CN114744905B - 摩擦纳米发电球、纳米发电模块、模块化组装发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了摩擦纳米发电球、纳米发电模块、模块化组装发电装置。摩擦纳米发电球包括：转轴、外壳、内壳。内壳通过转轴安装在外壳内；外壳包括两个等径半球、固定在两个等径半球之间的环形导电滑轨，转轴滑动安装在环形导电滑轨内；每个等径半球内设置有内摩擦半球面层；内壳包括同心设置的外摩擦球面层、绝缘内球面层、发电球面层；发电球面层包括同轴间隔设置的多个定子环、多个转子环。摩擦纳米发电球受到震动时，带动转轴和内壳在环形导电滑轨内旋转，使得外摩擦球面层与内摩擦半球面层摩擦发电，同时转子环在转轴的外侧旋转，与多个定子环相互摩擦发电，通过两次摩擦发电能有效地提高摩擦纳米发电球的发电效率。
Description
技术领域
本发明涉及发电设备技术领域中的摩擦纳米发电球、纳米发电模块、模块化组装发电装置，具体为一种摩擦纳米发电球、采用所述摩擦纳米发电球的用于拼装发电装置的纳米发电模块、采用所述纳米发电模块的基于摩擦纳米的模块化组装发电装置。
背景技术
摩擦纳米发电是基于摩擦起电和静电感应耦合的发电技术，它能够收集各种形式的机械能来转化为电能，如海洋能、震动能等。摩擦纳米发电技术具有发电电压高、体积小、质量轻、柔性及形状灵活多变且兼容性高等优点。已有的摩擦纳米发电设备单体结构复杂，无法进行批量化生产和模块化组装，结构不够牢固，无法适应海洋复杂多变的恶劣环境，也很难形成大规模发电装置。
现有的摩擦纳米发电机仅通过单一方向的转动摩擦生电，对于受力不均匀的海洋表面，难以高效转化其中的机械能，导致发电效率低。
发明内容
为解决现有的摩擦纳米发电机发电效率低的问题，本发明提供一种摩擦纳米发电球、采用所述摩擦纳米发电球的用于拼装发电装置的纳米发电模块、采用所述纳米发电模块的基于摩擦纳米的模块化组装发电装置。
本发明采用以下技术方案实现：一种摩擦纳米发电球，其包括：转轴、外壳、内壳。
转轴的两端均具有一个导电块，转轴内部中空且布置若干导线，两个导电块分别与其中两根导线电性连接。其中，转轴用于将内壳固定在外壳内，导线用于引出摩擦纳米发电球摩擦产生的电，导电块用于引出摩擦纳米发电球第一次摩擦产生的电并带动内壳在外壳内的旋转。
外壳包括构成中空球体的两个等径半球、与两个等径半球等径且固定在两个半球之间的环形导电滑轨。每个等径半球由内而外依次包括同心设置的内摩擦半球面层、铜电极半球面层、绝缘半外球面层；内摩擦半球面层采用纳米材料制成，并与铜电极半球面层之间电性接触；转轴两端上的导电块滑动设置在环形导电滑轨上，以环形导电滑轨的圆心为旋转中心相对环形导电滑轨旋转，电动滑块通过环形导电滑轨与铜电极半球面层达成电性连接。
内壳通过转轴安装在外壳内，通过转轴在外壳内相对外壳旋转；内壳由外而内依次包括同心设置的外摩擦球面层、绝缘内球面层、发电球面层。外摩擦球面层采用纳米材料制成，用于在内壳相对外壳旋转时与两个内摩擦半球面层摩擦发电，这是摩擦纳米发电球的第一次纳米摩擦生电，此时的摩擦电通过铜电极半球面层经由环形导电滑轨、转轴两端上的导电块引出，可以通过转轴内的相应导线引出摩擦纳米发电球外。
发电球面层包括同轴且间隔设置的多个定子环、多个转子环。转轴和每个定子环、每个转子环均同轴设置，且每个定子环固定安装在转轴上以由转轴带动旋转，每个定子环与转轴内部的若干导线电性连接，每个转子环滑动安装在转轴上以相对转轴旋转，相邻的定子环与转子环之间设置纳米摩擦材料以进行摩擦发电，这是纳米发电球的第二次纳米摩擦生电，此时的摩擦电通过定子环，经由转轴内的相应导线引出摩擦纳米发电球外。
绝缘内球面层用于隔绝第一次纳米摩擦生电和第二次纳米摩擦生电，避免相互干扰，提高发电效率。
本发明的摩擦纳米发电球在海面上随着海浪波动时，其内部产生水平方向与竖直方向的震动，从而带动转轴和内壳在环形导电滑轨内旋转，处于内壳最外层的外摩擦球面层与外壳最内层的内摩擦半球面层摩擦进行第一次纳米摩擦生电，通过与内摩擦半球面层电性连接的铜电极半球面层将摩擦电传递到导电块上，随后通过与导电块电性连接的导线向外传递；与此同时，内壳内部的多个转子环在转轴的外侧旋转，与多个定子环相互摩擦进行第二次纳米摩擦生电，通过与多个定子环电性连接的导线向外传递；通过两次摩擦发电能有效地提高摩擦纳米发电球的发电效率。
作为上述方案的进一步改进，每个定子环包括绝缘板一、两片铜电极片、两片摩擦片一。
绝缘板一与转轴同轴固定在转轴上，用于固定两片铜电极片、两片摩擦片一，两片铜电极片分别固定在绝缘板一的相对两侧上，用于将摩擦片一摩擦产生的电向外传输，两片摩擦片一均采用纳米材料制成，且分别固定在两片铜电极片远离绝缘板一的一侧上。
进一步地，每片铜电极片分割成多个扇形铜电极块，每片摩擦片一分割成与多个扇形铜电极块相对应的多个扇形摩擦块一，每个扇形摩擦块一覆盖两个扇形铜电极块，这样扇形摩擦块一摩擦产生的电荷在两个扇形铜电极块之间转移形成交流电流。
再进一步地，多个扇形铜电极块呈均匀分割，多个扇形摩擦块一也呈均匀分割，均匀分割的扇形铜电极块和扇形摩擦块一在旋转时可以均匀接触，减少摩擦生电的电流失。
作为上述方案的进一步改进，每个转子环包括绝缘板二、两片摩擦片二。绝缘板二与转轴同轴并滑动安装在转轴上，用于固定两片摩擦片二。两片摩擦片二，均采用纳米材料制成，且分别固定在绝缘板二的相对两侧上，摩擦片二用于与相邻的摩擦片一摩擦生电。
进一步地，每片摩擦片二分割成多个扇形摩擦块二，扇形摩擦块二和扇形摩擦块一形状相似，但扇形摩擦块二的数量为扇形摩擦块一的一半，扇形摩擦块二在旋转摩擦时，同一时间只和一个扇形摩擦块一接触，避免摩擦电传递到其他扇形摩擦块一上，从而避免与其他扇形摩擦块一的电荷抵消导致电能流失。
一种用于拼装发电装置的纳米发电模块，包括：多个摩擦纳米发电球、多个连接杆、多个电源管理模块、内部摩擦电传输模块、圆弧连接段。
多个摩擦纳米发电球用于将海洋里的机械能转化成电能，每个连接杆用于固定一个摩擦纳米发电球，每个电源管理模块安装在一个连接杆内，用于将相应的摩擦纳米发电球的摩擦电量电性引出，内部摩擦电传输模块用于整合多个电源管理模块的摩擦电，圆弧连接段用于收容内部摩擦电传输模块，每个连接杆的另一端固定在圆弧连接段上，且多个连接杆以圆弧连接段为中心环形布局；多个圆弧连接段能拼接成一个环形圆。圆弧连接段和多个连接杆拼装，用于将摩擦纳米发电球组合成纳米发电模块。
作为上述方案的进一步改进，纳米发电模块包括公插头一与母插头一；公插头一与母插头一分别设置在圆弧连接段的两端上，且与内部摩擦电传输模块串联；多个圆弧连接段拼接成环形圆时，相邻两个圆弧连接段通过相应母插头一与公插头一之间的电插接实现拼接。
一种基于摩擦纳米的模块化组装发电装置，包括：多个纳米发电模块、多个固定件、绝缘防水环。
多个纳米发电模块通过相应的圆弧连接段拼接成圆环，多个纳米发电模块通过相应母插头一与公插头一之间的电插接实现电性连接，多个固定件，用于将多个纳米发电模块拼接成的圆环固定在绝缘防水环内，绝缘防水环由两个绝缘防水半环相对拼接而成，用于收容多个纳米发电模块拼接的圆环，防止多个纳米发电模块拼接的圆环短路受损。
作为上述方案的进一步改进，多个固定件在绝缘防水环的内部呈环形等距安装，每个固定件一侧的中心处安装有与母插头一匹配的公插头二，每个固定件另一侧的中心处安装有与公插头一匹配的母插头二。固定件通过公插头二和母插头二与相邻的两个纳米发电模块插接固定实现电性连接。
相较于现有的纳米发电设备，本发明的基于摩擦纳米的新型模块化组装发电装置具有以下有益效果：
1.摩擦纳米发电球通过两次纳米摩擦生电产生电，通过导线、铜电极半球面层、环形导电滑轨、导电块、定子环将摩擦电向外传输，不仅提高了摩擦纳米发电球自身的发电效率，同时提高电能传输的效率；
2.转子环转动时，其外侧的多个扇形摩擦块二与多个扇形摩擦块一旋转摩擦，每个扇形摩擦块二与每个扇形摩擦块一从接触开始，在扇形摩擦块一和位于扇形摩擦块一下方的第一个铜电极板上产生等量异种电荷，扇形摩擦块二继续转动，由于静电感应，位于扇形摩擦块一下方的第二个铜电极板上产生与扇形摩擦块一带电相反的电荷，电子由第二个铜电极板流向第一个铜电极板，便产生了交流电流，每个扇形摩擦块一在任一时间仅和一个扇形摩擦块二接触，避免摩擦产生的电荷在其他的扇形摩擦块一上的异种电荷抵消，从而提高摩擦生电的效率；
3.摩擦纳米发电球、连接杆、圆弧连接段可以自由拼接安装，有利于纳米发电模块的大规模生产组装，同时便于对纳米发电模块的组件进行维修或更换；
4.多个纳米发电模块之间可以自由拼接，通过电源管理模块和内部摩擦电传输模块可以将所有摩擦纳米发电球所产出的摩擦电整合并向外传输，将其固定在绝缘防水环内，可以在海面上吸收机械能并转化成电能，多个纳米发电模块拼接后结构稳固，可以适应海洋的恶劣环境；
5.通过多个固定件可以将多个基于摩擦纳米的模块化组装发电装置自由拼接，扩大发电装置的覆盖范围，提高发电装置的发电效率。
附图说明
图1为本发明实施例1的一种基于摩擦纳米的模块化组装发电装置的立体结构示意图。
图2为图1中模块化组装发电装置的另一视角的立体结构示意图。
图3为图1中模块化组装发电装置的纳米发电模块的立体结构示意图。
图4为图3中纳米发电模块的剖视图。
图5为摩擦纳米发电球揭除其中一个等径半球后的立体结构示意图。
图6为图5中摩擦纳米发电球的外壳的立体结构示意图。
图7为图6中外壳的局部立体剖视示意图。
图8为图5中摩擦纳米发电球的内壳的局部立体结构示意图。
图9为图8中摩擦纳米发电球的内壳的另一局部立体结构示意图。
图10为图8中内壳的转子环的立体结构示意图。
图11为图8中内壳的定子环的立体结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
请参阅图1及图2，其为本实施例提供的一种基于摩擦纳米的模块化组装发电装置的立体结构示意图。模块化组装发电装置包括：多个纳米发电模块100、多个固定件8、绝缘防水环300。
多个纳米发电模块100可以拼接成一个环形圆。请结合图3、图4，每个纳米发电模块100包括：多个摩擦纳米发电球400、多个连接杆4、多个电源管理模块(图未示)、内部摩擦电传输模块(图未示)、圆弧连接段5、公插头一71与母插头一72。
连接杆4内部中空且每个连接杆4的一端固定一个摩擦纳米发电球400。多个电源管理模块与多个连接杆4相对应，每个电源管理模块安装在相应的连接杆4内，用于将相应的摩擦纳米发电球400的摩擦电量电性引出，内部摩擦电传输模块用于整合多个电源管理模块的摩擦电。在本实施例中摩擦纳米发电球400的数量以8个为例进行举例说明，当然在其他实施例中，摩擦纳米发电球400的数量可以更多或者更少。
圆弧连接段5用于收容内部摩擦电传输模块，每个连接杆4的另一端固定在圆弧连接段5上，且多个连接杆4以圆弧连接段5为中心环形布局。多个圆弧连接段5能拼接成一个环形圆，因此，多个纳米发电模块100拼接成的环形圆通过多个圆弧连接段5的拼接实现。
多个圆弧连接段5在拼接时可以采用插接的方式进行拼接，如公插头一71与母插头一72的电性插接。公插头一71与母插头一72分别设置在圆弧连接段5的两端上，且与内部摩擦电传输模块串联。多个圆弧连接段5拼接成环形圆时，相邻两个圆弧连接段5通过相应母插头一72与公插头一71之间的电插接实现拼接。
摩擦纳米发电球400用于摩擦发电，请结合图5，摩擦纳米发电球400包括转轴1、外壳2、内壳3。内壳3通过转轴1转动安装在外壳2内，且由转轴1带动相对外壳2旋转。
转轴1的两端均具有一个导电块(图未示)，转轴1内部中空且布置若干导线(图未示)，两个导电块分别与其中两根导线电性连接。
外壳2包括构成中空球体的两个等径半球22、与两个等径半球22等径且固定在两个半球22之间的环形导电滑轨21。转轴1两端上的导电块滑动设置在环形导电滑轨21上，以环形导电滑轨21的圆心为旋转中心相对环形导电滑轨21旋转。因此，转轴1的中心位于中空球体的圆心，以转轴1的中心为旋转点，旋转转轴1就可以使得转轴1在中空球体内水平旋转。
请结合图6、图7，每个等径半球22由内而外依次包括同心设置的内摩擦半球面层221、铜电极半球面层222、绝缘半外球面层223。
内摩擦半球面层221采用纳米材料制成，并与铜电极半球面层222之间电性接触。转轴1两端上的导电块通过滑动接触与环形导电滑轨21达成电性连接，环形导电滑轨21与铜电极半球面层222电性连接，因此转轴1两端上的导电块通过环形导电滑轨2与铜电极半球面层222电性连接。故，以环形导电滑轨2的圆心为旋转中心旋转转轴1时，转轴1在相对环形导电滑轨21旋转时，转轴1两端上的导电块能够始终保持与环形导电滑轨21电性连接，最终始终与铜电极半球面层222达成电性连接。
请结合图8、图9，内壳3通过转轴1安装在外壳2内，通过转轴1在外壳2内相对外壳2旋转。内壳3由外而内依次包括同心设置的外摩擦球面层31、绝缘内球面层32、发电球面层33。
外摩擦球面层31采用纳米材料制成，用于在内壳3相对外壳2旋转时与两个内摩擦半球面层221摩擦发电。这是摩擦纳米发电球400的第一次纳米摩擦生电，此时的摩擦电通过铜电极半球面层222经由环形导电滑轨21、转轴1两端上的导电块引出，可以通过转轴1内的相应导线引出摩擦纳米发电球400外，如引至摩擦纳米发电球400外的相应电源管理模块。
发电球面层33包括同轴且间隔设置的多个定子环331、多个转子环332。转轴1和每个定子环331、每个转子环332均同轴设置，且每个定子环331固定安装在转轴1上以由转轴1带动旋转。每个定子环331与转轴1内部的若干导线电性连接，每个转子环332滑动安装在转轴1上以相对转轴1旋转，相邻的定子环331与转子环332之间设置纳米摩擦材料以进行摩擦发电。这是摩擦纳米发电球400的第二次纳米摩擦生电，此时的摩擦电通过定子环331，经由转轴1内的相应导线引出摩擦纳米发电球400外，如引至摩擦纳米发电球400外的相应电源管理模块。
请结合图10，转子环332包括绝缘板二3321、两片摩擦片二3322。绝缘板二3321与转轴同轴并滑动安装在转轴上，用于固定两片摩擦片二3322。两片摩擦片二3322均采用纳米材料制成，且分别固定在绝缘板二3321的相对两侧上，摩擦片二3322用于与相邻的摩擦片一3313摩擦生电。
请结合图11，每个定子环包括绝缘板一3311、两片铜电极片3312、两片摩擦片一3313。绝缘板一3311与转轴同轴固定在转轴上，用于固定两片铜电极片3312。两片铜电极片3312分别固定在绝缘板一3311的相对两侧上，用于固定摩擦片一3313并将摩擦片一3313和摩擦片二3322摩擦产生的电向外传输。两片摩擦片一3313均采用纳米材料制成，且分别固定在两片铜电极片3312远离绝缘板一3311的一侧上。
在本实施例中，每片铜电极片3312分割成多个扇形铜电极块，每片摩擦片一3313分割成与多个扇形铜电极块相对应的多个扇形摩擦块一，每个扇形摩擦块一覆盖两个扇形铜电极块，这样扇形摩擦块一摩擦产生的电荷在两个扇形铜电极块之间转移形成交流电流。多个扇形铜电极块呈均匀分割，多个扇形摩擦块一也呈均匀分割，均匀分割的扇形铜电极块和扇形摩擦块一在旋转时可以均匀接触，减少摩擦生电的电流失。
每片摩擦片二3322分割成多个扇形摩擦块二，扇形摩擦块二和扇形摩擦块一形状相似，但扇形摩擦块二的数量为扇形摩擦块一的一半，扇形摩擦块二在旋转摩擦时，同一时间只和一个扇形摩擦块一接触，避免摩擦电传递到其他扇形摩擦块一上，从而避免与其他扇形摩擦块一的电荷抵消导致摩擦电流失。
绝缘防水环300用于收容多个纳米发电模块100、多个固定件8。绝缘防水环300可以由两个绝缘防水半环相对拼接而成的，用来隔绝海水，避免其内部的纳米发电模块100接触海水导致短路而受损。绝缘防水环300可以是透明的绝缘材料制成，在本实施例中，为了方便显示内部结构，绝缘防水环300的上面一个绝缘防水半环做了半透明处理。
多个固定件8用于将多个纳米发电模块100拼接成的圆形环固定在绝缘防水环300内，从而增加纳米发电模块100对海洋机械能的转化率。外部摩擦电传输模块用于传输纳米发电模块100的摩擦电。
实施例2
请参阅图2，本实施例提供了一种基于摩擦纳米的模块化组装发电设备，模块化组装发电设备由很多个实施例1的模块化组装发电装置组装而成。组装的方式有很多，只要模块化组装发电装置之间能够将摩擦电汇总在一起，形成整个模块化组装发电设备的电能输出即可。
比如，相邻两块模块化组装发电装置之间也可以采用电性插接的方式达成电性连接。多个固定件8均匀设置在绝缘防水环的内部；每个固定件8一面的中心处安装有公插头二(图未示)，另一面的中心处安装有母插头二(图未示)；每个固定件8均通过公插头二和母插头二与纳米发电模块固定并电性连接；每个固定件8的外侧安装一个公插头三(图未示)或母插头三(图未示)，同一个模块化组装发电装置内的多个固定件8间隔安装公插头三、母插头三；多个模块化组装发电装置通过固定件8上的公插头三、母插头三交替插接实现组装和电性连接，可以扩大模块化组装发电装置的发电范围，整合模块化组装发电装置的所有摩擦电，从而提高模块化组装发电装置的发电效率及传输效率。
模块化组装发电设备还包括外部摩擦电传输模块，外部摩擦电传输模块包括多个公插头四(图未示)、多个母插头四(图未示)、若干电缆(图未示)；若干电缆的一端与公插头四或母插头四电性连接，另一端并联后连接外部储电设备或变电设备，公插头四与模块化组装发电装置外侧的母插头三插接，母插头四与模块化组装发电装置外侧的公插头三插接，通过多个公插头四、多个母插头四、若干电缆可以将多个模块化组装发电装置并联整合摩擦电或向外部传输摩擦电。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种摩擦纳米发电球，其特征在于，其包括：
转轴(1)，其两端均具有一个导电块；所述转轴(1)内部中空且布置若干导线，两个所述导电块分别与其中两根导线电性连接；
外壳(2)，包括构成中空球体的两个等径半球(22)、与两个等径半球(22)等径且固定在两个半球(22)之间的环形导电滑轨(21)；每个等径半球(22)由内而外依次包括同心设置的内摩擦半球面层(221)、铜电极半球面层(222)、绝缘半外球面层(223)；内摩擦半球面层(221)采用纳米材料制成，并与铜电极半球面层(222)之间电性接触；转轴(1)两端上的导电块滑动设置在环形导电滑轨(21)上，以环形导电滑轨(21)的圆心为旋转中心相对环形导电滑轨(21)旋转，所述电动滑块通过环形导电滑轨(21)与铜电极半球面层(222)达成电性连接；以及
内壳(3)，通过转轴(1)安装在外壳(2)内，通过转轴(1)在外壳(2)内相对外壳(2)旋转；内壳(3)由外而内依次包括同心设置的外摩擦球面层(31)、绝缘内球面层(32)、发电球面层(33)；外摩擦球面层(31)采用纳米材料制成，用于在内壳(3)相对外壳(2)旋转时与两个内摩擦半球面层(221)摩擦发电；发电球面层(33)包括同轴且间隔设置的多个定子环(331)、多个转子环(332)；转轴(1)和每个定子环(331)、每个转子环(332)均同轴设置，且每个定子环(331)固定安装在转轴(1)上以由转轴(1)带动旋转，每个定子环(331)与转轴(1)内部的若干导线电性连接，每个转子环(332)滑动安装在转轴(1)上以相对转轴(1)旋转，相邻的定子环(331)与转子环(332)之间设置纳米摩擦材料以进行摩擦发电。
2.如权利要求1所述的摩擦纳米发电球，其特征在于，每个定子环(331)包括：
绝缘板一(3311)，其与所述转轴(1)同轴固定在所述转轴(1)上；
两片铜电极片(3312)，其分别固定在绝缘板一(3311)的相对两侧上；以及
两片摩擦片一(3313)，均采用纳米材料制成，且分别固定在两片铜电极片(3312)远离绝缘板一(3311)的一侧上。
3.如权利要求2所述的摩擦纳米发电球，其特征在于，每片铜电极片(3312)分割成多个扇形铜电极块，每片摩擦片一(3313)分割成与所述多个扇形铜电极块相对应的多个扇形摩擦块。
4.如权利要求3所述的摩擦纳米发电球，其特征在于，多个扇形铜电极块呈均匀分割，多个扇形摩擦块一也呈均匀分割。
5.如权利要求1所述的摩擦纳米发电球，其特征在于，每个转子环(332)包括：
绝缘板二(3321)，其与所述转轴(1)同轴并滑动安装在所述转轴(1)上；以及
两片摩擦片二(3322)，均采用纳米材料制成，且分别固定在绝缘板二(3321)的相对两侧上。
6.如权利要求5所述的摩擦纳米发电球，其特征在于，每片摩擦片二(3322)分割成多个扇形摩擦块二。
7.一种用于拼装发电装置的纳米发电模块，其特征在于，包括：
多个如权利要求1至6中任意一项所述的摩擦纳米发电球(400)；
多个连接杆(4)，所述连接杆(4)内部中空且每个连接杆(4)的一端固定一个所述摩擦纳米发电球(400)；
与多个连接杆(4)相对应的多个电源管理模块，每个电源管理模块安装在相应的连接杆(4)内，用于将相应的摩擦纳米发电球(400)的摩擦电量电性引出；
内部摩擦电传输模块，用于整合多个电源管理模块的摩擦电；以及
圆弧连接段(5)，用于收容内部摩擦电传输模块，每个连接杆(4)的另一端固定在圆弧连接段(5)上，且多个连接杆(4)以圆弧连接段(5)为中心环形布局；多个圆弧连接段(5)能拼接成一个环形圆。
8.如权利要求7所述的用于拼装发电装置的纳米发电模块，其特征在于，所述纳米发电模块包括公插头一(71)与母插头一(72)；公插头一(71)与母插头一(72)分别设置在圆弧连接段(5)的两端上，且与内部摩擦电传输模块串联；多个圆弧连接段(5)拼接成环形圆时，相邻两个圆弧连接段(5)通过相应母插头一(72)与公插头一(71)之间的电插接实现拼接。
9.一种基于摩擦纳米的模块化组装发电装置，其特征在于，包括：
多个如权利要求7或8中任意一项所述的用于拼装发电装置的纳米发电模块；多个所述纳米发电模块通过相应的圆弧连接段(5)电性拼接成圆环；
多个固定件(8)，其一端与多个所述纳米发电模块拼接成的圆环固定；以及
绝缘防水环(9)，由两个绝缘防水半环(91)相对拼接而成，多个所述固定件(8)的另一端固定在所述绝缘防水环(9)的内部。
10.如权利要求9所述的基于摩擦纳米的模块化组装发电装置，其特征在于，所述多个固定件(8)在所述绝缘防水环(9)的内部呈环形等距安装；每个固定件(8)一侧的中心处安装有与母插头一(72)匹配的公插头二；每个固定件(8)另一侧的中心处安装有与公插头一(71)匹配的母插头二；所述固定件(8)通过公插头二和母插头二与相邻的两个纳米发电模块固定并电性连接。
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| CN110417186A (zh) * | 2019-08-06 | 2019-11-05 | 大连海事大学 | 一种电磁-摩擦纳米水流发电装置 |
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| CN110417186A (zh) * | 2019-08-06 | 2019-11-05 | 大连海事大学 | 一种电磁-摩擦纳米水流发电装置 |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 基于COMSOL模拟的球形摩擦纳米发电机的发电特性;邱宇;裴俊乐;杨德超;李冰;王晓娜;;物理实验;20170930(第09期);全文 * |
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