CN112564540A - 一种自适应性滚动纳米摩擦发电机 - Google Patents

一种自适应性滚动纳米摩擦发电机 Download PDF

Info

Publication number
CN112564540A
CN112564540A CN202011392939.9A CN202011392939A CN112564540A CN 112564540 A CN112564540 A CN 112564540A CN 202011392939 A CN202011392939 A CN 202011392939A CN 112564540 A CN112564540 A CN 112564540A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sleeve
shaft
rolling friction
generator device
electrode
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.)
Pending
Application number
CN202011392939.9A
Other languages
English (en)
Inventor
魏克湘
王奇
邹鸿翔
赵萤洁
邓耀文
徐传威
刘金刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiangtan University
Hunan Institute of Engineering
Original Assignee
Xiangtan University
Hunan Institute of Engineering
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiangtan University, Hunan Institute of Engineering filed Critical Xiangtan University
Priority to CN202011392939.9A priority Critical patent/CN112564540A/zh
Publication of CN112564540A publication Critical patent/CN112564540A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

本发明是一种自适应性滚动纳米摩擦发电机，包括尾翼、套筒、后挡板、前挡板，套筒中央位置安装有叶片，叶片套有转套，转套上安装有前支架、后支架，前支架、后支架之间装有轴，轴上套有轴承、内套、外套，外套粘贴得电子驻电极，套筒内壁面粘贴周向均匀错开的铜电极一、铜电极二，叶片转动带动得电子驻电极与铜电极一、铜电极二依次摩擦分离。本发明与现有技术相比，有良好的发电效果，同时减少了材料的磨损，显著提高装置的使用寿命。

Description

一种自适应性滚动纳米摩擦发电机
技术领域
本发明是一种小型风能能量采集装置，具体地说是一种自适应性滚动摩擦纳米发电机。
背景技术
随着全球能量的快速消耗，不可再生资源的开采，加速全球能源危机。开发一种可持续能量采集技术越来越重要。现有的可持续能量有风能、水能、太阳能、潮汐能等，资源丰富，其中风能在生活中随处可见，开发风能采集技术拥有很大前景。纳米摩擦发电基于摩擦发电和静电感应，可吸收环境中的机械能、风能，将其转换成电能。工作原理是高分子聚合物和铜或铝等易失去电子的金属接触摩擦，从而产生电流。纳米摩擦发电机具有高功率密度、轻型化、低成本等优点，具有很大的经济效益和社会意义。
发明内容
本本发明针对现有技术环境适应性差、可靠性低、发电性能差等问题，提出一种自适应性滚动摩擦纳米发电机，既能减少摩擦阻力、提高材料的使用寿命，同时也有良好的接触，提高装置的发电能力，适应不同风向，提高了环境适应能力，解决现有能量采集技术的材料磨损大、可靠性低、发电性能差等问题
为了实现上述目的，本发明采用如下所述技术方案。为实现上述目，设计自适应性一种自适应性滚动摩擦纳米发电机装置，包括尾翼1、套筒2、后挡板8、前挡板9，所述套筒2中为前后敞口，内部设有空腔的筒状，所述套筒2内壁处粘贴铜电极一6、铜电极二7，所述铜电极一6、铜电极二7沿周向且错开均匀粘贴，所述套筒2敞口处分别装有后挡板8、前挡板9，所述套筒2内部空腔中间安装有连接轴14，所述连接轴14上安装叶片13.所述叶片13外部连接转套12，所述转套12上安装有若干后支架10、若干前支架11，所述后支架10和前支架11中间安装有轴18，所述轴18中间套有小轴承19，所述小轴承19外圈安装内套15，所述内套15上安装有对称的两个连接筋16，所述连接筋16外部套有外套17，所述外套17上粘贴有得电子驻电极20，所述得电子驻电极20在叶片13、转套12、轴18的带动下和铜电极一6、铜电极二7的依次摩擦分离。
进一步地、所述叶片13至少设计三个，并且三个叶片13沿周向均匀布置，所述三个叶片13固定在连接轴14上。
进一步地、所述叶片13和转套12粘贴在一起，叶片13带转套12做旋转运动。
进一步地、所述转套12上有至少二十七个周向均匀布置的后支架10、前支架11，转套12带动后支架10、前支架11做圆周运动。
进一步地、所述后支架10、前支架11之间安装轴18，后支架10、前支架11带动轴18做圆周运动。
进一步地、所述轴18中间套有小轴承19，所述小轴承19外圈安装有内套15，且小轴承19位于内套15的正中央，所述内套15与外套17通过连接筋16相连，且连接筋16位于内套15、外套17的正中央，所述外套17上粘贴得电子驻电极20。
进一步地、所述得电子驻电极20在轴18的带动下，绕着连接轴14、轴18做圆周运动。
进一步地、所述后挡板8、前挡板9前后对称安装，防止外套17甩出。
进一步地、所述联轴器3内安装阶梯轴4大端，所述阶梯轴4小端套有大轴承21，所述大轴承21安装在安装基座5上。
进一步地、所述尾翼1安装套筒2正垂直方向，尾翼1带动套筒2、阶梯轴4绕阶梯轴4中心转动。
进一步地、所述得电子驻电极20的材料采用氟化乙烯丙烯共聚物。
本发明同现有的技术相比结构新颖，设计合理。针对现有风能采集技术摩擦发电组接触较差、材料磨损大、环境适应性差等问题，提出一种自适应性滚动摩擦风能采集装置，摩擦发电组之间为滚动摩擦，相比滑动摩擦，其摩擦力小，降低材料的磨损。显著提高装置的使用寿命。同时摩擦发电组之间是滚动摩擦，时刻接触良好，其发电性能较好。此外尾翼的存在，使得装置能根据方向变化而相应的转动，提高了装置的环境适应能力。
附图说明
图1是本发明的结构示意图
图2是本发明中铜电极一、铜电极二结构示意图
图3是本发明中的内部结构示意图
图4是本发明中的内部结构示意图
图5是本发明中的内部结构示意图
图6是本发明中安装基座结构剖视图
图中：1、尾翼 2、套筒 3、联轴器 4、阶梯轴 5、安装基座、 6、铜电极一 7、铜电极二 8、后挡板 9、前挡板 10、后支架 11、前支架 12、转套 13、叶片 14、连接轴 15、内套16、连接筋 17、外套 18、轴 19、小轴承 20、得电子驻电极 21、大轴承。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做一下进一步说明：
如附图所示，本发明提供一种自适应性滚动摩擦纳米发电机，包括尾翼1、套筒2、后挡板8、前挡板9，所述套筒2中为前后敞口，内部设有空腔的筒状，套筒2内壁处粘贴铜电极一6、铜电极二7，铜电极一6、铜电极二7沿周向且错开粘贴，套筒2敞口处分别装有后挡板8、前挡板9，套筒2内部空腔中间安装有连接轴14，连接轴14上安装叶片13.叶片13外部连接转套12，转套12上安装有若干后支架10、若干前支架11，后支架10和前支架11中间安装有轴18，轴18中间套有小轴承19，小轴承19外圈安装内套15，内套15上安装有对称的两个连接筋16，连接筋16外部套有外套17，所述外套17上粘贴有得电子驻电极20，得电子驻点电极20采用的材料是氟化乙烯丙烯共聚物，得电子驻电极20在叶片13、转套12、轴18的带动下和铜电极一6、铜电极二7的依次摩擦分离。
其中叶片13固定在连接轴14上，叶片13至少设计三个，并且三个叶片13沿周向均匀布置，叶片13和转套12粘贴在一起，转套12上有至少二十七个周向均匀对称布置的后支架10、前支架11，后支架10、前支架11之间安装轴18，后支架10、前支架11带动轴18做圆周运动，轴18中间套有小轴承19，小轴承19外圈安装内套15，且小轴承19位于内套15的正中央，内套15与外套17通过连接筋16相连，且连接筋16位于内套15、外套17的正中央，外套17上粘贴得电子驻电极20，得电子驻电极20直接接触铜电极一6或铜电极二7，叶片13带动转套12做转动圆周，转套12带动后支架10、前支架11运动，后支架10、前支架11带动轴18做圆周运动，轴18带着小轴承19旋转，得电子驻电机20在轴18和小轴承19的带动下，绕连接轴14做圆周运动，同时绕轴18做圆周运动与铜电极一6、铜电极二7之间形成滚动摩擦，相比滑动摩擦，摩擦力小，有效的降低了材料的磨损，后挡板8和前挡板9前后方向对称安装，防止外套17甩去，提高了装置的可靠性。
尾翼1安装套筒2正垂直方向，下部安装联轴器3，联轴器3内安装阶梯轴4大端，大轴承21顶住阶梯轴4大端，阶梯轴4小端与大轴承21形成过盈配合，尾翼1在风速带动下，绕阶梯轴4中心旋转，且带动套筒2、联轴器3、阶梯轴4旋转，整个装置能适应不同风向，不受风向的影响。
本发明针对现有风能采集技术的环境适应性差、可靠性低、发电性能差等问题，根据机械设计原理，提出一种滚动摩擦纳米发电机，设计过程中，得电子注电极和铜电极一直接触，提高了装置的发电性能。同时摩擦发电组之间是滚动摩擦，其摩擦力相比滑动摩擦小，降低了材料的磨损，提高了装置的使用寿命。尾翼的设计，使得装置旋转，在不同风向下都能进行发电。
本发明并不受上述实施方式的的限制，其他任何没有违背本发明的实质，均在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种自适应性滚动摩擦纳米发电机装置，包括尾翼(1)、套筒(2)、后挡板(8)、前挡板(9)，其特征在于；所述套筒(2)中为前后敞口，内部设有空腔的筒状，所述套筒(2)内壁处粘贴铜电极一(6)、铜电极二(7)，所述铜电极一(6)、铜电极二(7)沿周向且均匀错开粘贴，所述套筒(2)敞口处分别装有后挡板(8)、前挡板(9)，所述套筒(2)内部空腔中间安装有连接轴(14)，所述连接轴(14)上安装叶片(13)，所述叶片(13)外部连接转套(12)，所述转套(12)上安装有若干后支架(10)、若干前支架(11)，所述后支架(10)和前支架(11)中间安装有轴(18)，所述轴(18)中间套有小轴承(19)，所述小轴承(19)外圈安装内套(15)，所述内套(15)上安装有对称的两个连接筋(16)，所述连接筋(16)外部套有外套(17)，所述外套(17)上粘贴有得电子驻电极(20)，所述得电子驻电极(20)在叶片(13)、转套(12)、轴(18)的带动下和铜电极一(6)、铜电极二(7)的依次摩擦分离。
2.如权利要求1所述的一种自适应性滚动摩擦纳米发电机装置，其特征在于：所述叶片(13)至少设计三个，并且三个叶片(13)沿周向均匀布置，所述三个叶片(13)固定在连接轴(14)上。
3.如权利要求1或2所述的一种自适应性滚动摩擦纳米发电机装置，其特征在于：所述叶片(13)和转套(12)粘贴在一起，叶片(13)带转套(12)做旋转运动。
4.如权利要求3所述的一种自适应性滚动摩擦纳米发电机装置，其特征在于：所述转套(12)上有至少二十七个周向均匀布置的后支架(10)、前支架(11)，转套(12)带动后支架(10)、前支架(11)做圆周运动。
5.如权利要求1或4所述的一种自适应性滚动摩擦纳米发电机装置，其特征在于：所述后支架(10)、前支架(11)之间安装轴(18)，后支架(10)、前支架(11)带动轴(18)做圆周运动。
6.如权利要求1或5所述的一种自适应性滚动摩擦纳米发电机装置，其特征在于：所述轴(18)中间套有小轴承(19)，所述小轴承(19)外圈安装有内套(15)，且小轴承(19)位于内套(15)的正中央，所述内套(15)与外套(17)通过连接筋(16)相连，且连接筋(16)位于内套(15)、外套(17)的正中央，所述外套(17)上粘贴得电子驻电极(20)。
7.如权利要求1所述的一种自适应性滚动摩擦纳米发电机装置，其特征在于：所述得电子驻电极(20)在轴(18)的带动下，绕着连接轴(14)、轴(18)做圆周运动。
8.如权利要求1所述的一种自适应性滚动摩擦纳米发电机装置，其特征在于：进一步地、所述后挡板(8)、前挡板(9)前后对称安装，防止外套(17)甩出。
9.如权利要求1所述的一种自适应性滚动摩擦纳米发电机装置，其特征在于：所述联轴器(3)内安装阶梯轴(4)大端，所述阶梯轴(4)小端套有大轴承(21)，所述大轴承(21)安装在安装基座(5)上。
10.如权利要求1所述的一种自适应性滚动摩擦纳米发电机装置，其特征在于：、所述尾翼(1)安装套筒(2)正垂直方向，尾翼(1)带动套筒(2)、阶梯轴(4)绕阶梯轴(4)中心转动。
11.如权利要求1所述的一种自适应性滚动摩擦纳米发电机装置，其特征在于：所述得电子驻电极(20)的材料采用氟化乙烯丙烯共聚物。
CN202011392939.9A 2020-12-02 2020-12-02 一种自适应性滚动纳米摩擦发电机 Pending CN112564540A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011392939.9A CN112564540A (zh) 2020-12-02 2020-12-02 一种自适应性滚动纳米摩擦发电机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011392939.9A CN112564540A (zh) 2020-12-02 2020-12-02 一种自适应性滚动纳米摩擦发电机

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112564540A true CN112564540A (zh) 2021-03-26

Family

ID=75047113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011392939.9A Pending CN112564540A (zh) 2020-12-02 2020-12-02 一种自适应性滚动纳米摩擦发电机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112564540A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114543974A (zh) * 2022-01-12 2022-05-27 中国地质大学（武汉） 一种基于摩擦电效应的井下水平钻具振动传感器

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN86107637A (zh) * 1986-11-01 1987-08-19 李东跃 多级变容恒电位静电发生器
JPH08308261A (ja) * 1995-05-08 1996-11-22 Yaskawa Electric Corp ワブル型静電モータおよびその駆動方法
JP2015126556A (ja) * 2013-12-25 2015-07-06 株式会社リコー 静電電動機
CN105827139A (zh) * 2015-01-08 2016-08-03 北京纳米能源与系统研究所 滚动式静电感应发电机、轴承、测量装置及测量方法
CN109149993A (zh) * 2017-06-16 2019-01-04 北京纳米能源与系统研究所 发电机
CN109921678A (zh) * 2019-03-22 2019-06-21 安徽大学 一种旋转式电磁-摩擦复合纳米发电机
CN110350820A (zh) * 2019-07-09 2019-10-18 河南大学 一种基于摩擦纳米发电机的风雨能收集装置
CN111600438A (zh) * 2020-06-11 2020-08-28 重庆邮电大学 一种旋转摆式电磁-摩擦复合发电机
CN111682794A (zh) * 2020-06-20 2020-09-18 上海交通大学 适应复杂激励的无接触传动摩擦-电磁复合波浪能量采集器
CN111697872A (zh) * 2020-06-20 2020-09-22 湖南工程学院 自适应宽速度范围摩擦静电风能采集及风速测量装置
CN111711380A (zh) * 2020-06-17 2020-09-25 重庆邮电大学 一种基于滚动摩擦的电磁-摩擦复合型纳米发电机

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN86107637A (zh) * 1986-11-01 1987-08-19 李东跃 多级变容恒电位静电发生器
JPH08308261A (ja) * 1995-05-08 1996-11-22 Yaskawa Electric Corp ワブル型静電モータおよびその駆動方法
JP2015126556A (ja) * 2013-12-25 2015-07-06 株式会社リコー 静電電動機
CN105827139A (zh) * 2015-01-08 2016-08-03 北京纳米能源与系统研究所 滚动式静电感应发电机、轴承、测量装置及测量方法
CN109149993A (zh) * 2017-06-16 2019-01-04 北京纳米能源与系统研究所 发电机
CN109921678A (zh) * 2019-03-22 2019-06-21 安徽大学 一种旋转式电磁-摩擦复合纳米发电机
CN110350820A (zh) * 2019-07-09 2019-10-18 河南大学 一种基于摩擦纳米发电机的风雨能收集装置
CN111600438A (zh) * 2020-06-11 2020-08-28 重庆邮电大学 一种旋转摆式电磁-摩擦复合发电机
CN111711380A (zh) * 2020-06-17 2020-09-25 重庆邮电大学 一种基于滚动摩擦的电磁-摩擦复合型纳米发电机
CN111682794A (zh) * 2020-06-20 2020-09-18 上海交通大学 适应复杂激励的无接触传动摩擦-电磁复合波浪能量采集器
CN111697872A (zh) * 2020-06-20 2020-09-22 湖南工程学院 自适应宽速度范围摩擦静电风能采集及风速测量装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114543974A (zh) * 2022-01-12 2022-05-27 中国地质大学（武汉） 一种基于摩擦电效应的井下水平钻具振动传感器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201851276U (zh) 卧式双转子风力发电机
CN111682794A (zh) 适应复杂激励的无接触传动摩擦-电磁复合波浪能量采集器
CN112564540A (zh) 一种自适应性滚动纳米摩擦发电机
CN111697872B (zh) 自适应宽速度范围摩擦静电风能采集及风速测量装置
CN101943132A (zh) 互为逆向转动双风叶磁悬浮垂直风力发电机
CN207660770U (zh) 一种车载式可拆卸风力发电机
CN210405047U (zh) 一种垂直轴双转子风力发电机
CN201928151U (zh) 风力发电机滑环刷架
CN110620483A (zh) 一种垂直轴双转子风力发电机
CN215772809U (zh) 飞轮储能装置
CN210404931U (zh) 一种垂直轴双转子水力发电机
CN202326013U (zh) 一种立式双轴风力发电装置
CN204458212U (zh) 轴流型无轴空气能量采集器及利用其发电的低转速发电机
CN112555734A (zh) 一种太阳能及风能led路灯
CN103266981B (zh) 斜板转筒式波浪能发电装置
CN210191171U (zh) 轴流风力周侧发电机及一种增程电动汽车
CN203146226U (zh) 小型直流风力发电装置
CN203460718U (zh) 一种用于电动轿车上的空气动力风速发电系统
CN201065808Y (zh) 车用卧式风力发电装置
CN218913062U (zh) 一种双风向永磁悬浮风力发电机
KR20090050485A (ko) 풍력발전 유니트 및 이를 구비한 중앙분리대
CN203717233U (zh) 车载风力发电装置的风轮结构
KR20070115172A (ko) 고속화도로 풍력발전기
CN210733820U (zh) 一种产生电流大的轮轴发电机
CN201803289U (zh) 一种风光互补双能路灯

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
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20210326