CN112682252B - 一种杆体结构及其仿生无桨叶摩擦风力发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种杆体结构及其仿生无桨叶摩擦风力发电装置，包括位于上方的振动部和设于振动部下端的摩擦部。振动部包括位于上方的振动体和固定连接于振动体下端的类蛊毛毛杆。类蛊毛毛杆为具有高纵深比的杆状结构，高纵深比为8.3‑17.5。摩擦部套设于类蛊毛毛杆的下部，摩擦部包括具有不同得失电子能力的摩擦内壳和摩擦外壳。摩擦外壳固定连接于类蛊毛毛杆的下部，摩擦内壳固定连接于类蛊毛毛杆并位于摩擦外壳的内部，当振动部发生振动时，摩擦内壳和摩擦外壳之间摩擦发电。其有益效果是，本发明对低风速/超低风速敏感，能够利用低风速/超低风速的风能发电，提高了对低风速/超低风速的风能的利用率；其次，本发明取消了桨叶的设置，缩小了装置的体积。

Description

一种杆体结构及其仿生无桨叶摩擦风力发电装置

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种杆体结构及其仿生无桨叶摩擦风力发电装置。

背景技术

目前最受关注的环境问题是“全球变暖”，其产生的主要原因就是人类对自然界化石能源的不断索取，在使用过程中向自然环境排放大量的二氧化碳等气体，不仅导致了“全球变暖”，化石能源的储量也逐渐降低，寻求可再生的绿色能源、转变能源结构成为当务之急。可再生能源中，风能作为一种环境友好的可再生能源，受到了各国的青睐。

我国是风能大国，风能资源非常丰富，但是风能利用率距离世界风能强国还有一定的距离。归其原因，一是由于我国是低风速国家，低风速(指6-10m/s)、超低风速(指2-6m/s)的风能占全国风能的85％，而传统的桨叶发电装置，对超低风速的不敏感导致其风能利用率大大降低；二是因为我国人口分布不均，在风力强劲的平原/沿海地区，人口密度大，不适合建立由体积较大的桨叶发电装置组成的大型风力发电场，而人口密度低的西北部及青藏高原地区，由于海拔、地形等因素，风能密度低，利用难度大。因此对于利用低风速/超低风速风能发电的小型风力发电装置的研究迫在眉睫。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种杆体结构及其仿生无桨叶摩擦风力发电装置，其解决了我国缺少利用低风速/超低风速风能发电的小型风力发电装置的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明实施例提供一种用于仿生无桨叶摩擦风力发电装置的杆体结构，其包括位于上方的振动部和设置于振动部下端的摩擦部。

振动部包括位于上方的振动体和固定连接于振动体下端的类蛊毛毛杆。

类蛊毛毛杆为具有高纵深比的杆状结构，高纵深比为8.3-17.5。

摩擦部套设于类蛊毛毛杆的下部，摩擦部包括具有不同得失电子能力的摩擦内壳和摩擦外壳。

摩擦外壳固定连接于类蛊毛毛杆的下部，摩擦内壳固定连接于类蛊毛毛杆并位于摩擦外壳的内部，当振动部发生振动时，摩擦内壳和摩擦外壳之间摩擦发电。

根据本发明，类蛊毛毛杆为中空结构，类蛊毛毛杆的横截面为长方形、圆形或五边形。

类蛊毛毛杆为扭曲角度为90°的扭曲结构。

类蛊毛毛杆的高度为1000-1400mm，类蛊毛毛杆的厚度为80-120mm。

根据本发明，振动部还包括柔性杆。

柔性杆固定连接于类蛊毛毛杆的下端，且位于摩擦内壳的内部。

柔性杆用于放大类蛊毛毛杆的振动，以增大摩擦内壳的振动幅度。

根据本发明，类蛊毛毛杆具有顶面、底面和顶面、底面之间长度相同的恒定杆体以及渐变杆体。

类蛊毛毛杆高度方向上的中间位置处为中部。

顶面的面积小于底面的面积，恒定杆体为顶面至中部的横截面积恒定，渐变杆体为中部至底面的横截面积逐渐增大。

根据本发明，摩擦内壳和摩擦外壳为中空的圆筒状，具有周向侧壁。

摩擦内壳的内径小于摩擦外壳的外径，摩擦内壳容纳在摩擦外壳的空腔内，并能够相对摩擦外壳移动。

根据本发明，摩擦内壳的周向侧壁为三层结构，由内向外依次为第一内壁、第一中壁和第一外壁。

第一中壁的一侧与第一内壁贴合，第一中壁的另一侧与第一外壁贴合。

第一内壁用于支撑摩擦内壳。第一外壁用于和摩擦外壳摩擦，以产生电子的得失。第一中壁传导第一外壁的电子。

根据本发明，摩擦外壳的周向侧壁为三层结构，由内向外依次为第二内壁、第二中壁和第二外壁。

第二中壁的一侧与第二内壁贴合，第二中壁的另一侧与第二外壁贴合。

第二外壁用于支撑摩擦外壳。第二内壁用于和第一外壁摩擦，以产生电子的得失。第二中壁用于传导第二内壁的电子。

第一外壁、第一中壁、第二中壁和第二内壁之间传导电子，以形成电流。

根据本发明，第一内壁由塑料制成，第一中壁由铜箔制成，第一外壁由纳米结构氟化乙烯丙烯薄膜制成。

第二内壁由高分子塑料制成，第二中壁由铜箔制成，第二外壁由塑料制成。

根据本发明，振动体为中空圆台结构，具有顶壁、底壁和周向侧壁，其顶壁的面积大于底壁的面积。

第二方面，本发明还提供一种仿生无桨叶摩擦风力发电装置，包括能量转换与收集装置和基座，还包括杆体结构。

其中，杆体结构设置于基座的上部，基座的顶部开设有容置槽，能量转换与收集装置设置于基座的容纳槽内。

摩擦部和能量转换与收集装置通过电极引线连接，能量转换与收集装置用于将摩擦部产生的电流转换为电能并储存到能量转换与收集装置的内部。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：本发明的一种杆体结构及其仿生无桨叶摩擦风力发电装置，由于采用类蛊毛毛杆，利用其高纵深比结构，以增大类蛊毛毛杆由振动体引起的振动幅度。同时，本发明利用流体力学中的卡门涡街现象，使得振动体对低风速/超低风速敏感，进而使振动体和类蛊毛毛杆构成的振动部对低风速/超低风速敏感，即低风速/超低风速气流对振动体作用时，振动部能够发生较大振动。类蛊毛毛杆将较大的振动传递给摩擦内壳，引起摩擦内壳的振动，使摩擦内壳与摩擦外壳之间持续接触分离，引起摩擦内壳与摩擦外壳电子的得失，使摩擦内壳与摩擦外壳之间形成电流，即实现了摩擦发电。因此本发明适用于低风速/超低风速风能发电的问题，能够利用将低风速/超低风速的风能转换为电能，提高了我国对低速/超低速风能资源的利用率。

其次，本发明采用具有不同得失电子能力的摩擦内壳与摩擦外壳持续接触分离的摩擦发电的方式，不需要设置桨叶，可以极大的缩小装置的体积，使适用于在人口密集区域和大型风力发电场的间隙使用。

最后，本发明的结构简单，具有制作周期短和制造成本低的优势。

附图说明

图1为本发明的一种杆体结构及其仿生无桨叶摩擦风力发电装置的主视图；

图2为图1中的剖面示意图；

图3为图1中的振动部和基座的装配示意图；

图4为图1中的振动体的立体示意图；

图5为图1中的类蛊毛毛杆的立体示意图；

图6为图1中的摩擦内壳的剖面示意图；

图7为图1中的摩擦外壳的剖面示意图；

图8为图1中的能量转换与收集装置和基座的装配图。

【附图标记说明】

1：振动体；

2：类蛊毛毛杆；21：顶面；22：中部；23：底面；

3：柔性杆；

4：摩擦内壳；41：第一摩擦内壁；42：第一摩擦中壁；421：第一电极引线；43：第一摩擦外壁；

5：摩擦外壳；51：第二摩擦外壳；52：第二摩擦中壁；521：第二电极引线53：第二摩擦外壁；

6：基座；61：基座主体；62：支撑体；

7：能量转换与收集装置；71：能量转换与收集装置主体；72：第三电极引线；73：第四电极引线；

8：连接件。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”、“左”、“右”等方位名词以图1的定向为参照。

参照图1-3所示，本发明实施例提出一种用于仿生无桨叶摩擦风力发电装置的杆体结构，包括位于上方的振动部和设置于振动部下端的摩擦部。振动部用于将低风速/超低风速引起的振动传递给摩擦部，低风速指6-10m/s的风速，超低风速指2-6m/s的风速。摩擦部用于摩擦发电。

振动部包括位于上方的振动体1、固定连接于振动体1下端的类蛊毛毛杆2和固定连接于类蛊毛毛杆2下端的柔性杆3。类蛊毛毛杆2与摩擦部固定连接。

参照图4所示，当气流作用在振动体1上时，会引起振动体1左右两侧的气流压强发生变化，即引起卡门涡街效应，使振动体1发生振动，振动体1将振动传递给类蛊毛毛杆2，柔性杆3用于放大类蛊毛毛杆2的振动，以增大由类蛊毛毛杆2引起的振动幅度，类蛊毛毛杆2用于将较大的振动传递给摩擦部，进而增大摩擦部摩擦发电的效率。

振动体1可以为圆柱体、圆锥体、圆台结构或其他几何体，保证振动体1的质量轻体积大即可。

本发明将振动体1优选为圆台结构，其具有顶壁、底壁、连接顶壁和底壁的周向侧壁，以增大振动体1的周向侧壁的面积，即增大振动体1的周向侧壁与气流的接触面积，使气流作用在振动体1上时，能够增大振动体1的振动幅度，以传递给类蛊毛毛杆2更大的振动。

为进一步减小振动体1的质量，将振动体1设置为空心结构，使振动体1更容易发生振动，在气流作用在振动体1上时，能够增大振动体1的振动幅度，以传递给类蛊毛毛杆2更大的振动。

振动体1由轻质的材料制成，其质量较轻，能够更容易发生振动，进而增大振动体1的振动幅度，以传递给类蛊毛毛杆2更大的振动。本发明将振动体1优选为塑料，以降低成本，便于加工。

振动体1的底壁上优选设置通孔，通孔用于供类蛊毛毛杆2穿过并固定在振动体1上。当然，类蛊毛毛杆2和振动体1之间也可采用其他的固定方式。

参照图5所示，进一步地，类蛊毛毛杆2为具有高纵深比的杆状结构，其高度与厚度的比值较大。当类蛊毛毛杆2的横截面为长方体时，其厚度为长方体的最长边的边长；当类蛊毛毛杆2的横截面为圆形时，其厚度为圆形的直径。类蛊毛毛杆2的高度为1000-1400mm，类蛊毛毛杆2的厚度为80-120mm，纵深比的范围为8.3-17.5。当类蛊毛毛杆2的纵深比高于17.5时，类蛊毛毛杆2的振动幅度过大，容易损坏；当类蛊毛毛杆2的纵深比低于8.3时，类蛊毛毛杆2的振动幅度过小，造成类蛊毛毛干2引起的摩擦部的振动幅度过小，使摩擦部摩擦发电的效率过低。本发明将类蛊毛毛杆2的高度优选为1200mm，类蛊毛毛杆2的厚度优选为100mm，纵深比优选为12，此时摩擦部摩擦发电的效率较佳。

本发明利用蝎子、蟋蟀及蜘蛛可以通过其具有高纵深比结构的蛊毛的摆动来感知周围环境的微弱气流变化的特性，设置了具有高纵深比结构的类蛊毛毛杆2，以增大类蛊毛毛杆2由振动体1引起的振动幅度，进而增大由类蛊毛毛杆2引起的摩擦部的振动幅度，提高摩擦部摩擦发电的效率。同时，本发明利用流体力学中的卡门涡街现象，使得振动体1对低风速/超低风速敏感，进而使振动体1和类蛊毛毛杆2构成的振动部对低风速/超低风速敏感，即低风速/超低风速对振动体1作用时，振动部能够发生较大振动。振动部将较大的振动传递给摩擦部，摩擦部进行摩擦发电，本发明实现了利用低风速/超低风速进行风能发电的功能。

实施例1：类蛊毛毛杆2具有顶面21、底面23和顶面21、底面23之间长度相同的恒定杆体以及渐变杆体。类蛊毛毛杆2高度方向上的中间位置处为中部22。顶面21的面积小于底面23的面积，恒定杆体为顶面21至中部22的横截面积恒定，渐变杆体为中部22至底面23的横截面积逐渐增大。

实施例2：类蛊毛毛杆2具有顶面21、底面23和顶面21、底面23之间长度相同的恒定杆体。恒定杆体为顶面21至底面23的横截面积恒定。

实施例3：类蛊毛毛杆2具有顶面21、底面23和顶面21、底面23之间长度相同的渐变杆体。渐变杆体为顶面21至底面23的横截面积逐渐增大。

本发明优选实施例1中类蛊毛毛杆2的结构，以增大类蛊毛毛杆2由振动体1引起的振动幅度。

类蛊毛毛杆2的恒定杆体和渐变杆体为由顶面21至底面23的横截面旋转延伸形成的扭曲结构，扭曲角度为70-90°，该扭曲结构用于增大类蛊毛毛杆2由振动体1引起的振动幅度。

本发明将类蛊毛毛杆2优选实施例4中的扭曲角度为90°的扭曲结构，以增大类蛊毛毛杆2由振动体1引起的振动幅度。

类蛊毛毛杆2的横截面可以为长方形、五边形或圆形等其他形状，本发明将类蛊毛毛杆2的横截面优选长方形，以增大类蛊毛毛杆2由振动体1引起的振动幅度。

为降低类蛊毛毛杆2的质量，将类蛊毛毛杆2优选为中空结构，顶面21和底面23开放，以使类蛊毛毛杆2更容易产生振动，增大类蛊毛毛杆2由振动体1引起的振动幅度。

类蛊毛毛杆2的空腔的横截面可以为长方形、五边形或圆形等其他形状，本发明将类蛊毛毛杆2的空腔的横截面设置为长方形，与类蛊毛毛杆2的横截面的形状一致，以减小类蛊毛毛杆2杆壁的厚度，进而减小类蛊毛毛杆2的重量，使类蛊毛毛杆2更容易发生振动，进而增大类蛊毛毛杆2由振动体1引起的振动幅度。

将类蛊毛毛杆2的材料优选为轻质金属，以减小类蛊毛毛杆2的质量，使类蛊毛毛杆2更容易发生振动，进而增大类蛊毛毛杆2由振动体1引起的振动幅度。

参照图1-3所示，进一步地，柔性杆3为杆状结构，其一端固定在类蛊毛毛杆2的底面23上，另一端固定在基座6(随后会进行描述)的顶部。柔性杆3位于摩擦内壳4(随后会进行描述)的内部。

柔性杆3由弹性模量较大的材料制成，例如橡胶。

类蛊毛毛杆2带动柔性杆3振动时，柔性杆3用于放大类蛊毛毛杆2的振动幅度，以使类蛊毛毛杆2传递给摩擦部更大的振动，提高摩擦部摩擦发电的效率。

本发明增大了振动体1和类蛊毛毛干2受气流作用下的振动幅度，即增大了振动部的振动幅度，以增大振动部将风能转化为机械能的效率，使类蛊毛毛干2能够将较大的振动传递给摩擦部，增大摩擦部的摩擦幅度，进而提高摩擦部摩擦发电的效率，以增大摩擦部将机械能转化为电能的效率，即提高了本发明将风能转化为电能的效率。

参照图1-3和图6-7所示，进一步地，摩擦部包括摩擦内壳4和摩擦外壳5。

摩擦外壳5固定连接于类蛊毛毛杆2的下部，摩擦内壳4通过连接件8固定连接于类蛊毛毛杆2并位于摩擦外壳5的内部，柔性杆3位于摩擦内壳4的内部。类蛊毛毛杆2将振动传递给摩擦内壳4，引起摩擦内壳4的振动，使摩擦内壳4和摩擦外壳5之间不断发生接触分离，以发生摩擦发电。

摩擦内壳4和摩擦外壳5为中空的圆筒状，具有周向侧壁。摩擦内壳4的外径小于摩擦外壳5的内径，摩擦内壳4容纳在摩擦外壳5的空腔内，并可以在摩擦外壳5的空腔内移动。

参照图6所示，摩擦内壳4的周向侧壁为三层结构，由内向外依次为第一内壁41、第一中壁42和第一外壁43。第一中壁42的一侧与第一内壁41贴合，第一中壁42的另一侧与第一外壁43贴合。

第一内壁41用于支撑摩擦内壳4。第一外壁43用于和摩擦外壳5摩擦，以产生电子的得失。第一中壁42用于传导第一外壁43的电子。

第一内壁41由轻质的绝缘材料制成，起绝缘及支撑摩擦内壳4的重量的作用，并能降低摩擦内壳4的质量，以使摩擦内壳4更容易发生振动，进而增大摩擦内壳4由类蛊毛毛杆2引起的振动幅度。本发明将第一内壁41优选为轻质的塑料，以降低成本、便于加工，当然，也可采用其他质量较轻的绝缘材料制成。

第一中壁42由导电材料制成，其具有导电性，起传输电流的作用。本发明将第一中壁42优选为铜箔，当然，也可采用其他导电材料制成。

第一外壁43和摩擦外壳5的第二内壁51(随后会进行描述)摩擦后会产生电子的得失，进而在摩擦内壳4和摩擦外壳5之间产生电流。

参照图7所示，摩擦外壳5的周向侧壁为三层结构，由内向外依次为第二内壁51、第二中壁52和第二外壁53。第二中壁52的一侧与第二内壁51贴合，第二中壁52的另一侧与第二外壁53贴合。

第二外壁53用于支撑摩擦外壳5。第二内壁51用于和第一外壁43摩擦，以产生电子的得失。第二中壁52用于传导第二内壁51的电子。第一中壁42、能量转换与收集装置7和第二中壁52之间传导电子，以形成电流。

第二内壁51和第一外壁43分别采用得失电子能力相差较大的材料制成，使得第一外壁43和第二内壁51接触分离时更容易在二者之间发生电子的迁移，进而提高了摩擦内壳4和摩擦外壳5摩擦生电的效率。本发明将第二内壁51和第一外壁43的材料优选为纳米结构氟化乙烯丙烯薄膜和高分子塑料，当然，也可采用其他得失电子能力相差较大的材料。

实施例4：将第一外壁43的材料设置为纳米结构氟化乙烯丙烯薄膜，将第二内壁51的材料设置为高分子塑料。

实施例5：将第一外壁43的材料设置为高分子塑料，第二内壁51的材料设置为纳米结构氟化乙烯丙烯薄膜。

分发明优选采用实施例4中的设置方式，并在下文中以实施例4中的设置方式为例进行描述。

第二外壁53由强度较大的绝缘材料制成，起绝缘和支撑摩擦外壳5的重量的作用，并能避免摩擦内壳4和摩擦外壳5摩擦时，摩擦外壳5发生变形。本发明将第二外壁53的材料优选为强度较大的塑料，例如聚氨酯或低压聚乙烯，以降低成本、便于加工。当然，第二外壁53还可以采用其他强度较大的绝缘材料制成。

摩擦部摩擦生电的原理为：

振动部通过类蛊毛毛杆2将振动传递给摩擦内壳4，摩擦内壳4在摩擦外壳5的空腔内振动，使摩擦内壳4的第一外壁43与摩擦外壳5的第二内壁51持续接触分离。

第一外壁43和第二内壁51持续接触分离时，由于第一外壁43的纳米结构氟化乙烯丙烯和第二内壁51的高分子塑料的得失电子的能力不同，纳米结构氟化乙烯丙烯更容易失去电子，高分子塑料更容易获得电子，使得摩擦内壳4的第一中壁42作为正极，摩擦外壳5的第二中壁52作为负极，并在摩擦内壳4和摩擦外壳5之间形成电流。

本发明还提供一种仿生无桨叶摩擦风力发电装置，包括能量转换与收集装置7、基座6和杆体结构。

杆体结构设置于基座6的上部，基座6用于支撑杆体结构。基座6的顶部开设有容置槽，能量转换与收集装置7设置于基座6的容纳槽内。杆体结构的摩擦部和能量转换与收集装置7通过电极引线连接，能量转换与收集装置7用于将摩擦部产生的电流转换为电能并储存到能量转换与收集装置7的内部。

能量转换与收集装置7包括能量转换与收集装置本体71、第三电极引线72和第四电极引线73。

能量转换与收集装置本体71固定在基座6的容置槽内，用于将摩擦部产生的电流转换为电能并储存在能量转换与收集装置本体71的内部。

第三电极引线72的一端和第四电极引线73的一端分别连接在能量转换与收集装置本体71上。第三电极引线72的另一端与连接在第一中壁42的第一电极引线421连接，第四电极引线73的另一端与连接在第二中壁52的第二电极引线521连接。第一电极引线421、第二电极引线521、第三电极引线72和第四电极引线73用于传导电子。

第二内壁51的电子依次经由第二中壁52、第二电极引线521、第四电极引线73、能量转换与收集装置7、第三电极引线72、第一电极引线421和第一中壁42传导到第一内壁41，从而在摩擦内壳4、能量转换与收集装置7和摩擦外壳5所连接的通路中形成电流。

参照图8所示，基座6包括基座主体61和支撑体62。支撑体62固定在基座主体71的顶部。基座主体71的顶部设有用于容纳能量转换与收集装置7的容纳槽。摩擦部的摩擦外壳5固定在基座主体71的顶部，柔性杆3固定在支撑体62上，支撑体62和基座主体71用于支撑振动部和摩擦部。

本发明的工作过程及原理为：

(1)当低速/超低速风经过时，气流对振动体1的作用使其产生卡门涡街效应，使振动体1发生振动。

(2)振动体1带动类蛊毛毛杆2振动，与类蛊毛毛杆2连接的柔性杆6将类蛊毛毛杆2的振动放大，同时类蛊毛毛杆2通过连接件8带动摩擦内壳4振动。

(3)摩擦内壳4的振动，使摩擦内壳4的第一外壁43与摩擦外壳5的第二内壁51持续发生接触分离，引起第二外壁53的高分子塑料膜失去电子，电子依次经由第二中壁52、第二电极引线521、第四电极引线73、能量转换与收集装置7、第三电极引线72、第一电极引线421和第一中壁42传导到第一内壁41，第一内壁41的纳米结构氟化乙烯丙烯薄膜获得电子。摩擦外壳5、能量转换与收集装置主体71和摩擦内壳4之间形成电流。

(4)能量转换收集装置主体71将产生的电流转换为电能并储存在能量转换收集装置主体71的内部。

本发明的振动部对低速/超低速风速敏感，并能在低速/超低速的气流作用下发生振动，振动部将振动传递给摩擦部，摩擦部摩擦时发生电子的得失，并产生电流，进而由能量转换与收集装置7将电流转换成电能并将电能储存在内部，实现了将低速/超低速风能转化为振动部和摩擦部的机械能，并由摩擦部和能量转换与收集装置7将机械能转换为电能，即实现了将风能转换为电能，提高了我国对低速/超低速风能资源的利用率。

其次，本发明采用摩擦部进行摩擦发电的方式，不需要采用桨叶式的风力发电装置，取消了桨叶的设置，可以极大的缩小装置的体积，使适用于在人口密集区域和大型风力发电场的间隙使用。

再次，本发明的结构简单，具有制作周期短和制造成本低的优势。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种用于仿生无桨叶摩擦风力发电装置的杆体结构，其特征在于，包括位于上方的振动部和设置于振动部下端的摩擦部；

所述振动部包括位于上方的振动体(1)和固定连接于所述振动体(1)下端的类蛊毛毛杆(2)；

所述类蛊毛毛杆(2)为具有高纵深比的杆状结构，所述高纵深比为8.3-17.5；

所述类蛊毛毛杆(2)为扭曲角度为90°的扭曲结构；

所述摩擦部套设于所述类蛊毛毛杆(2)的下部，所述摩擦部包括具有不同得失电子能力的摩擦内壳(4)和摩擦外壳(5)；

所述摩擦外壳(5)固定连接于所述类蛊毛毛杆(2)的下部，所述摩擦内壳(4)固定连接于所述类蛊毛毛杆(2)并位于所述摩擦外壳(5)的内部，当所述振动部发生振动时，所述摩擦内壳(4)和所述摩擦外壳(5)之间摩擦发电；

所述振动部还包括柔性杆(3)；

所述柔性杆(3)固定连接于所述类蛊毛毛杆(2)的下端，且位于所述摩擦内壳(4)的内部；

所述柔性杆(3)用于放大所述类蛊毛毛杆(2)的振动，以增大所述摩擦内壳(4)的振动幅度。

2.如权利要求1所述的用于仿生无桨叶摩擦风力发电装置的杆体结构，其特征在于：

所述类蛊毛毛杆(2)为中空结构，所述类蛊毛毛杆(2)的横截面为长方形、圆形或五边形；

所述类蛊毛毛杆(2)的高度为1000-1400mm，所述类蛊毛毛杆(2)的厚度为80-120mm。

3.如权利要求1所述的用于仿生无桨叶摩擦风力发电装置的杆体结构，其特征在于：

所述类蛊毛毛杆(2)具有顶面(21)、底面(23)和所述顶面、底面之间长度相同的恒定杆体以及渐变杆体；

所述类蛊毛毛杆(2)高度方向上的中间位置处为中部(22)；

所述顶面(21)的面积小于所述底面(23)的面积，所述恒定杆体为顶面(21)至所述中部(22)的横截面积恒定，所述渐变杆体为中部(22)至所述底面(23)的横截面积逐渐增大。

4.如权利要求1所述的用于仿生无桨叶摩擦风力发电装置的杆体结构，其特征在于：

所述摩擦内壳(4)和所述摩擦外壳(5)为中空的圆筒状，具有周向侧壁；

所述摩擦内壳(4)的内径小于所述摩擦外壳(5)的外径，所述摩擦内壳(4)容纳在所述摩擦外壳(5)的空腔内，并能够相对所述摩擦外壳(5)移动。

5.如权利要求4所述的用于仿生无桨叶摩擦风力发电装置的杆体结构，其特征在于：

所述摩擦内壳(4)的周向侧壁为三层结构，由内向外依次为第一内壁(41)、第一中壁(42)和第一外壁(43)；

所述第一中壁(42)的一侧与所述第一内壁(41)贴合，第一中壁(42)的另一侧与所述第一外壁(43)贴合；

所述第一内壁(41)用于支撑所述摩擦内壳(4)；所述第一外壁(43)用于和所述摩擦外壳(5)摩擦，以产生电子的得失；所述第一中壁(42)传导所述第一外壁(43)的电子。

6.如权利要求5所述的用于仿生无桨叶摩擦风力发电装置的杆体结构，其特征在于：

所述摩擦外壳(5)的周向侧壁为三层结构，由内向外依次为第二内壁(51)、第二中壁(52)和第二外壁(53)；

所述第二中壁(52)的一侧与所述第二内壁(51)贴合，所述第二中壁(52)的另一侧与所述第二外壁(53)贴合；

所述第二外壁(53)用于支撑所述摩擦外壳(5)；所述第二内壁(51)用于和所述第一外壁(43)摩擦，以产生电子的得失；所述第二中壁(52)用于传导所述第二内壁(51)的电子；

所述第一外壁(43)、所述第一中壁(42)、所述第二中壁(52)和第二内壁(51)之间传导电子，以形成电流。

7.如权利要求6所述的用于仿生无桨叶摩擦风力发电装置的杆体结构，其特征在于，所述第一内壁(41)由塑料制成，所述第一中壁(42)由铜箔制成，所述第一外壁(43)由纳米结构氟化乙烯丙烯薄膜制成；

所述第二内壁(51)由高分子塑料制成，所述第二中壁(52)由铜箔制成，第二外壁(53)由塑料制成。

8.如权利要求1所述的用于仿生无桨叶摩擦风力发电装置的杆体结构，其特征在于：

所述振动体(1)为中空圆台结构，具有顶壁、底壁和周向侧壁，其顶壁的面积大于底壁的面积。

9.一种仿生无桨叶摩擦风力发电装置，包括能量转换与收集装置(7)和基座(6)；其特征在于，还包括权利要求1-7任一项所述的杆体结构；

其中，所述杆体结构设置于所述基座(6)的上部，所述基座的顶部开设有容置槽，所述能量转换与收集装置(7)设置于所述基座(6)的容纳槽内；

所述摩擦部和所述能量转换与收集装置(7)通过电极引线连接，所述能量转换与收集装置(7)用于将所述摩擦部产生的电流转换为电能并储存到所述能量转换与收集装置(7)的内部。

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