CN114747849A - 一种基于摩擦纳米发电机的警示雨伞 - Google Patents

一种基于摩擦纳米发电机的警示雨伞 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于摩擦纳米发电机的警示雨伞，包括：雨伞本体、摩擦纳米发电机单元和警示装置；雨伞本体包括伞布、伞杆和多个骨架；伞杆固定连接于所述伞布轴中心处；多个骨架的一端均连接于伞杆的顶端，多个骨架的另一端与伞布连接；多个骨架设于所述伞布的内表面或外表面；警示装置设于伞柄的顶端且位于伞布外侧；摩擦纳米发电机单元设于伞布上；摩擦纳米发电机单元，用于当雨滴落在所述伞布外表面时，将雨滴落的机械能转化为电能，并将电能传输至所述警示装置。利用摩擦纳米发电机单元将雨滴落的机械能转化为电能，从而为警示装置供电向雨伞周围的人和车辆发出警示。

Description

一种基于摩擦纳米发电机的警示雨伞
技术领域
本发明涉及雨伞结构领域，特别是涉及一种基于摩擦纳米发电机的警示雨伞。
背景技术
伞在中国已经有很长的使用历史了，据记载公元前1000年由鲁班的妻子发明并开始使用，直至今日，伞在人们的日常生活中依然是不可或缺的日常工具之一。
伞的主要作用是在阴雨天为行人提供防护效果，保护行人不被雨淋湿，可随着经济社会的发展，交通安全问题也日益严峻，由于阴雨天气乌云较多，环境与晴天相比较为昏暗，或是雨夜的环境中，车辆驾驶员较难把握行人的行动轨迹，加大交通事故发生的概率，所以设计一种提供警示作用的雨伞是十分必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于摩擦纳米发电机的警示雨伞，通过在雨伞上设置摩擦纳米发电机，将雨滴落在伞面上的机械能转化为电能，点亮雨伞的警示装置，使雨伞具有警示的作用。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种基于摩擦纳米发电机单元的警示雨伞，包括：雨伞本体、摩擦纳米发电机单元和警示装置；
所述雨伞本体包括伞布、伞杆和多个骨架；
所述伞杆固定连接于所述伞布轴中心处；多个所述骨架的一端均连接于所述伞杆的顶端，多个所述骨架的另一端与所述伞布连接；多个所述骨架设于所述伞布的内表面或外表面；所述警示装置设于所述伞柄的顶端且位于所述伞布外侧；
所述摩擦纳米发电机单元设于所述伞布上；
所述摩擦纳米发电机单元，用于当雨滴落在所述伞布外表面时，将雨滴落的机械能转化为电能，并将电能传输至所述警示装置。
可选的，所述摩擦纳米发电机单元包括多个并联连接的摩擦纳米发电机；每一所述摩擦纳米发电机包括设于所述伞布外侧且层叠设置的间隔层、正极材料层和第一防水包覆层和设于所述伞布内侧且层叠设置的铝层和第二防水包覆层；
所述间隔层包括两个间隔设置的间隔块；两个所述间隔块的上表面连接所述正极材料层；两个所述间隔块的下表面连接于所述伞布外表面；
所述第一防水包覆层与所述伞布的外表面构成第一封闭空腔，所述第一封闭空腔内设置所述间隔层和所述正极材料层；
所述铝层的上表面连接于所述伞布内表面，所述铝层的下表面连接所述第二防水包覆层；所述第二防水包覆层与所述伞布的内表面构成第二封闭空腔；所述第二封闭空腔内设置所述铝层；所述间隔层和所述铝层相对设置；
所述正极材料层与所述警示装置导线连接；所述铝层与所述警示装置导线连接。
可选的，多个所述骨架为空心骨架；
当多个所述骨架设于所述伞布的外表面时，所述正极材料层与所述警示装置之间的导线贯穿于所述空心骨架内部。
可选的，每一所述摩擦纳米发电机的所述正极材料层均通过整流器与所述警示装置连接。
可选的，所述警示装置为LED灯或声光报警器。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本实施例涉及一种基于摩擦纳米发电机的警示雨伞，包括：雨伞本体、摩擦纳米发电机单元和警示装置；雨伞本体包括伞布、伞杆和多个骨架；伞杆固定连接于所述伞布轴中心处；多个骨架的一端均连接于伞杆的顶端，多个骨架的另一端与伞布连接；多个骨架设于所述伞布的内表面或外表面；警示装置设于伞柄的顶端且位于伞布外侧；摩擦纳米发电机单元设于伞布上；摩擦纳米发电机单元，用于当雨滴落在所述伞布外表面时，将雨滴落的机械能转化为电能，并将电能传输至所述警示装置。利用摩擦纳米发电机单元将雨滴落的机械能转化为电能，从而为警示装置供电向雨伞周围的人和车辆发出警示。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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1提供的一种基于摩擦纳米发电机的警示雨伞的三维结构图；
图2为本发明实施例1提供的一种基于摩擦纳米发电机的警示雨伞的正视图；
图3为本发明实施例1提供的摩擦纳米发电机单元的结构图；
图4为本发明实施例1提供的摩擦纳米发电机与警示装置的连接关系图。
附图标记：
1-雨伞本体；11-伞布；12-伞杆；13-骨架；2-警示装置；3-摩擦纳米发电机；31-间隔层；32-正极材料层；33-第一防水包覆层；34-铝层；35-第二防水包覆层；4-固定头；a-用于连接正极材料层与警示装置的导线；b-用于连接铝层与警示装置的导线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种基于摩擦纳米发电机的警示雨伞，通过在雨伞上设置摩擦纳米发电机，将雨滴落在伞面上的机械能转化为电能，点亮雨伞的警示装置，使雨伞具有警示的作用。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
如图1和2所示，本实施例提供一种基于摩擦纳米发电机的警示雨伞，包括：雨伞本体1、摩擦纳米发电机单元和警示装置2；
所述雨伞本体1包括伞布11、伞杆12和多个骨架13；
所述伞杆12固定连接于所述伞布11的轴中心处；多个所述骨架13的一端均连接于所述伞杆12的顶端，多个所述骨架13的另一端与所述伞布11连接；多个所述骨架13设于所述伞布11的内表面或外表面；所述警示装置2设于所述伞柄的顶端且位于所述伞布11外侧；
所述摩擦纳米发电机单元设于所述伞布11上；
所述摩擦纳米发电机单元，用于当雨滴落在所述伞布11外表面时，将雨滴落下的机械能转化为电能，并将电能传输至所述警示装置2。
为了保证能够持续的将雨滴落的机械能转化为电能，可以设置多个摩擦纳米发电机3，如图3所示，所述摩擦纳米发电机单元包括多个并联连接的摩擦纳米发电机3；每一所述摩擦纳米发电机3包括设于所述伞布11外侧且层叠设置的间隔层31、正极材料层32和第一防水包覆层33和设于所述伞布11内侧且层叠设置的铝层34和第二防水包覆层35；正极材料层32内部采用的是纳米材料。
设置多个摩擦纳米发电机3可以实现对警示装置往复供电，不同雨点砸到不同的摩擦纳米发电机上，由于砸到的摩擦纳米发电机不同，所以之间的电流互不干扰，可以为警示装置持续供电。
所述间隔层31包括两个间隔设置的间隔块；两个所述间隔块的上表面连接所述正极材料层32；两个所述间隔块的下表面连接于所述伞布11外表面；
所述第一防水包覆层33与所述伞布11的外表面构成第一封闭空腔，所述第一封闭空腔内设置所述间隔层31和所述正极材料层32；利用第一防水包覆层33将正极材料层和导线a的出线口进行安全包覆。
所述铝层34的上表面连接于所述伞布11内表面，所述铝层34的下表面连接所述第二防水包覆层35；所述第二防水包覆层35与所述伞布11的内表面构成第二封闭空腔；所述第二封闭空腔内设置所述铝层34；所述间隔层31和所述铝层34相对设置；利用第二防水包覆层将铝层和导线b的出线口进行安全包覆。
如图4所示，所述正极材料层32与所述警示装置2导线a连接；所述铝层34与所述警示装置2导线b连接。
为了减轻雨伞的整体重量，可以将多个所述骨架13设为空心骨架；
当多个所述骨架13设于所述伞布11的外表面时，所述正极材料层32与所述警示装置2之间的导线a贯穿于所述空心骨架内部。
为了保证向警示装置2提供的电能更稳定，可以要求每一所述摩擦纳米发电机3的所述正极材料层32均通过整流器与所述警示装置2连接。
为了便于人员和车辆更清楚的接收到雨伞发出的警示，可以要求所述警示装置2为LED灯，也可以是声光报警器。
为了便于理解本实施例的警示雨伞的结构，下面以一个摩擦纳米发电机3的结构为例，说明警示雨伞的结构。
雨伞由两部分构成，分别是支撑结构和发电警示结构。支撑结构主要位于雨伞主体结构中，其中伞柄紧套在伞杆12的下方末端，伞杆12顶部连接有圆周环绕的八个空心骨架，每个空心骨架的末端都用细线绑缚有固定头4，固定头4被细线紧密绑在伞布11上。
发电警示结构主要位于伞面上方，其中LED灯通过螺纹啮合在伞杆12的顶端，摩擦纳米发电机单元位于伞面上，伞布11的上面粘合有间隔层31，间隔层31的上方粘合有正极材料层32，间隔层31与正极材料层32被第一防水包覆层33整个紧密包覆起来，正极材料层32上连接有导线a，导线a的另一端通过空心骨架连接在LED灯上，对应位置伞布11的内侧溅射有一层铝层34，铝层34上连接有导线b，导线b紧贴伞布11的内部连接到LED灯上，铝层34与导线b被第二防水包覆层35整个紧密包覆起来。
警示雨伞的工作原理：
当身处阴雨天气乌云较多，环境与晴天相比较为昏暗，或是雨夜的环境时，行人撑开雨伞，手握住伞柄，雨滴落到伞面的第一防水包覆层33上，由于雨滴落下对第一防水包覆层33产生力的作用，第一防水包覆层33向下产生位移，带动正极材料层32向下产生位移，间隔层31受到挤压被压缩，正极材料层32与伞布11发生垂直方向上的摩擦，进行了电荷的转移，此时间隔层31恢复原状，把正极材料层32与第一防水包覆层33顶回原位，由于静电感应，铝层34上出现与伞布11上相反的电荷，由于电势差，电荷在外电路(导线a、LED灯、导线b)开始转移形成电流，使位于雨伞顶端的LED灯发亮，对路上的机动车与非机动车驾驶员起到警示的作用。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种基于摩擦纳米发电机的警示雨伞，其特征在于，包括：雨伞本体、摩擦纳米发电机单元和警示装置；
所述雨伞本体包括伞布、伞杆和多个骨架；
所述伞杆固定连接于所述伞布轴中心处；多个所述骨架的一端均连接于所述伞杆的顶端，多个所述骨架的另一端与所述伞布连接；多个所述骨架设于所述伞布的内表面或外表面；所述警示装置设于所述伞柄的顶端且位于所述伞布外侧；
所述摩擦纳米发电机单元设于所述伞布上；
所述摩擦纳米发电机单元，用于当雨滴落在所述伞布外表面时，将雨滴落的机械能转化为电能，并将电能传输至所述警示装置。
2.根据权利要求1所述的警示雨伞，其特征在于，所述摩擦纳米发电机单元包括多个并联连接的摩擦纳米发电机；每一所述摩擦纳米发电机包括设于所述伞布外侧且层叠设置的间隔层、正极材料层和第一防水包覆层和设于所述伞布内侧且层叠设置的铝层和第二防水包覆层；
所述间隔层包括两个间隔设置的间隔块；两个所述间隔块的上表面连接所述正极材料层；两个所述间隔块的下表面连接于所述伞布外表面；
所述第一防水包覆层与所述伞布的外表面构成第一封闭空腔，所述第一封闭空腔内设置所述间隔层和所述正极材料层；
所述铝层的上表面连接于所述伞布内表面，所述铝层的下表面连接所述第二防水包覆层；所述第二防水包覆层与所述伞布的内表面构成第二封闭空腔；所述第二封闭空腔内设置有所述铝层；所述间隔层和所述铝层相对设置；
所述正极材料层与所述警示装置导线连接；所述铝层与所述警示装置导线连接。
3.根据权利要求1所述的警示雨伞，其特征在于，多个所述骨架为空心骨架；
当多个所述骨架设于所述伞布的外表面时，所述正极材料层与所述警示装置之间的导线贯穿于所述空心骨架内部。
4.根据权利要求1所述的警示雨伞，其特征在于，每一所述摩擦纳米发电机的所述正极材料层均通过整流器与所述警示装置连接。
5.根据权利要求1所述的警示雨伞，其特征在于，所述警示装置为LED灯或声光报警器。
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