CN117544013A - 一种新型低阻力直流摩擦电-电磁复合式发电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发电机技术领域，具体涉及一种新型低阻力直流摩擦电‑电磁复合式发电机，包括外壳，所述外壳外壁转动设置有转动轴，所述转动轴的一端延伸至外壳内且设置有旋转体，所述旋转体外壁设置有磁铁组，所述外壳内壁设置有线圈，所述线圈用于在所述旋转体旋转时切割磁铁组磁感线；所述旋转体上设置有第一摩擦层，所述外壳内设置有固定体，所述固定体上设置有第二摩擦层，所述第一摩擦层在所述旋转体旋转时始终与第二摩擦层保持滑动摩擦状态。本发明可提高风能转化为电能的效率。

Description

一种新型低阻力直流摩擦电-电磁复合式发电机

技术领域

本发明涉及发电机技术领域，具体涉及一种新型低阻力直流摩擦电-电磁复合式发电机。

背景技术

随着5G技术的日益成熟，万物互联的时代将逐步步入日常生活。未来将有数以亿计的传感器应用于物联网以实现信息的实时采集。然而，为数以亿计的传感器及其网络供能已成为现在亟待解决的问题。目前主要采用传统电池方式为传感器供电，受制于电池使用寿命短、需要周期性充电、所含有害物质较多等缺点，传统电池无法满足物联网传感网络持续、长周期供电需求，因此，开发设计一种可以采集风能的小型化、超高续航、废弃无污染、高效能源器件将有望解决物联网传感网络持续供电问题。

自然环境中充斥着多种形式的能量，如太阳能、风能、温差能等。通过一定技术手段将上述能量转化为电能为低功耗传感网络供电将成为解决物联网单元器件供电的有效途径。目前，风能因其分布广泛、清洁可再生等优点逐渐成为理想能源。小型化风力发电机根据其换能机制的不同可以分为电磁式发电机、摩擦纳米发电机、压电纳米发电机以及复合式纳米发电机。其中，相比较于其他几类发电机，压电纳米发电机用于风能采集较少。电磁式发电机是基于法拉第电磁感应原理研制而成，其输出性能主要取决于磁通量的变化量以及对应线圈匝数，较适用于高风速条件。电磁式发电机对高频响应较好，对低频响应较差，而摩擦纳米发电机在低频或低风速下也能保持较高输出；因此，亟需一种不仅可以实现能量的最大化转换效率、还可以拓宽能量采集器工作频带的摩擦电-电磁复合式纳米发电机。同时，由于传统摩擦纳米发电机输出交流电无法直接为低功耗设备供能，必须经过整流桥将交流电转化为直流电后方可为后续电路功能，因此，研发直流摩擦纳米发电机不仅可以减少电子元器件的使用，还可以避免因整流电路的介入而造成额外的能量损耗。

发明内容

本发明目的在于提供一种新型低阻力直流摩擦电-电磁复合式发电机，以解决相关技术中风能发电效率较低的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种新型低阻力直流摩擦电-电磁复合式发电机，包括外壳，所述外壳外壁转动设置有转动轴，所述转动轴的一端延伸至外壳内且设置有旋转体，所述旋转体外壁设置有磁铁组，所述外壳内壁设置有线圈，所述线圈用于在所述旋转体旋转时切割磁铁组磁感线；所述旋转体上设置有第一摩擦层，所述外壳内设置有固定体，所述固定体上设置有第二摩擦层，所述第一摩擦层在所述旋转体旋转时与第二摩擦层进行摩擦发电。

进一步地，所述旋转体为内部中空的旋转筒，所述第一摩擦层为电负性摩擦层，所述电负性摩擦层沿旋转筒周向设置于旋转筒内筒壁上；所述固定体为固定轴，所述转动轴、旋转筒以及固定轴的中轴线相重合，所述固定轴一端与外壳内底壁相连、另一端穿过旋转筒底壁后延伸至旋转筒内部，所述第二摩擦层包括电正性摩擦层，所述电正性摩擦层位于固定轴位于旋转筒内部的一端，所述电正性摩擦层与电负性摩擦层相抵紧。

进一步地，所述电正性摩擦层设置有多个，多个所述电正性摩擦层沿固定轴的周向间隔且均匀设置；所述电负性摩擦层靠近旋转筒内筒壁的一侧沿旋转筒周向间隔且均匀设置有多个第一电极层以及多个第二电极层，所述第一电极层与第二电极层交错设置，多个所述第一电极层之间电性连接，多个所述第二电极层之间电性连接，所述电正性摩擦层与第一电极层数量一致，且多个所述摩擦面可与多个第一电极层一一对应；所述外壳内设置有直流输出组件，所述直流输出组件包括环状载体，所述环状载体设置在旋转筒内部，所述环状载体上沿周向间隔且均匀设置有多个第一导电环电极以及多个第二导电环电极，所述第一导电环电极与第二导电环电极的交错设置，所述第一导电环电极与第一电极层数量相同，多个所述第一导电环电极之间电性连接，多个所述第二导电环电极之间电性连接；所述旋转筒外壁设置有两个滚动电极，且任意一个所述滚动电极与第一电极层电性连接、另一个滚动电极与第二电极层电性连接，两个所述滚动电极远离旋转筒的一端随旋转筒旋转而在多个第一导电环电极以及多个第二导电环电极表面交替滚动，且所述第一导电环电极与任意滚动电极相抵接的任意时刻，所述第二导电环电极与另一个滚动电极相抵接。

进一步地，所述第一电极层与第二电极层沿旋转筒周向的宽度相同，任意相邻的所述第一电极层与第二电极层之间的距离相同；所述电正性摩擦层与电负性摩擦层之间沿旋转筒周向的摩擦面宽度小于或等于第一电极层以及第二电极层沿旋转筒周向的宽度，所述摩擦面宽度大于或等于两个相邻的第一电极层与第二电极层之间的距离；所述第一导电环电极与第二导电环电极沿环状载体周向的长度相同，任意相邻的所述第一导电环电极与第二导电环电极之间的距离相同。

进一步地，所述转动轴位于外壳外部的一端设置有风帽。

进一步地，所述固定轴位于旋转筒内部的一端沿周向间隔且均匀设置有多块固定板，多块所述固定板上均设置有弹片，多个所述弹片均沿旋转筒的同一时针方向弯曲，多个所述弹片背离弯曲方向的一侧面均设置有所述电正性摩擦层，多个所述弹片均通过自身弹性将对应电正性摩擦层与电负性摩擦层相抵紧。

进一步地，所述外壳内底壁沿旋转筒周向设置有六个线圈，所述环状载体位于外壳的内底壁上，多个所述线圈均位于环状载体的内圈，所述磁铁组包括六个磁铁，六个所述磁铁沿旋转筒外底壁的周向设置，所述旋转筒旋转时，每个所述线圈均可切割所有磁铁的磁感线。

进一步地，多个所述磁铁的一个磁极朝向外壳内底壁、另一磁极朝向外壳内顶壁，多个所述线圈的内圈中轴线一端朝向外壳内底壁、另一端朝向外壳内顶壁。

进一步地，相邻两个所述磁铁的磁极方向相反。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、 通过自然风驱动风帽做圆周运动，由风帽带动转动轴以及旋转筒同步转动，使得旋转筒与外壳之间发生相对运动，一方面，磁铁运动导致穿过线圈的磁通量发生变化，从而在线圈内产生感应电荷，电荷流经外部电路形成交流电，再使用整流电路将交流电转换为直流后通过电容或者电池灯储能单元将电能储存，另一方面，旋转筒带动电负性摩擦层旋转且与固定轴上的电正性摩擦层发生滑动摩擦，电负性摩擦层与电正性摩擦层之间因摩擦产生等量异种电荷，通过外部电路可将电荷引出形成电流，本方案适用于自然环境中对于风能的采集，通过将摩擦电与电磁换能模式集成至同一外壳器件中，不仅可以实现对风能的较大程度转化，还可以扩宽整体器件的响应频带；

2、电正性摩擦层在第一电极层与第二电极层之间过渡时，第一电极层与第二电极层之间的电流方向开始变化，与此同时，第一导电环电极也与其中一个滚动电极分离，而与另一个滚动电极电性连接，第二导电环电极与滚动电极的连接也发生交换，导致第一电极层与第二电极层之间的电流经过直流输出组件的方向一致，第一电极层与第二电极层之间的电流经过直流输出组件时，要么均从第一导电环电极流入、而从第二导电环电极流出，或者均从第二导电环电极流入、而从第一导电环电极流出，实现了摩擦电的直流输出，可减少整流元器件的使用，还可以减少因整流电路的介入而造成摩擦电中额外的能量损耗。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。

在附图中：

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例1的剖视结构图；

图3为本发明实施例1的局部剖视图，旨在展示外壳内部结构；

图4为本发明实施例1的局部剖视图，旨在展示外壳、线圈以及旋转筒之间的位置关系；

图5为本发明实施例1的局部结构图，旨在展示旋转筒倒立时的底壁结构；

图6为本发明实施例1的局部结构图，旨在展示载体薄片、第一电极层、第二电极层以及电负性摩擦层之间的位置关系；

图7为本发明实施例1中多个第一电极层与多个第二电极层依次展开的平面图；

图8为本发明实施例1的局部结构图，旨在展示直流输出组件的结构；

图9为本发明实施例1的局部结构图，旨在展示滚动电极的结构；

图10为本发明实施例1的直流摩擦电工作原理图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1、外壳；2、转动轴；3、磁铁；4、线圈；5、风帽；6、旋转筒；7、电负性摩擦层；8、固定轴；9、电正性摩擦层；10、第一电极层；11、第二电极层；12、载体薄片；13、环状载体；14、第一导电环电极；15、第二导电环电极；16、滚动电极；161、导电杆；162、导电轮；163、限位块；164、限位环；17、套筒；18、固定板；19、弹片；20、螺丝；21、安装槽；22、放置槽；23、连接杆；24、上盖。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。需要说明的是，本发明已经处于实际研发使用阶段。

实施例1

一种新型低阻力直流摩擦电-电磁复合式发电机，参照图1、图2，包括外壳1，外壳1外壁转动设置有转动轴2，转动轴2的一端延伸至外壳1内且设置有旋转体，结合图3、图4、图5，旋转体外壁设置有磁铁组，外壳1内壁设置有线圈4，线圈4用于在旋转体旋转时切割磁铁组的磁感线；旋转体上设置有第一摩擦层，外壳1内设置有固定体，固定体上设置有第二摩擦层，第一摩擦层与第二摩擦层相抵紧，且第一摩擦层在旋转体旋转时始终与第二摩擦层保持滑动摩擦状态，第一摩擦层用于在旋转体旋转时与第二摩擦层进行摩擦生电；通过外界自然力量带动转动轴2以及旋转筒6同步转动，使得旋转筒6与外壳1之间发生相对运动，磁铁3运动导致穿过线圈4的磁通量发生变化，从而在线圈4内产生感应电荷，电荷流经外部电路形成交流电，再使用整流电路将交流电转换为直流后通过电容或者电池等储能单元将电能储存，旋转体带动第一摩擦层旋转且与固定轴8上的第二摩擦层发生滑动摩擦，第一摩擦层与第二摩擦层之间因摩擦产生等量异种电荷，通过外部电路可将电荷引出形成电流；在转动轴2位于外壳1外部的一端设置风帽5，使得本方案适用于自然环境中对于风能的采集，通过将摩擦电与电磁换能模式集成至同一外壳1器件中，可以实现将风能较大程度转化为电能的效果，可提高电能的转化效率。

作为一种优选的实施方式，参照图2、图3，旋转体为内部中空的旋转筒6，第一摩擦层为电负性摩擦层7，电负性摩擦层7可以为聚四氟乙烯材料，电负性摩擦层7沿旋转筒6周向设置于旋转筒6内筒壁上；固定体为固定轴8，转动轴2、旋转筒6以及固定轴8的中轴线相重合，固定轴8一端与外壳1内底壁相连、另一端穿过旋转筒6底壁后延伸至旋转筒6内部，固定轴8与旋转筒6之间转动相连；通过风能带动旋转筒6旋转，第二摩擦层包括电正性摩擦层9，电正性摩擦层9均与电负性摩擦层7相抵紧，进而使得电负性摩擦层7与电正性摩擦层9能够持续发生滑动摩擦进而产生交流摩擦电。

优选地，参照图2、图3，第二摩擦层包括多个电正性摩擦层9，本实施例中，电正性摩擦层9的数量为四个，四个电正性摩擦层9位于固定轴8位于旋转筒6内部的一端，多个电正性摩擦层9沿固定轴8的周向间隔且均匀设置，且多个电正性摩擦层9均与电负性摩擦层7相抵紧；电负性摩擦层7靠近旋转筒6内筒壁的一侧沿旋转筒6周向间隔且均匀设置有多个第一电极层10以及多个第二电极层11，第一电极层10与第二电极层11交错设置，即第一电极层10与第二电极层11的数量相同；结合图5、图6，旋转筒6内侧壁沿周向设置有载体薄片12，载体薄片12用于固定第一电极层10、第二电极层11以及电负性摩擦层7；再结合图7，多个第一电极层10之间电性连接，多个第二电极层11之间电性连接，使得任意时刻电正性摩擦层9均可以与第一电极层10或者第二电极层11相对应，电正性摩擦层9、第一电极层10以及第二电极层11的数量一致，且多个摩擦面可与多个第一电极层10一一对应；再结合图8、图9，外壳1内设置有直流输出组件，直流输出组件包括环状载体13，环状载体13为绝缘材质，环状载体13设置在旋转筒6内部，环状载体13上沿周向间隔且均匀设置有多个第一导电环电极14以及多个第二导电环电极15，第一导电环电极14与第二导电环电极15的交错设置，即第一导电环电极14与第二导电环电极15的数量相同，第一导电环电极15与第一电极层10的数量相同，多个第一导电环电极14之间电性连接，多个第二导电环电极15之间电性连接；旋转筒6外壁设置有两个滚动电极16，且任意一个滚动电极16与第一电极层10电性连接、另一个滚动电极16与第二电极层11电性连接，两个滚动电极16远离旋转筒6的一端随旋转筒6旋转而在多个第一导电环电极14以及多个第二导电环电极15表面交替滚动，且第一导电环电极14与任意滚动电极16电性连接的任意时刻，第二导电环电极15与另一个滚动电极16相抵接。第一电极层10与第二电极层11之间的电流经过直流输出组件时，要么均从第一导电环电极14流入、而从第二导电环电极15流出，或者均从第二导电环电极15流入、而从第一导电环电极14流出，实现了摩擦电的直流输出，可减少整流元器件的使用，还可以减少因整流电路的介入而造成摩擦电中额外的能量损耗，有利于扩宽能量采集的工作频带。

优选地，第一电极层10与第二电极层11沿旋转筒6周向的宽度相同，任意相邻的第一电极层10与第二电极层11之间的距离相同；电正性摩擦层9与电负性摩擦层7之间沿旋转筒6周向的摩擦面宽度小于或等于第一电极层10以及第二电极层11沿旋转筒6周向的宽度，摩擦面宽度大于或等于两个相邻的第一电极层10与第二电极层11之间的距离，第一导电环电极14与第二导电环电极15沿环状载体13周向的长度相同，任意相邻的第一导电环电极14与第二导电环电极15之间的距离相同；一方面，使得电正性摩擦层9与电负性摩擦层7之间能够连续不断地产生交流摩擦电，另一方面，使得产生的交流摩擦电按照固定的周期进行换向处理，进而实现直流摩擦电的输出。

参照图9，滚动电极16包括导电杆161、导电轮162、限位块163以及限位环164，导电杆161以及导电轮162均为金属制品，导电杆161一端与对应电极层电性连接、另一端的端部与限位块163相连，限位环164套设在导电杆161上，导电轮162则转动设置在限位块163与限位环164之间的导电杆161上，导电轮162被限位块163与限位环164限定在导电杆161的对应杆段上，导电轮162与导电杆161之间电性连通，滚动电极16随旋转筒6旋转时，导电轮162在第一导电环电极14以及第二导电环电极15表面交替滚动，一个导电轮162任意时刻最多与第一导电环电极14电性连通，或者最多与第二导电环电极15电性连通。

具体地，直流摩擦单元采用独立层滑动模式，与传统摩擦纳米发电机不同之处在于，本实施例中摩擦层输出电极随着旋转体的运动而改变，从而实现由交流电至直流电的转变，具体原理参照图10所示：

1）当电正性摩擦层9与电负性摩擦层7接触时，由于两种摩擦材料电子亲和力不同，在两摩擦层表面形成等量异种电荷；在阶段Ⅰ时，尼龙薄膜（电正性摩擦层9）与聚四氟乙烯（电负性摩擦层7）精准相对，处于第二电极层11（电极B）上电子通过外部导线流向第一电极层10（电极A），以此达到电场平衡。

2）当尼龙薄膜旋转运动，由于尼龙薄膜与第二电极层11（电极B）及其覆盖的聚四氟乙烯薄膜之间存在电势差，电子将由第一电极层10（电极A）流出，经外电路流向第二电极层11（电极B），此时处于阶段Ⅱ。

3）直到尼龙薄膜完全覆盖第二电极层11（电极B）而达到新的电势平衡，如阶段Ⅲ所示，同时，由于本方案的特殊结构设计，与电负性摩擦层7电性相连的输出用的两个滚动电极16也发生了转变，与第一电极层10（电极A）相连的滚动电极16原本与第一导电环电极14（A1）相连，变为与第二导电环电极15（B1）相连，与第二电极层11（电极B）相连的滚动电极16原本与第二导电环电极15（B1），变为与第一导电环电极14（A1）相连，使得直流输出组件的第一导电环电极14（A1）以及第二导电环电极15（B1）输出的电流方向始终一致；可变化电极设计正是与传统固定电极的交流摩擦纳米发电机最大的不同，也是形成直流电的核心。本方案将摩擦电转换为直流输出的关键在于，在第一电极层10（电极A）和第二电极层11（电极B）之间的电流方向改变的同时，通过滚动电极改变第一电极层10（电极A）和第二电极层11（电极B）向直流输出组件的输入方向，使得流经第一导电环电极14（A1）以及第二导电环电极15（B1）的电流方向不变。

4）当随着尼龙薄膜层继续旋转运动，如阶段Ⅳ所示，由于尼龙薄膜层与第一电极层10（电极A）及其覆盖的聚四氟乙烯薄膜之间存在电势差，电子将由第二电极层11（电极B）流出，经滚动电极16流向第一电极层10（电极A），直到尼龙薄膜完全覆盖第二电极层11（电极B）而达到新的电势平衡，之后会回到阶段Ⅰ。由于可变电极的设计，使得流过外接电路的电流保持同向而实现直流摩擦电设计。尼龙薄膜继续运动时，将重复循环上述四个阶段的变化。

作为一种优选的实施方式，参照图2，固定轴8位于旋转筒6内部的一端沿周向间隔且均匀设置有多块固定板18，多块固定板18上均设置有弹片19，多个弹片19均沿旋转筒6的同一时针方向弯曲，多个弹片19背离弯曲方向的一侧面均设置有电正性摩擦层9，多个弹片19均通过自身弹性将对应电正性摩擦层9与电负性摩擦层7相抵紧，弹片19可选择不锈钢材质，利用弹片19的弹性便于将电正性摩擦层9与电负性摩擦层7进行紧密接触，便于产生摩擦电荷。

作为一种优选的实施方式，参照图4、图5，外壳1内底壁沿旋转筒6周向均匀设置有六个线圈4，环状载体13位于外壳1的内底壁上，六个线圈4均位于环状载体13的内圈；磁铁组包括六个磁铁3，六个磁铁3沿旋转筒6外底壁的周向均匀分布设置，旋转筒6旋转时，每个线圈4均可切割所有磁铁3的磁感线，便于提高电磁发电总量。

作为一种优选的实施方式，参照图4、图5，多个磁铁3均为圆柱形，旋转筒6的外底壁上沿周向开设有多个圆柱形的安装槽21，多个磁铁3安装于对应安装槽21内，多个磁铁3的一个磁极朝向外壳1内底壁、另一磁极朝向外壳1内顶壁，即多个磁铁3均竖直设置；多个线圈4均绕设在绝缘环上，外壳1也为一个内部中空的圆筒结构，外壳1的内底壁上沿外壳1周向开设有多个放置槽22，多个线圈4均放置于对应放置槽22内，多个线圈4的内圈中轴线一端朝向外壳1内底壁、另一端朝向外壳1内顶壁，即多个线圈4的内圈朝向上方的磁铁3，便于磁铁3较多的磁感线穿过线圈4的内圈，在磁铁3相对线圈4旋转时，方便线圈4切割磁铁3的磁感线，进而进行电磁发电。

作为一种优选的实施方式，参照图4、图5，相邻两个磁铁3的磁极方向相反，线圈4的外径大小与磁铁3的外径大小接近，当磁铁3旋转至某个线圈4正上方时，与该磁铁3相邻的磁铁3外圈的磁感线将穿过线圈4内圈，可增加穿过线圈4内圈的磁感线密度，在线圈4切割磁感线时，便于增加磁通量的变化率，进而增加电磁感应电流的大小。

安装本实施例的发电机包括以下步骤：

步骤1：负性摩擦材料结构体（即载体薄片12、第一电极层10、第二电极层11以及电负性摩擦层7结构）制作，准备好长宽厚分别为248mm、65mm、0.4mm的负性材料载体薄片12，然后在载体薄片12表面贴附一层双面胶带，随后将8片长宽分别为28mm、65mm负性摩擦材料电极（包括四片第一电极层10以及四片第二电极层11）按照3mm间隔距离均匀贴附在双面胶之上，四片第一电极层10之间通过导线连通，四片第二电极层11之间通过导线连通，并保持负性摩擦材料电极胶面朝上，最后将负性摩擦材料（即电负性摩擦层7）完全贴附在负性摩擦材料电极表面。

步骤2：将两个滚动电极16（A1、B1）分别安装在旋转筒6外侧壁的预定位置；

步骤3：将制备好的负性摩擦材料结构体卷曲安装在旋转筒6内表面，通过导线将任意一个第一电极层10与任意一个滚动电极16连接，通过导线将任意一个第二电极层11与另一个滚动电极16相连；

步骤4：通过双面胶将粘附有正性摩擦材料薄膜（即电正性摩擦层9）的不锈钢弹片19粘附在固定板18上内侧壁，固定板18为弧形扇叶状；

步骤5：利用激光切割技术切割出与环状载体13相匹配的第一导电环电极14（A1）、第二导电环电极15（B1），第一导电环电极14（A1）以及第二导电环电极15（B1）均为四个，随后将第一导电环电极14以及第二导电环电极15交错贴附在环状载体13表面，同时通过导线引出，并将环状载体13安装固定在外壳1内底部；

步骤6：在旋转筒6底壁中部开设轴承预留孔，并在预留孔内安装好轴承，将旋转筒6的轴承内圈套设在固定轴8上，在固定轴8的作用下，使得旋转筒6在随转动轴2转动时更加稳定；

步骤7：将四块弧形固定板18间隔且均匀设置在套筒17外侧壁的周向，套筒17内部设有通孔，将套筒17套设在固定轴8位于旋转筒6内部的一端，并使用螺钉将套筒17与固定轴8进行固定，同时必须保持正性摩擦材料（电正性摩擦层9）与第一电极层10（电极A）对准，使得电正性摩擦层9与第一电极层10初始保持完全接触状态，同时第一导电环电极14（A1）与第一电极层10电极A正对，而第二导电环电极15（B1）与第二电极层11B正对，且保持其中一个滚动电极16与一个第一导电环电极14（A1）接触、另一个滚动电极16与一个第二导电环电极15（B1）接触，两个滚动电极16沿环状载体13的周向之间至少有一个第一导电环电极14和一个导电环电极未与任意滚动电极16直接接触；

步骤8：转动轴2与旋转筒6之间通过连接杆23相连，将连接杆23使用螺丝20与旋转筒6连接紧固；

步骤9：外壳1的上盖24通过螺丝20可拆卸设置，外壳1的上盖24中部设有轴承预留孔，将轴承安装在预留孔内，随后将上盖24的轴承内圈套设于转动轴2上，并使用螺丝20将上盖24与外壳1侧壁连接紧固；

步骤10：将风帽5安装于转动轴2的顶部。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种新型低阻力直流摩擦电-电磁复合式发电机，其特征在于：包括外壳(1)，所述外壳(1)外壁转动设置有转动轴(2)，所述转动轴(2)的一端延伸至外壳(1)内且设置有旋转体，所述旋转体外壁设置有磁铁组，所述外壳(1)内壁设置有线圈(4)，所述线圈(4)用于在所述旋转体旋转时切割磁铁组磁感线；所述旋转体上设置有第一摩擦层，所述外壳(1)内设置有固定体，所述固定体上设置有第二摩擦层，所述第一摩擦层在所述旋转体旋转时与第二摩擦层进行摩擦发电，所述第一摩擦层与第二摩擦层用于摩擦发电。

2.根据权利要求1所述的一种新型低阻力直流摩擦电-电磁复合式发电机，其特征在于：所述旋转体为内部中空的旋转筒(6)，所述第一摩擦层为电负性摩擦层(7)，所述电负性摩擦层(7)沿旋转筒(6)周向设置于旋转筒(6)内筒壁上；所述固定体为固定轴(8)，所述转动轴(2)、旋转筒(6)以及固定轴(8)的中轴线相重合，所述固定轴(8)一端与外壳(1)内底壁相连、另一端穿过旋转筒(6)底壁后延伸至旋转筒(6)内部，所述第二摩擦层包括电正性摩擦层(9)，所述电正性摩擦层(9)位于固定轴(8)位于旋转筒(6)内部的一端，所述电正性摩擦层(9)与电负性摩擦层(7)相抵紧。

3.根据权利要求2所述的一种新型低阻力直流摩擦电-电磁复合式发电机，其特征在于：所述电正性摩擦层(9)设置有多个，多个所述电正性摩擦层(9)沿固定轴(8)的周向间隔且均匀设置；所述电负性摩擦层(7)靠近旋转筒(6)内筒壁的一侧沿旋转筒(6)周向间隔且均匀设置有多个第一电极层(10)以及多个第二电极层(11)，所述第一电极层(10)与第二电极层(11)交错设置，多个所述第一电极层(10)之间电性连接，多个所述第二电极层(11)之间电性连接，所述电正性摩擦层(9)与第一电极层(10)数量一致，且多个所述摩擦面可与多个第一电极层(10)一一对应；所述外壳(1)内设置有直流输出组件，所述直流输出组件包括环状载体(13)，所述环状载体(13)设置在旋转筒(6)内部，所述环状载体(13)上沿周向间隔且均匀设置有多个第一导电环电极(14)以及多个第二导电环电极(15)，所述第一导电环电极(14)与第二导电环电极(15)的交错设置，所述第一导电环电极(14)与第一电极层(10)数量相同，多个所述第一导电环电极(14)之间电性连接，多个所述第二导电环电极(15)之间电性连接；所述旋转筒(6)外壁设置有两个滚动电极(16)，且任意一个所述滚动电极(16)与第一电极层(10)电性连接、另一个滚动电极(16)与第二电极层(11)电性连接，两个所述滚动电极(16)远离旋转筒(6)的一端随旋转筒(6)旋转而在多个第一导电环电极(14)以及多个第二导电环电极(15)表面交替滚动，且所述第一导电环电极(14)与任意滚动电极(16)相抵接的任意时刻，所述第二导电环电极(15)与另一个滚动电极(16)相抵接。

4.根据权利要求3所述的一种新型低阻力直流摩擦电-电磁复合式发电机，其特征在于：所述第一电极层(10)与第二电极层(11)沿旋转筒(6)周向的宽度相同，任意相邻的所述第一电极层(10)与第二电极层(11)之间的距离相同；所述电正性摩擦层(9)与电负性摩擦层(7)之间沿旋转筒(6)周向的摩擦面宽度小于或等于第一电极层(10)以及第二电极层(11)沿旋转筒(6)周向的宽度，所述摩擦面宽度大于或等于两个相邻的第一电极层(10)与第二电极层(11)之间的距离；所述第一导电环电极(14)与第二导电环电极(15)沿环状载体(13)周向的长度相同，任意相邻的所述第一导电环电极(14)与第二导电环电极(15)之间的距离相同。

5.根据权利要求1所述的一种新型低阻力直流摩擦电-电磁复合式发电机，其特征在于： 所述转动轴(2)位于外壳(1)外部的一端设置有风帽(5)。

6.根据权利要求2所述的一种新型低阻力直流摩擦电-电磁复合式发电机，其特征在于：所述固定轴(8)位于旋转筒(6)内部的一端沿周向间隔且均匀设置有多块固定板(18)，多块所述固定板(18)上均设置有弹片(19)，多个所述弹片(19)均沿旋转筒(6)的同一时针方向弯曲，多个所述弹片(19)背离弯曲方向的一侧面均设置有所述电正性摩擦层(9)，多个所述弹片(19)均通过自身弹性将对应电正性摩擦层(9)与电负性摩擦层(7)相抵紧。

7.根据权利要求3所述的一种新型低阻力直流摩擦电-电磁复合式发电机，其特征在于：所述外壳(1)内底壁沿旋转筒(6)周向设置有六个线圈(4)，所述环状载体(13)位于外壳(1)的内底壁上，多个所述线圈(4)均位于环状载体(13)的内圈，所述磁铁组包括六个磁铁(3)，六个所述磁铁(3)沿旋转筒(6)外底壁的周向设置，所述旋转筒(6)旋转时，每个所述线圈(4)均可切割所有磁铁(3)的磁感线。

8.根据权利要求7所述的一种新型低阻力直流摩擦电-电磁复合式发电机，其特征在于：多个所述磁铁(3)的一个磁极朝向外壳(1)内底壁、另一磁极朝向外壳(1)内顶壁，多个所述线圈(4)的内圈中轴线一端朝向外壳(1)内底壁、另一端朝向外壳(1)内顶壁。

9.根据权利要求7所述的一种新型低阻力直流摩擦电-电磁复合式发电机，其特征在于：相邻两个所述磁铁(3)的磁极方向相反。