置有主轴轴承凸台（7-6-1）、主轴键槽（7-6-2）、卷簧插槽（7-6-3）、主轴外壁（7-6-4）；所述单向齿轮（7-8）设置单向轴承I （7-8-1）、轴承内槽I （7-8-1-1）、轴承外槽I（7-8-1-2）、齿环（7-8-2）、齿环内凸台（7-8-2-1）；所述单向轴承I （7-9）设置有轴承外槽II（7-9-1）、轴承内槽II （7-9-1）；所述副轴 （7-11）设置有副轴键槽 （7-11-1）、副轴轴承凸台（7-11-2）；所述副轴轴承（7-1）通过副轴轴承凸台（7-11-2）与副轴（7-11）过盈配合；所述齿轮I （7-2）、副轴大齿轮 （7-4）通过副轴平键（7-3）、副轴键槽（7-11-1）与副轴（7-11）过盈配合连接，副轴小齿轮（7-2）齿数为n1，与齿条推杆（4-1）啮合连接，副轴大齿轮（7-4）齿数为n2，与齿环（7-8）啮合连接；所述副轴平键 （7-3）嵌入到副轴键槽 （7-11-1）中；所述轴承II （7-5）放置在主轴轴承座A（5-1）、主轴轴承座B（6-3）上；所述主轴（7-6）通过飞轮支撑轴承（7-10）与飞轮轴承座 (2-1-1)、端盖轴承座(2-2-1)过盈配合连接；所述单向齿轮（7-8）通过轴承内槽I （7-8-1-1）、主轴平键（7-7）与主轴（7-6）固定连接，轴承外槽I（7-8-1-2）与齿环内凸台（7-8-2-1）过盈配合连接，同时齿环（7-8-2）与副轴大齿轮（7-4）进行啮合连接，齿环的齿数为n3；单向轴承II（7-9）通过轴承内槽II（7-9-1）、主轴平键（7-7）、主轴键槽（7-6-2）与主轴（7-6）固定连接，并且通过轴承外槽II（7-9-1）、限位凸台（6-8）与下端盖（6）过盈配合连接；所述飞轮支撑轴承（7-10）通过主轴轴承凸台 （7-6-1）过盈装配在主轴（7-6）上；所述副轴 （7-11）通过副轴轴承（7-1）过盈配合于副轴轴承座A（5-2）、副轴轴承座B（6-1）上，通过副轴平键（7-3）与齿轮I （7-2）、副轴大齿轮（7-4）过盈配合连接。
9.根据权利要求1所述高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机，其特征在于：电源管理底座（10）设置有底座螺纹孔（10-1）、导电触脚（10-2）、数显表（10-3）、电接头（10-4）；所述底座螺纹孔（10-1）与底座固定螺栓（8）配合将下端盖（6）螺纹连接至电源管理底座（10）上；所述导电触脚（10-2）与导电板（1-3）相互轻微接触。
10.根据权利要求1所述高效俘获间歇运动能量的储能型摩擦纳米发电机，其特征在于：圆柱筒盖（13）设置有筒盖螺纹凸台（13-1）、筒盖轴承座（13-2）；所述圆柱筒盖（13）通过筒盖螺纹凸台（13-1）、圆柱筒盖螺栓（12）与圆柱筒（1）进行螺纹连接。
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