CN113054868A - 一种滑动式摩擦纳米发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种滑动式摩擦纳米发电装置，属于纳米发电技术领域，包括机壳、固定设置在所述机壳底部的第一发电层、滑动套设在所述机壳外侧的外壳体、固设在所述外壳体内且与所述第一发电层相对应的第二发电层，所述机壳可相对于外壳体沿机壳的纵向滑动，所述机壳与外壳体之间设置有限位装置，所述限位装置用于对机壳滑动时的两端极限位置进行限位。本发明装置可通过手持使用，可以随时对手机进行充电，装置结构简单紧凑，可以方便在现有设备上进行改装，节约设计成本，实用性强。

Description

一种滑动式摩擦纳米发电装置
技术领域
本发明属于纳米发电技术领域，具体涉及一种滑动式摩擦纳米发电装置。
背景技术
手机、平板电脑等移动电子设备已在人们生活中扮演着不可或缺的角色。然而，目前广泛使用的固定电源充电技术却难以满足对移动电子设备随时随地充电的需求。“充电宝”等移动电源的出现虽然在一定程度上缓解了上述难题，但由于移动电源充电的固定性，仍然难以彻底解决移动电子设备随时随地充电的难题。
公告号为CN 110601331 A的公开了一种基于摩擦纳米发电机的手机自充电系统，通过将摩擦纳米发电机放置于鞋底内。当该摩擦纳米发电机在人体行走速度为2m/s的条件下工作时，输出电流实现充电。但是该装置的使用方式复杂，只能在行走时对手机进行充电，使用环境和条件比较苛刻，而且依然无法达到随时充电的目的。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种滑动式摩擦纳米发电装置，通过手持使用，可以随时对手机进行充电，装置结构简单紧凑，可以方便在现有设备上进行改装，节约设计成本，实用性强。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明一种滑动式摩擦纳米发电装置，包括机壳、固定设置在所述机壳底部的第一发电层、滑动套设在所述机壳外侧的外壳体、固设在所述外壳体内且与所述第一发电层相对应的第二发电层，所述机壳可相对于外壳体沿机壳的纵向滑动，所述机壳与外壳体之间设置有限位装置，所述限位装置用于对机壳滑动时的两端极限位置进行限位。
进一步，所述外壳体包括底板、设置在所述底板两侧的两个外弧板，所述两个外弧板相对于底板的中心对称，所述外弧板的内侧形成用于安装所述机壳的弧形槽，两个所述外弧板的内侧弧面相对且与所述底板之间形成用于机壳滑动的滑动通道。
进一步，所述外弧板采用记忆合金材料制成。
进一步，所述机壳的上表面边缘开设有平行的两纵槽，所述纵槽内设置有若干滚珠，所述外壳体通过所述滚珠与所述机壳滑动配合。
进一步，所述限位装置包括纵向筋板、固设在所述纵向筋板两端的端板、用于对所述端板进行缓冲的阻尼组件，所述机壳的底部开设有一矩形槽，所述筋板和端板固定设置在外壳体内，所述阻尼组件设置在所述矩形槽内，所述第二发电层沿外壳体的横向设有若干组，相邻两组第二发电层之间间隔形成用于所述筋板通过的通槽。
进一步，所述阻尼组件包括橡胶块，所述橡胶块上开设有一导向通道，所述导向通道的底部一体延伸有一锥形通道，所述端板通过导向通道导向后与所述锥形通道的内壁摩擦实现缓冲。
进一步，所述橡胶块上开设有型腔，所述型腔的延伸方向与所述锥形通道的倾斜方向平行，所述型腔靠近所述锥形通道的两侧内壁。
进一步，所述矩形槽的两端设置有用于对所述端板进行缓冲的缓冲装置，所述缓冲装置包括弹簧，所述弹簧沿机壳的纵向设置，所述弹簧的一端固定于所述矩形槽的侧壁。
进一步，所述机壳与外壳体之间还设置有锁止装置，所述锁止装置包括锁止螺钉，所述矩形槽的侧壁上开设有第一通孔，所述锁止螺钉穿过所述第一通孔和弹簧后将所述端板抵紧。
进一步，所述矩形槽的侧壁和橡胶块上开设有第二通孔，所述第二通孔用于对所述锁止螺钉在不使用时进行隐藏。
本发明的有益效果在于：
本发明滑动式摩擦纳米发电装置，机壳可相对于外壳体沿机壳的纵向滑动，在人体手持外壳体进行行走时，在惯性的作用下，第一发电层与第二发电层之间相互滑动，使接触区产生周期性的变化，由于，第一发电层与第二发电层之间得失电子的能力不同，易失电子的摩擦层材料失去电子，易得电子的摩擦层材料得到电子，使与两种摩擦层材料贴合的电极层对外输出电信号。当两个摩擦层之间的接触面积发生变化时，就会有电信号对外输出，通过连接至手机的蓄电池，即可实现充电。
本发明滑动式摩擦纳米发电装置，所述机壳与外壳体之间设置有限位装置，所述限位装置用于对机壳滑动时的两端极限位置进行限位，在机壳与外壳体之间不断发生相对滑动时，防止外壳体脱出，使得装置使用更为稳定。
本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明装置的结构示意图；
图2为本发明装置的分解爆炸图；
图3为机壳的底部结构示意图；
图4为机壳的仰视图；
图5为外壳体的俯视图；
图6为第一发电层和第二发电层的结构示意图。
附图中标记如下：机壳1、第一发电层2、第一橡胶层21、第一电机层22、尼龙层23、外壳体3、底板31、外弧板32、第二发电层4、聚四氟乙烯层41、第二电机层42、第二橡胶层43、纵槽5、滚珠6、纵向筋板7、端板8、橡胶块9、矩形槽10、通槽11、导向通道12、锥形通道13、型腔14、弹簧15、锁止螺钉16、第一通孔17、第二通孔18。
具体实施方式
如图1～6所示，本发明一种滑动式摩擦纳米发电装置，包括机壳1、固定设置在所述机壳1底部的第一发电层2、滑动套设在所述机壳1外侧的外壳体3、固设在所述外壳体3内且与所述第一发电层2相对应的第二发电层4，所述机壳1可相对于外壳体3沿机壳1的纵向滑动，所述机壳1与外壳体3之间设置有限位装置，所述限位装置用于对机壳1滑动时的两端极限位置进行限位。
本发明滑动式摩擦纳米发电装置，机壳1可相对于外壳体3沿机壳1的纵向滑动，在人体手持外壳体3进行行走时，在惯性的作用下，第一发电层2与第二发电层4之间相互滑动，使接触区产生周期性的变化，由于，第一发电层2与第二发电层4之间得失电子的能力不同，易失电子的摩擦层材料失去电子，易得电子的摩擦层材料得到电子，使与两种摩擦层材料贴合的电极层对外输出电信号。当两个摩擦层之间的接触面积发生变化时，就会有电信号对外输出，通过连接至手机的蓄电池，即可实现充电。
具体的，第一发电层2包括依次设置的第一橡胶层21、第一电机层22和尼龙层23，第一橡胶层21固定在机壳1的底部，第二发电层4包括聚四氟乙烯层41、第二电机层42和第二橡胶层43，第二橡胶层43固定在外壳体3内。由于材料的得失电子不同，在发生相对移动时，会在两者之间得到电流，相关的原理属于现有技术，在此不再赘述。
本发明滑动式摩擦纳米发电装置，所述机壳1与外壳体3之间设置有限位装置，所述限位装置用于对机壳1滑动时的两端极限位置进行限位，在机壳1与外壳体3之间不断发生相对滑动时，防止外壳体3脱出，使得装置使用更为稳定。
本实施例中，所述外壳体3包括底板31、设置在所述底板31两侧的两个外弧板32，底板31的长度略短于机壳1的长度，外弧板32的长度与底板31的长度相当，所述两个外弧板32相对于底板31的中心对称，外弧板32向上延伸至机壳1的上表面，所述外弧板32的内侧形成用于安装所述机壳1的弧形槽，两个所述外弧板32的内侧弧面相对且与所述底板31之间形成用于机壳1滑动的滑动通道。
本实施例中，所述外弧板32采用记忆合金材料制成，通过采用记忆合金材料，使得外弧板32具有一定的弹性恢复性质，在机壳1与外壳体3之间发生相对滑动时，可以减少对机壳1的损伤，同时也可以便于对外壳体3进行拆卸，方便对内部结构进行维护。
本实施例中，所述机壳1的上表面边缘开设有平行的两纵槽5，所述纵槽5内设置有若干滚珠6，外弧板32的上侧边缘将滚珠6压紧在所述纵槽5内，所述外壳体3通过所述滚珠6与所述机壳1滑动配合，避免了机壳1与外壳体3之间接触面积过大导致的划伤问题。
本实施例中，所述限位装置包括纵向筋板7、固设在所述纵向筋板7两端的端板8、用于对所述端板8进行缓冲的阻尼组件，所述机壳1的底部开设有一矩形槽10，所述筋板和端板8固定设置在外壳体3内，可以让外壳体3与机壳1之间有更多的空间用于容纳部件，装置结构更为紧凑，所述阻尼组件设置在所述矩形槽10内，所述第二发电层4沿外壳体3的横向设有若干组，相邻两组第二发电层4之间间隔形成用于所述筋板通过的通槽11，本实施例中，纵向筋板7相对于第二发电层4的上表面向外凸出，可以嵌合在第一发电层2的通槽11内，配合效果更好。
本实施例中，所述阻尼组件包括橡胶块9，所述橡胶块9上开设有一导向通道12，所述导向通道12的底部一体延伸有一锥形通道13，远离导向通道12的方向，锥形通道13的开口逐渐变小，所述端板8通过导向通道12导向后与所述锥形通道13的内壁摩擦实现缓冲。
本实施例中，所述橡胶块9上开设有型腔14，所述型腔14的延伸方向与所述锥形通道13的倾斜方向平行，所述型腔14靠近所述锥形通道13的两侧内壁，通过设置型腔14，可以使得橡胶块9在该位置更容易变形，缓冲更为稳定。
本实施例中，所述矩形槽10的两端设置有用于对所述端板8进行缓冲的缓冲装置，所述缓冲装置包括弹簧15，所述弹簧15沿机壳1的纵向设置，所述弹簧15的一端固定于所述矩形槽10的侧壁。
本实施例中，所述机壳1与外壳体3之间还设置有锁止装置，所述锁止装置包括锁止螺钉16，所述矩形槽10的侧壁上开设有第一通孔17，所述锁止螺钉16穿过所述第一通孔17和弹簧15后将所述端板8抵紧，一组锁止螺钉16可对纵向筋板7的两端进行锁止，防止机壳1与外壳体3之间发生相对移动，正常使用时更为方便。
本实施例中，所述矩形槽10的侧壁和橡胶块9上开设有第二通孔18，所述第二通孔18用于对所述锁止螺钉16在不使用时进行隐藏。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种滑动式摩擦纳米发电装置，其特征在于：包括机壳、固定设置在所述机壳底部的第一发电层、滑动套设在所述机壳外侧的外壳体、固设在所述外壳体内且与所述第一发电层相对应的第二发电层，所述机壳可相对于外壳体沿机壳的纵向滑动，所述机壳与外壳体之间设置有限位装置，所述限位装置用于对机壳滑动时的两端极限位置进行限位。
2.根据权利要求1所述的滑动式摩擦纳米发电装置，其特征在于：所述外壳体包括底板、设置在所述底板两侧的两个外弧板，所述两个外弧板相对于底板的中心对称，所述外弧板的内侧形成用于安装所述机壳的弧形槽，两个所述外弧板的内侧弧面相对且与所述底板之间形成用于机壳滑动的滑动通道。
3.根据权利要求2所述的滑动式摩擦纳米发电装置，其特征在于：所述外弧板采用记忆合金材料制成。
4.根据权利要求2所述的滑动式摩擦纳米发电装置，其特征在于：所述机壳的上表面边缘开设有平行的两纵槽，所述纵槽内设置有若干滚珠，所述外壳体通过所述滚珠与所述机壳滑动配合。
5.根据权利要求1所述的滑动式摩擦纳米发电装置，其特征在于：所述限位装置包括纵向筋板、固设在所述纵向筋板两端的端板、用于对所述端板进行缓冲的阻尼组件，所述机壳的底部开设有一矩形槽，所述筋板和端板固定设置在外壳体内，所述阻尼组件设置在所述矩形槽内，所述第二发电层沿外壳体的横向设有若干组，相邻两组第二发电层之间间隔形成用于所述筋板通过的通槽。
6.根据权利要求5所述的滑动式摩擦纳米发电装置，其特征在于：所述阻尼组件包括橡胶块，所述橡胶块上开设有一导向通道，所述导向通道的底部一体延伸有一锥形通道，所述端板通过导向通道导向后与所述锥形通道的内壁摩擦实现缓冲。
7.根据权利要求6所述的滑动式摩擦纳米发电装置，其特征在于：所述橡胶块上开设有型腔，所述型腔的延伸方向与所述锥形通道的倾斜方向平行，所述型腔靠近所述锥形通道的两侧内壁。
8.根据权利要求7所述的滑动式摩擦纳米发电装置，其特征在于：所述矩形槽的两端设置有用于对所述端板进行缓冲的缓冲装置，所述缓冲装置包括弹簧，所述弹簧沿机壳的纵向设置，所述弹簧的一端固定于所述矩形槽的侧壁。
9.根据权利要求8所述的滑动式摩擦纳米发电装置，其特征在于：所述机壳与外壳体之间还设置有锁止装置，所述锁止装置包括锁止螺钉，所述矩形槽的侧壁上开设有第一通孔，所述锁止螺钉穿过所述第一通孔和弹簧后将所述端板抵紧。
10.根据权利要求9所述的滑动式摩擦纳米发电装置，其特征在于：所述矩形槽的侧壁和橡胶块上开设有第二通孔，所述第二通孔用于对所述锁止螺钉在不使用时进行隐藏。
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