CN111193432A - 盘式直流输出摩擦纳米发电装置及传感设备 - Google Patents
盘式直流输出摩擦纳米发电装置及传感设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111193432A CN111193432A CN202010081015.0A CN202010081015A CN111193432A CN 111193432 A CN111193432 A CN 111193432A CN 202010081015 A CN202010081015 A CN 202010081015A CN 111193432 A CN111193432 A CN 111193432A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- friction
- groups
- supporting seat
- direct current
- current output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
- H02N1/04—Friction generators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
- H02N1/06—Influence generators
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了一种盘式直流输出摩擦纳米发电装置及传感设备。该盘式直流输出摩擦纳米发电装置能够实现直流输出,包括相向设置的转子部及定子部;转子部包括盘状的基板及第一摩擦组,第一摩擦组包括环绕基板轴向设置的多个第一摩擦件,定子部包括盘状的支撑座及至少两个第二摩擦组,第二摩擦组包括为第一摩擦组的第一摩擦件数量两倍的第二摩擦件,第二摩擦件与第一摩擦件圆心角相同;至少两个第二摩擦组沿支撑座径向依次排列,至少两个第二摩擦组的第二摩擦件之间在支撑座周向上依次错开第一预设角度;或至少两个第二摩擦组沿支撑座周向依次排列,至少两个第二摩擦组共同环绕支撑座轴向,至少两个第二摩擦组之间的间隔角度依次错开第二预设角度。
Description
技术领域
本发明涉及发电机技术领域,尤其涉及一种盘式直流输出摩擦纳米发电装置及传感设备。
背景技术
随着科技水平的不断提高,需要大量的小型电子器件,这些电子器件一般需要辅助电源供电。数量众多且分散的电子器件目前大多通过电池供电,大量的电池使用存在着生命周期内需多次维护和高温爆炸的安全隐患,并带来了各种污染,严重制约了现代机电设备智能化、微小化以及集成化的发展需求。
摩擦纳米发电机,能够把极其微小的机械能转化为电能。因此,通过摩擦纳米发电机为小型电子器件供电具有很好的应用基础。但是,由于工作原理限制,目前的摩擦纳米发电机大多输出交流电,然而目前小型电子器件大多需要直流供电,因此需设计一种直流摩擦纳米发电机可为小型电子器件直接供电。
发明内容
本发明实施例提供一种盘式直流输出摩擦纳米发电装置及传感设备,以解决现有的摩擦纳米发电机存在的交流输出,波峰因数高,为小型电子器件供电效率低的技术问题。
一方面,本发明实施例提出了一种盘式直流输出摩擦纳米发电装置,包括转子部及定子部,转子部与定子部能够相对转动,转子部与定子部相向设置;其中,转子部包括盘状的基板及设置于基板第一侧的第一摩擦组,第一摩擦组包括环绕基板轴向设置的多个第一摩擦件,定子部包括盘状的支撑座及设置于支撑座第一侧的至少两个第二摩擦组,第二摩擦组包括为第一摩擦组的第一摩擦件数量两倍的第二摩擦件,第二摩擦件与第一摩擦件的圆心角相同,支撑座第一侧与基板第一侧相向设置;至少两个第二摩擦组沿支撑座径向依次排列,至少两个第二摩擦组依次嵌套,第二摩擦件环绕支撑座轴向设置,至少两个第二摩擦组的第二摩擦件之间在支撑座周向上依次错开第一预设角度,转子部转动时全部第二摩擦件能够与第一摩擦组的第一摩擦件摩擦发电;或者,至少两个第二摩擦组沿支撑座周向依次排列,至少两个第二摩擦组共同环绕支撑座轴向,全部第二摩擦件共同环绕支撑座轴向设置,至少两个第二摩擦组之间的间隔角度依次错开第二预设角度,转子部转动时全部第二摩擦件能够与第一摩擦组的第一摩擦件摩擦发电。
根据本发明实施例的一个方面,第二摩擦组中的相互间隔的第二摩擦件之间相互电性连接,以使第二摩擦组分为两组第二摩擦件,且该两组第二摩擦件中的任一组第二摩擦件之间相互电性连接。
根据本发明实施例的一个方面,转子部的基板的中部设置有转轴,定子部的支撑座的中部设置有定位孔,支撑座通过定位孔套设于转轴,使得转子部与定子部能够相对转动,且支撑座第一侧与基板第一侧相向。
根据本发明实施例的一个方面,第二摩擦件与第一摩擦件的圆心角相同,定义该圆心角为α;定义第一预设角度为β;定义第二摩擦组的数量为n;则,β=α/n。
根据本发明实施例的一个方面,第二摩擦件与第一摩擦件的圆心角相同,定义该圆心角为α;定义第二预设角度为γ;定义第二摩擦组的数量为n;则,γ=α/n。
根据本发明实施例的一个方面,第一摩擦件的材料为具备电负性的材料,第二摩擦件的材料为具备电正性的材料。
另一方面,本发明另一实施例提出了一种盘式直流输出摩擦纳米发电装置,包括转子部及定子部,转子部与定子部能够相对转动,转子部的数量为一个以上,定子部的数量为两个以上,定子部与转子部交替层叠设置;其中,转子部包括盘状的基板及设置于基板两侧的第一摩擦组,第一摩擦组包括环绕基板轴向设置的多个第一摩擦件,定子部包括盘状的支撑座及设置于支撑座的与基板相向侧的第二摩擦组,第二摩擦组包括环绕支撑座轴向设置的为第一摩擦组的第一摩擦件数量两倍的第二摩擦件,第二摩擦件与第一摩擦件的圆心角相同;一个以上转子部的全部第一摩擦组的第一摩擦件之间一一对齐设置,两个以上定子部的全部第二摩擦组的第二摩擦件之间在支撑座周向上依次错开第三预设角度,全部转子部转动时全部第二摩擦件能够与全部第一摩擦组的第一摩擦件摩擦发电。
根据本发明实施例的一个方面,第二摩擦组中的相互间隔的第二摩擦件之间相互电性连接,以使第二摩擦组分为两组第二摩擦件,且该两组第二摩擦件中的任一组第二摩擦件之间相互电性连接。
根据本发明实施例的一个方面,转子部的基板的中部设置有转轴,定子部的支撑座的中部设置有定位孔,全部定子部的支撑座通过定位孔套设于转轴,使得全部转子部与全部定子部能够相对转动,且全部转子部与全部定子部同轴设置。
根据本发明实施例的一个方面,第二摩擦件与第一摩擦件的圆心角相同,定义该圆心角为α;定义第三预设角度为δ;定义全部定子部的第二摩擦组的数量为n;则,δ=α/n。
根据本发明实施例的一个方面,第一摩擦件的材料为具备电负性的材料,第二摩擦件的材料为具备电正性的材料。
又一方面,本发明实施例提出了一种传感设备,包括如前述的盘式直流输出摩擦纳米发电装置。
本发明实施例提供的盘式直流输出摩擦纳米发电装置,当转子部在外部激励作用下旋转时,第二摩擦件与第一摩擦件摩擦接触,实现了摩擦起电与静电感应过程,使每个第二摩擦组均产生电能,能够向外输出交流电,每个第二摩擦组向外输出的交流电的波形存在相位差,多个第二摩擦组的多路交流电通过波形整流元件转换为脉动直流,通过对多个存在相位差的脉动直流进行多个相位耦合叠加,降低电流整体的波峰因数,实现直流输出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述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为本发明实施例的盘式直流输出摩擦纳米发电装置的局部剖视结构示意图。
图2为本发明实施例的盘式直流输出摩擦纳米发电装置的转子部的结构示意图。
图3为本发明实施例的盘式直流输出摩擦纳米发电装置的定子部的结构示意图。
图4为本发明另一实施例的盘式直流输出摩擦纳米发电装置的转子部的结构示意图。
图5为本发明另一实施例的盘式直流输出摩擦纳米发电装置的定子部的结构示意图。
图6为本发明又一实施例的盘式直流输出摩擦纳米发电装置的结构示意图。
图7为本发明又一实施例的盘式直流输出摩擦纳米发电装置的转子部的结构示意图。
图8为本发明又一实施例的盘式直流输出摩擦纳米发电装置的定子部的结构示意图。
图9为本发明又一实施例的盘式直流输出摩擦纳米发电装置的转轴的结构示意图。
图10为本发明实施例的盘式直流输出摩擦纳米发电装置所输出的交流电的电流波形图。
图11为本发明实施例的盘式直流输出摩擦纳米发电装置的一种整流电路的示意图。
图12为本发明实施例的盘式直流输出摩擦纳米发电装置所输出的交流电经过耦合叠加后的电流波形图。
附图中:
100-转子部,200-定子部;
110-基板,120-第一摩擦组,130-转轴;
210-支撑座,220-第二摩擦组,230-定位孔;
121-第一摩擦件;
131-定位键;
221-第二摩擦件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理,但不能用来限制本发明的范围,即本发明不限于所描述的实施例。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有说明,术语“第一”和“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;“多个”的含义是两个或两个以上;术语“内”、“外”、“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1、图2及图3,本发明实施例的盘式直流输出摩擦纳米发电装置,包括转子部100及定子部200,转子部100与定子部200能够相对转动,转子部100与定子部200相向设置;其中,转子部100包括盘状的基板110及设置于基板110第一侧的第一摩擦组120,第一摩擦组120包括环绕基板110轴向设置的多个第一摩擦件121,定子部200包括盘状的支撑座210及设置于支撑座210第一侧的至少两个第二摩擦组220,第二摩擦组220包括为第一摩擦组120的第一摩擦件121数量两倍的第二摩擦件221,第二摩擦件221与第一摩擦件121的圆心角相同,支撑座210第一侧与基板110第一侧相向设置;至少两个第二摩擦组220沿支撑座210径向依次排列,至少两个第二摩擦组220依次嵌套,第二摩擦件221环绕支撑座210轴向设置,至少两个第二摩擦组220的第二摩擦件221之间在支撑座210周向上依次错开第一预设角度,转子部100转动时全部第二摩擦件221能够与第一摩擦组120的第一摩擦件121摩擦发电;或者,请参阅图4及图5,至少两个第二摩擦组220沿支撑座210周向依次排列,至少两个第二摩擦组220共同环绕支撑座210轴向,全部第二摩擦件221共同环绕支撑座210轴向设置,至少两个第二摩擦组220之间的间隔角度依次错开第二预设角度,转子部100转动时全部第二摩擦件221能够与第一摩擦组120的第一摩擦件121摩擦发电。本实施例的至少两个第二摩擦组220的第二摩擦件221之间在支撑座210周向上依次错开第一预设角度,或者至少两个第二摩擦组220之间的间隔角度依次错开第二预设角度,即至少两个第二摩擦组220的第二摩擦件221之间依次具有相位差,或者至少两个第二摩擦组220之间的间隔依次具有相位差,当转子部100在外部激励作用下旋转时,第二摩擦件221与第一摩擦件121摩擦接触,实现了摩擦起电与静电感应过程,使每个第二摩擦组220均产生电能,能够向外输出交流电,且如图10所示,每个第二摩擦组220向外输出的交流电的波形存在相位差,多个第二摩擦组220的多路交流电通过波形整流元件,如整流桥等,其整流电路可为图11所示,转换为脉动直流,通过对多个存在相位差的脉动直流进行多个相位耦合叠加,降低电流整体的波峰因数,如图12所示,实现直流输出,以解决现有的摩擦纳米发电机存在的交流输出,波峰因数高,为小型电子器件供电效率低的技术问题。
本实施例的盘式直流输出摩擦纳米发电装置,具有结构简单、安装方便、可有效实现直流输出的特点,在微纳能源俘获领域具有良好的商业价值和社会效益,能够为小型电子器件,如传感器直接供电。
在本实施例中,同一第二摩擦组220的相邻第二摩擦件221之间相互不连通,相邻第二摩擦组220之间相互不连通。
作为一个可选实施例,第二摩擦组220中的相互间隔的第二摩擦件221之间相互电性连接,以使第二摩擦组220分为两组第二摩擦件221,且该两组第二摩擦件221中的任一组第二摩擦件221之间相互电性连接。
本实施例的每个第二摩擦组220的两组第二摩擦件221均向外输出交流电,由于至少两个第二摩擦组220的第二摩擦件221之间在支撑座210周向上依次错开第一预设角度,或者至少两个第二摩擦组220之间的间隔角度依次错开第二预设角度,多个第二摩擦组220的多组第二摩擦件221向外输出的多路交流电之间依次存在相位差,多路交流电经过耦合叠加后类似于直流电,实现直流输出。
作为一个可选实施例,转子部100的基板110的中部设置有转轴130,定子部200的支撑座210的中部设置有定位孔230,支撑座210通过定位孔230套设于转轴130,使得转子部100与定子部200能够相对转动,且支撑座210第一侧与基板110第一侧相向。
本实施例的基板110与支撑座210通过转轴130实现同轴设置,转轴130转动时基板110随转轴130同步转动,使得基板110相对于支撑座210转动,进而使得第一摩擦组120能够相对于第二摩擦组220转动。
可以理解,转轴130上可设置有定位键131,定位键131用于限定基板110在转轴130上的相对位置。
作为一个可选实施例,第二摩擦件221与第一摩擦件121的圆心角相同,定义该圆心角为α;定义第一预设角度为β;定义第二摩擦组220的数量为n;则,β=α/n。
本实施例的第二摩擦组220的数量可为三个,则第一预设角度为β=α/3,即三个第二摩擦组220的第二摩擦件221之间在支撑座210周向上依次错开α/3,亦即第二个第二摩擦组220的第二摩擦件221相对于第一个第二摩擦组220的第二摩擦件221错开α/3,第三个第二摩擦组220的第二摩擦件221相对于第一个第二摩擦组220的第二摩擦件221错开2α/3。
作为一个可选实施例,第二摩擦件221与第一摩擦件121的圆心角相同,定义该圆心角为α;定义第二预设角度为γ;定义第二摩擦组220的数量为n;则,γ=α/n。
本实施例的第二摩擦组220的数量可为三个,则第二预设角度为γ=α/3,即三个第二摩擦组220之间的间隔角度依次错开α/3,亦即第二个第二摩擦组220与第一个第二摩擦组220间隔α/3,第三个第二摩擦组220与第二个第二摩擦组220间隔2α/3,第一个第二摩擦组220与第三个第二摩擦组220间隔α。
作为一个可选实施例,第一摩擦件121的材料为具备电负性的材料,第二摩擦件221的材料为具备电正性的材料。
在本实施例中,第一摩擦件121的材料为具备电负性的材料,可选为聚全氟乙烯丙烯共聚物、四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、苯胺甲醛树脂、聚甲醛、乙基纤维素、聚酰胺、三聚氰胺甲醛、聚乙二醇丁二酸酯、纤维素、纤维素乙酸酯、聚己二酸乙二醇酯、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、再生纤维海绵、聚氨酯弹性体、苯乙烯丙烯共聚物、苯乙烯丁二烯共聚物、人造纤维、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚酯、聚异丁烯、聚氨酯柔性海绵、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇缩丁醛、酚醛树脂、氯丁橡胶、丁二烯丙烯共聚物、天然橡胶、聚丙烯腈、聚乙烯丙二酚碳酸盐,聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、液晶高分子聚合物、聚氯丁二烯、聚丙烯腈、聚双苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚三氟氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯及派瑞林等;第二摩擦件221的材料为具备电正性的材料,可选为金属、合金、氧化铟锡和导电有机物高分子材料,其中金属可选为铜、金、银、铂、铝、镍、钛、铬及硒等,合金可选为金、银、铂、铝、镍、铜、钛、铬及硒等中的两种以上物质所形成,导电有机物高分子材料可选为聚吡咯、聚苯硫醚、聚酞菁类化合物、聚苯胺及聚噻吩等。
请参阅图6、图7及图8,本发明实施例的盘式直流输出摩擦纳米发电装置,包括转子部100及定子部200,转子部100与定子部200能够相对转动,转子部100的数量为一个以上,定子部200的数量为两个以上,定子部200与转子部100交替层叠设置;其中,转子部100包括盘状的基板110及设置于基板110两侧的第一摩擦组120,第一摩擦组120包括环绕基板110轴向设置的多个第一摩擦件121,定子部200包括盘状的支撑座210及设置于支撑座210的与基板110相向侧的第二摩擦组220,第二摩擦组220包括环绕支撑座210轴向设置的为第一摩擦组120的第一摩擦件121数量两倍的第二摩擦件221,第二摩擦件221与第一摩擦件121的圆心角相同;一个以上转子部100的全部第一摩擦组120的第一摩擦件121之间一一对齐设置,两个以上定子部200的全部第二摩擦组220的第二摩擦件221之间在支撑座210周向上依次错开第三预设角度,全部转子部100转动时全部第二摩擦件221能够与全部第一摩擦组120的第一摩擦件121摩擦发电。本实施例的全部第二摩擦组220的第二摩擦件221之间在支撑座210周向上依次错开第三预设角度,即全部第二摩擦组220的第二摩擦件221之间依次具有相位差,当转子部100在外部激励作用下旋转时,第二摩擦件221与第一摩擦件121摩擦接触,实现了摩擦起电与静电感应过程,使每个第二摩擦组220均产生电能,能够向外输出交流电,且如图10所示,每个第二摩擦组220向外输出的交流电的波形存在相位差,多个第二摩擦组220的多路交流电通过波形整流元件,如整流桥等,其整流电路可为图11所示,转换为脉动直流,通过对多个存在相位差的脉动直流进行多个相位耦合叠加,降低电流整体的波峰因数,如图12所示,实现直流输出,以解决现有的摩擦纳米发电机存在的交流输出,波峰因数高,为小型电子器件供电效率低的技术问题。
本实施例的盘式直流输出摩擦纳米发电装置,具有结构简单、安装方便、可有效实现直流输出的特点,在微纳能源俘获领域具有良好的商业价值和社会效益,能够为小型电子器件,如传感器直接供电。
在本实施例中,同一第二摩擦组220的相邻第二摩擦件221之间相互不连通。
作为一个可选实施例,第二摩擦组220中的相互间隔的第二摩擦件221之间相互电性连接,以使第二摩擦组220分为两组第二摩擦件221,且该两组第二摩擦件221中的任一组第二摩擦件221之间相互电性连接。
本实施例的每个第二摩擦组220的两组第二摩擦件221均向外输出交流电,由于全部第二摩擦组220的第二摩擦件221之间在支撑座210周向上依次错开第三预设角度,全部第二摩擦组220的多组第二摩擦件221向外输出的多路交流电之间依次存在相位差,多路交流电经过耦合叠加后类似于直流电,实现直流输出。
作为一个可选实施例,转子部100的基板110的中部设置有转轴130,定子部200的支撑座210的中部设置有定位孔230,全部定子部200的支撑座210通过定位孔230套设于转轴130,使得全部转子部100与全部定子部200能够相对转动,且全部转子部100与全部定子部200同轴设置。
本实施例的全部基板110与全部支撑座210通过转轴130实现同轴设置,转轴130转动时全部基板110随转轴130同步转动,使得全部基板110相对于全部支撑座210转动,进而使得全部第一摩擦组120能够相对于全部第二摩擦组220转动。
可以理解,转轴130上可设置有定位键131,结合图9,定位键131与基板110的数量相同,一个定位键131用于限定一个基板110在转轴130上的相对位置。
作为一个可选实施例,第二摩擦件221与第一摩擦件121的圆心角相同,定义该圆心角为α;定义第三预设角度为δ;定义全部定子部200的第二摩擦组220的数量为n;则,δ=α/n。
本实施例的定子部200的数量可为三个,相应地,转子部100的数量为两个,进而,第二摩擦组220的总数为四个(位于装置中间的定子部200的支撑座210两侧均设有第二摩擦组220,位于装置两端的两个定子部200的支撑座210均为一侧设有第二摩擦组220),第一摩擦组120的总数为四个;则第三预设角度δ=α/4,即四个第二摩擦组220的第二摩擦件221之间在支撑座210周向上依次错开α/4,亦即第二个第二摩擦组220的第二摩擦件221相对于第一个第二摩擦组220的第二摩擦件221错开α/4,第三个第二摩擦组220的第二摩擦件221相对于第一个第二摩擦组220的第二摩擦件221错开α/2,第四个第二摩擦组220的第二摩擦件221相对于第一个第二摩擦组220的第二摩擦件221错开3α/4。
作为一个可选实施例,第一摩擦件121的材料为具备电负性的材料,第二摩擦件221的材料为具备电正性的材料。
在本实施例中,第一摩擦件121的材料为具备电负性的材料,可选为聚全氟乙烯丙烯共聚物、四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、苯胺甲醛树脂、聚甲醛、乙基纤维素、聚酰胺、三聚氰胺甲醛、聚乙二醇丁二酸酯、纤维素、纤维素乙酸酯、聚己二酸乙二醇酯、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、再生纤维海绵、聚氨酯弹性体、苯乙烯丙烯共聚物、苯乙烯丁二烯共聚物、人造纤维、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚酯、聚异丁烯、聚氨酯柔性海绵、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇缩丁醛、酚醛树脂、氯丁橡胶、丁二烯丙烯共聚物、天然橡胶、聚丙烯腈、聚乙烯丙二酚碳酸盐,聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、液晶高分子聚合物、聚氯丁二烯、聚丙烯腈、聚双苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚三氟氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯及派瑞林等;第二摩擦件221的材料为具备电正性的材料,可选为金属、合金、氧化铟锡和导电有机物高分子材料,其中金属可选为铜、金、银、铂、铝、镍、钛、铬及硒等,合金可选为金、银、铂、铝、镍、铜、钛、铬及硒等中的两种以上物质所形成,导电有机物高分子材料可选为聚吡咯、聚苯硫醚、聚酞菁类化合物、聚苯胺及聚噻吩等。
以下,提供一种传感设备,包括如前述的盘式直流输出摩擦纳米发电装置。
在本实施例中,盘式直流输出摩擦纳米发电装置能够实现直流输出,能够为多种小型电子器件直接供电,不需要经常更换,不会造成严重的环境污染,便于实现小型电子器件的独立供电,为小型电子器件,如传感器的普遍使用提供了便利,具有极大的应用价值。
本领域内的技术人员应明白,以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此。显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (12)
1.一种盘式直流输出摩擦纳米发电装置,其特征在于,包括转子部及定子部,所述转子部与所述定子部能够相对转动,所述转子部与所述定子部相向设置;
其中,所述转子部包括盘状的基板及设置于基板第一侧的第一摩擦组,所述第一摩擦组包括环绕所述基板轴向设置的多个第一摩擦件,所述定子部包括盘状的支撑座及设置于支撑座第一侧的至少两个第二摩擦组,所述第二摩擦组包括为所述第一摩擦组的第一摩擦件数量两倍的第二摩擦件,所述第二摩擦件与所述第一摩擦件的圆心角相同,所述支撑座第一侧与所述基板第一侧相向设置;
所述至少两个第二摩擦组沿所述支撑座径向依次排列,所述至少两个第二摩擦组依次嵌套,所述第二摩擦件环绕所述支撑座轴向设置,所述至少两个第二摩擦组的第二摩擦件之间在所述支撑座周向上依次错开第一预设角度,所述转子部转动时全部所述第二摩擦件能够与所述第一摩擦组的第一摩擦件摩擦发电;或者,
所述至少两个第二摩擦组沿所述支撑座周向依次排列,所述至少两个第二摩擦组共同环绕所述支撑座轴向,全部所述第二摩擦件共同环绕所述支撑座轴向设置,所述至少两个第二摩擦组之间的间隔角度依次错开第二预设角度,所述转子部转动时全部所述第二摩擦件能够与所述第一摩擦组的第一摩擦件摩擦发电。
2.根据权利要求1所述的盘式直流输出摩擦纳米发电装置,其特征在于,所述第二摩擦组中的相互间隔的第二摩擦件之间相互电性连接,以使所述第二摩擦组分为两组第二摩擦件,且该两组第二摩擦件中的任一组第二摩擦件之间相互电性连接。
3.根据权利要求1所述的盘式直流输出摩擦纳米发电装置,其特征在于,所述转子部的基板的中部设置有转轴,所述定子部的支撑座的中部设置有定位孔,所述支撑座通过所述定位孔套设于所述转轴,使得所述转子部与所述定子部能够相对转动,且所述支撑座第一侧与所述基板第一侧相向。
4.根据权利要求1所述的盘式直流输出摩擦纳米发电装置,其特征在于,所述第二摩擦件与所述第一摩擦件的圆心角相同,定义该圆心角为α;
定义所述第一预设角度为β;
定义所述第二摩擦组的数量为n;
则,β=α/n。
5.根据权利要求1所述的盘式直流输出摩擦纳米发电装置,其特征在于,所述第二摩擦件与所述第一摩擦件的圆心角相同,定义该圆心角为α;
定义所述第二预设角度为γ;
定义所述第二摩擦组的数量为n;
则,γ=α/n。
6.根据权利要求1所述的盘式直流输出摩擦纳米发电装置,其特征在于,所述第一摩擦件的材料为具备电负性的材料,所述第二摩擦件的材料为具备电正性的材料。
7.一种盘式直流输出摩擦纳米发电装置,其特征在于,包括转子部及定子部,所述转子部与所述定子部能够相对转动,所述转子部的数量为一个以上,所述定子部的数量为两个以上,所述定子部与所述转子部交替层叠设置;
其中,所述转子部包括盘状的基板及设置于基板两侧的第一摩擦组,所述第一摩擦组包括环绕所述基板轴向设置的多个第一摩擦件,所述定子部包括盘状的支撑座及设置于支撑座的与所述基板相向侧的第二摩擦组,所述第二摩擦组包括环绕所述支撑座轴向设置的为所述第一摩擦组的第一摩擦件数量两倍的第二摩擦件,所述第二摩擦件与所述第一摩擦件的圆心角相同;
所述一个以上转子部的全部所述第一摩擦组的第一摩擦件之间一一对齐设置,所述两个以上定子部的全部所述第二摩擦组的第二摩擦件之间在所述支撑座周向上依次错开第三预设角度,全部所述转子部转动时全部所述第二摩擦件能够与全部所述第一摩擦组的第一摩擦件摩擦发电。
8.根据权利要求7所述的盘式直流输出摩擦纳米发电装置,其特征在于,所述第二摩擦组中的相互间隔的第二摩擦件之间相互电性连接,以使所述第二摩擦组分为两组第二摩擦件,且该两组第二摩擦件中的任一组第二摩擦件之间相互电性连接。
9.根据权利要求7所述的盘式直流输出摩擦纳米发电装置,其特征在于,所述转子部的基板的中部设置有转轴,所述定子部的支撑座的中部设置有定位孔,全部所述定子部的所述支撑座通过所述定位孔套设于所述转轴,使得全部所述转子部与全部所述定子部能够相对转动,且全部所述转子部与全部所述定子部同轴设置。
10.根据权利要求7所述的盘式直流输出摩擦纳米发电装置,其特征在于,所述第二摩擦件与所述第一摩擦件的圆心角相同,定义该圆心角为α;
定义所述第三预设角度为δ;
定义全部所述定子部的所述第二摩擦组的数量为n;
则,δ=α/n。
11.根据权利要求7所述的盘式直流输出摩擦纳米发电装置,其特征在于,所述第一摩擦件的材料为具备电负性的材料,所述第二摩擦件的材料为具备电正性的材料。
12.一种传感设备,其特征在于,包括如权利要求1至6任一项或如权利要求7至11任一项所述的盘式直流输出摩擦纳米发电装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010081015.0A CN111193432B (zh) | 2020-02-05 | 2020-02-05 | 盘式直流输出摩擦纳米发电装置及传感设备 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010081015.0A CN111193432B (zh) | 2020-02-05 | 2020-02-05 | 盘式直流输出摩擦纳米发电装置及传感设备 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111193432A true CN111193432A (zh) | 2020-05-22 |
CN111193432B CN111193432B (zh) | 2021-08-31 |
Family
ID=70710353
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010081015.0A Active CN111193432B (zh) | 2020-02-05 | 2020-02-05 | 盘式直流输出摩擦纳米发电装置及传感设备 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111193432B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112953293A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-06-11 | 重庆大学 | 采用多元介电材料实现软接触的摩擦纳米发电机和应用 |
WO2022151542A1 (zh) * | 2021-01-12 | 2022-07-21 | 深圳大学 | 摩擦纳米发电机及制备方法、自供能传感系统及关节角度检测方法 |
CN117439439A (zh) * | 2023-12-06 | 2024-01-23 | 兰州城市学院 | 一种具有低波峰因子和直流输出的多相位转盘式摩擦纳米发电机 |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09261976A (ja) * | 1996-03-26 | 1997-10-03 | Kanagawa Kagaku Gijutsu Akad | 静電浮上式ディスク型同期モータ |
JP2007097277A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Casio Comput Co Ltd | 静電モータ |
CN206962734U (zh) * | 2017-06-22 | 2018-02-02 | 北京纳米能源与系统研究所 | 摩擦纳米发电装置和浮子 |
CN108039832A (zh) * | 2018-02-13 | 2018-05-15 | 淮北师范大学 | 一种摩擦发电装置 |
CN108292898A (zh) * | 2015-12-03 | 2018-07-17 | 皇家飞利浦有限公司 | 能量生成系统和方法 |
CN108352790A (zh) * | 2015-09-04 | 2018-07-31 | 皇家飞利浦有限公司 | 电流波形生成器、致动器和生成方法 |
CN207801780U (zh) * | 2018-03-07 | 2018-08-31 | 淮北师范大学 | 一种基于独立层模式的摩擦发电装置 |
CN108809022A (zh) * | 2017-04-28 | 2018-11-13 | 南方科技大学 | 一种盘式发电机 |
CN109120180A (zh) * | 2017-06-22 | 2019-01-01 | 北京纳米能源与系统研究所 | 摩擦纳米发电装置和浮子 |
CN109450289A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-03-08 | 清华大学 | 一种面内运动静电发电机 |
CN209001861U (zh) * | 2018-10-19 | 2019-06-18 | 清华大学 | 一种嵌套式旋转摩擦发电装置 |
CN110201301A (zh) * | 2019-06-14 | 2019-09-06 | 清华大学 | 一种基于摩擦发电的伤口愈合装置 |
-
2020
- 2020-02-05 CN CN202010081015.0A patent/CN111193432B/zh active Active
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09261976A (ja) * | 1996-03-26 | 1997-10-03 | Kanagawa Kagaku Gijutsu Akad | 静電浮上式ディスク型同期モータ |
JP2007097277A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Casio Comput Co Ltd | 静電モータ |
CN108352790A (zh) * | 2015-09-04 | 2018-07-31 | 皇家飞利浦有限公司 | 电流波形生成器、致动器和生成方法 |
CN108292898A (zh) * | 2015-12-03 | 2018-07-17 | 皇家飞利浦有限公司 | 能量生成系统和方法 |
CN108809022A (zh) * | 2017-04-28 | 2018-11-13 | 南方科技大学 | 一种盘式发电机 |
CN206962734U (zh) * | 2017-06-22 | 2018-02-02 | 北京纳米能源与系统研究所 | 摩擦纳米发电装置和浮子 |
CN109120180A (zh) * | 2017-06-22 | 2019-01-01 | 北京纳米能源与系统研究所 | 摩擦纳米发电装置和浮子 |
CN108039832A (zh) * | 2018-02-13 | 2018-05-15 | 淮北师范大学 | 一种摩擦发电装置 |
CN207801780U (zh) * | 2018-03-07 | 2018-08-31 | 淮北师范大学 | 一种基于独立层模式的摩擦发电装置 |
CN209001861U (zh) * | 2018-10-19 | 2019-06-18 | 清华大学 | 一种嵌套式旋转摩擦发电装置 |
CN109450289A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-03-08 | 清华大学 | 一种面内运动静电发电机 |
CN110201301A (zh) * | 2019-06-14 | 2019-09-06 | 清华大学 | 一种基于摩擦发电的伤口愈合装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022151542A1 (zh) * | 2021-01-12 | 2022-07-21 | 深圳大学 | 摩擦纳米发电机及制备方法、自供能传感系统及关节角度检测方法 |
CN112953293A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-06-11 | 重庆大学 | 采用多元介电材料实现软接触的摩擦纳米发电机和应用 |
CN117439439A (zh) * | 2023-12-06 | 2024-01-23 | 兰州城市学院 | 一种具有低波峰因子和直流输出的多相位转盘式摩擦纳米发电机 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111193432B (zh) | 2021-08-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111193432B (zh) | 盘式直流输出摩擦纳米发电装置及传感设备 | |
Gao et al. | Robust triboelectric nanogenerator with ratchet‐like wheel‐based design for harvesting of environmental energy | |
WO2013170651A1 (zh) | 一种摩擦发电机及摩擦发电机组 | |
CN105680716A (zh) | 一种旋转式复合型纳米发电机 | |
CN109067236B (zh) | 一种电机内置式柱状摩擦发电装置 | |
CN111193431A (zh) | 直流输出摩擦纳米发电装置及传感设备 | |
CN112054711B (zh) | 机械整流式摩擦纳米发电装置 | |
JP6411898B2 (ja) | 静電誘導発電機およびこれを用いた充電回路 | |
JP2005240963A (ja) | フライホイール式蓄エネルギー装置 | |
CN110784120A (zh) | 旋转式纳米发电机 | |
CN110504860B (zh) | 一种堆栈式旋转静电发电机 | |
CN111277168A (zh) | 旋转式纳米发电机及供电器件 | |
CN103731063A (zh) | 混合式发电机 | |
Fan et al. | Robust triboelectric-electromagnetic hybrid nanogenerator with maglev-enabled automatic mode transition for exploiting breeze energy | |
CN113162460B (zh) | 一种静电式旋转、直线往复运动耦合能量收集器 | |
Rui et al. | Highly Durable Compact Sleeve Triboelectric–Electromagnetic Hybrid Nanogenerator for Broadband Triggered Energy Harvesting and Active Wind Speed Sensing | |
EP3432462B1 (en) | Electrostatic-mechanical converter | |
JP6742084B2 (ja) | 静電誘導型発電器 | |
CN108768203B (zh) | 一种三维环状摩擦发电装置 | |
CN110971139B (zh) | 自供能无线通信装置 | |
CN207459955U (zh) | 复合式旋转能量收集器 | |
CN211859977U (zh) | 旋转式纳米发电机及供电器件 | |
US6822361B1 (en) | Orbiting multi-rotor homopolar system | |
TW202320474A (zh) | 一種摩擦-電磁複合型發電裝置及其性能測試平臺和方法 | |
CN220273456U (zh) | 一种风力驱动的摩擦电与电磁复合发电装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: No.8, yangyandong 1st Road, Yanqi Economic Development Zone, Huairou District, Beijing Applicant after: Beijing Institute of Nanoenergy and Nanosystems Address before: 100083 Beijing City, Haidian District Xueyuan Road No. 30, large industrial building C Applicant before: Beijing Institute of Nanoenergy and Nanosystems |
|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |