一种多环-直动-点吸收式纳米摩擦发电机制造技术

本实用新型专利技术提供了一种多环

【技术实现步骤摘要】
一种多环
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直动
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点吸收式纳米摩擦发电机


[0001]本技术涉及摩擦发电
，尤其涉及一种多环
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直动
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点吸收式纳米摩擦发电机。

技术介绍

[0002]绿色，可持续的能源获取方式是当代社会的主题。尤其是低功率设备的能量供应方式主要以电池为主，这也就意味着定期的更换，不仅费时、费力，废旧的电池同样也给环境带来了巨大的压力。
[0003]地球上的水资源丰富，海洋覆盖了地球表面的70%以上。海洋能量是一种重要的可再生清洁能源，目前海水能量主要有潮汐能、海浪能、洋流能、温差能和盐差能，海浪能作为海洋能量开发的一个重要方向，由于缺乏经济的能量转换技术而很少被利用。目前，主要采用电磁发电技术来收集海水波动能量，但是对于较低的海水波动频率和运动模式，其转换效率很低。
[0004]摩擦纳米发电机是最近专利技术的一种新型的将机械能转化为电能的方式，利用得失电子能力不同的两种材料之间的互相摩擦，发生表面电荷转移。摩擦纳米发电机能够将广泛存在的机械能，如海浪、风能、各种运动物体的动能、以及人体活动如步行、跑步、跳动等形式的能量转变为电能，为小型电子器件如便携设备等提供电源。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种多环
‑
直动
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点吸收式纳米摩擦发电机，解决了如何利用海水能量长期为设备提供能量的技术问题，减少了维护成本，同时降低了环境的压力。
[0006]一种多环
‑r/>直动
‑
点吸收式纳米摩擦发电机，包括交替式分布的环形电极和外摩擦电极、与所述外摩擦电极内侧面活动接触的环形内摩擦电极，所述环形电极与所述外摩擦电极共同构成圆筒状结构，可上下往复运动的所述内摩擦电极与所述外摩擦电极之间形成交变电流，所述内摩擦电极还连接有驱动组件；
[0007]所述环形电极和所述外摩擦电极外侧面设置有外壳，所述外壳顶端设置有浮子且底端设置有底盖，所述驱动组件可相对运动的与所述外壳连接。
[0008]外壳：容纳内部的摩擦电极，传递浮子的动能，保护内部结构不受外部的海水侵蚀，内壁有一轴向的小槽以供布置导线；
[0009]环形电极：接收与发送来自外摩擦电极的感应电荷，通过导线在环形电极与外摩擦电极之间形成交变电流，与外摩擦电极交替的安装在外壳内壁上，材料选择为铜，以保证导电性；
[0010]外摩擦电极：由环形支撑材料与粘贴于内壁上的外摩擦材料，环形的外摩擦材料既作为摩擦电介质，又作为其中一个电极，外摩擦材料选择为对电子吸引力相对较弱的铝，通过与内摩擦材料的摩擦接触，将会带上正电荷，环形支撑材料选为与外壳相同的亚克力，
其轴向尺寸略大于作为摩擦材料的铝环，径向厚度略大于环形电极，每一个环形支撑材料有个径向细孔，以为铝电极接出导线；
[0011]底盖：密封外壳，通过内沿与外壳的孔肩配合固定住交替排列的环形电极与外摩擦电极，为下回复弹簧提供支撑，选择为与外壳相同的材料，与外壳可采用胶接；
[0012]浮子：安装在整个结构的最上方，与外壳直接连接，利用其浮力使整个结构不至于完全下沉，并且捕获波浪纵向上的机械能，通过与沉子的惯性配合，使外壳与动子往复的轴向运动。
[0013]所述驱动组件包括与所述内摩擦电极连接的动子、上复位弹簧、下复位弹簧以及沉子，所述上复位弹簧安装到所述外壳的安装孔内，所述动子上端的外凸轴插入到所述安装孔内，并使上复位弹簧略预压缩；
[0014]所述动子的底端设置有安装环槽，所述安装环槽上设置有外伸轴，所述下复位弹簧套设在所述外伸轴上，所述外伸轴穿过所述底盖中间的底盖通孔并与所述沉子连接。
[0015]动子：传递沉子、浮子所产生的动能，安装并带动内摩擦电极轴向往复运动，动子与外壳的材料选为亚克力；
[0016]上、下复位弹簧：为沉子、浮子的相对往复运动提供恢复力，保证往复运动的持续性，材料选择为65Mn弹簧钢；
[0017]沉子：装在整个结构的最下端，与动子直接连接，利用其重力，与浮子配合，确保整个发电机结构轴线的垂直性，使整个结构不至于完全浮在水面。
[0018]所述内摩擦电极包括设置在所述动子外侧面的环状凸起、贴附在所述环状凸起外侧面的内摩擦材料，所述内摩擦材料与所述外摩擦电极的内侧面接触；所述内摩擦材料为PTFE。
[0019]内摩擦材料：贴附于呈动子环状凸起上，材料选为有对电子较强吸引力的PTFE，以更容易剥夺外摩擦材料铝中的电子，形成较大的摩擦电势。
[0020]所述外壳的内壁上设置有轴向槽，所述轴向槽的内部布置有导线。
[0021]所述环形电极的外径与支撑环的外径相同，所述外摩擦电极通过支撑环设置在所述外壳内壁上，所述环形电极的内径比所述支撑环的内径略大。
[0022]所述外摩擦电极的轴向长度比所述支撑环略小，且粘附在所述支撑环轴线的中间位置。
[0023]所述外摩擦电极的环数比所述内摩擦电极和所述环形电极多一环。
[0024]所述浮子的顶端为球面结构。
[0025]本技术达成以下显著效果：
[0026]本专利利用多环结构，即具有外摩擦电极、环形电极的多个环状结构，在360
°
范围内都能实现对海水能量的吸收，提升了摩擦发电的效率，采用直动，即工作时沿轴向往复运动，延长了使用的生命周期，采用点吸收的方式，即漂浮水面上，能够吸收波浪垂直方向能量的形式，垂直方向上的波浪具有较大的能量，保证了较大的发电量，因此，本摩擦发电装置能够使得海水能量长期为设备提供能量，减少了维护成本，同时降低了环境的压力。
附图说明
[0027]图1为本技术摩擦发电机的装配示意图。
[0028]图2为本技术摩擦发电机的外壳示意图。
[0029]图3为本技术摩擦发电机的动子示意图。
[0030]图4为本技术摩擦发电机的环形电极示意图。
[0031]图5为本技术摩擦发电机的内摩擦电极示意图。
[0032]图6为本技术摩擦发电机的底盖示意图。
[0033]图7为本技术摩擦发电机的沉子示意图。
[0034]图8为本技术摩擦发电机的浮子示意图。
[0035]图9为本技术摩擦发电机的电路布置示意图。
[0036]其中，附图标记为：1、外壳孔肩；2、安装孔；3、内摩擦材料；4、安装环槽；5、螺栓孔；6、支撑环；7、外摩擦电极；8、导线孔；9、支撑孔；10、底盖通孔；11、凸沿；12、沉子沉孔；13、沉子通孔；14、浮子凸缘；15、浮子结合环面；16、浮子；17、外壳；18、上复位弹簧；19、动子；20、环形电极；21、下复位弹簧；22、底盖；23、沉子；24、连接螺栓；25、全波整流桥；26、储能电容。
具体实施方式
[0037]为了能更加清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多环
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直动
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点吸收式纳米摩擦发电机，其特征在于，包括交替式分布的环形电极和外摩擦电极、与所述外摩擦电极内侧面活动接触的环形内摩擦电极，所述环形电极与所述外摩擦电极共同构成圆筒状结构，可上下往复运动的所述内摩擦电极与所述外摩擦电极之间形成交变电流，所述内摩擦电极还连接有驱动组件；所述环形电极和所述外摩擦电极外侧面设置有外壳，所述外壳顶端设置有浮子且底端设置有底盖，所述驱动组件可相对运动的与所述外壳连接。2.根据权利要求1所述的多环
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直动
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点吸收式纳米摩擦发电机，其特征在于，所述驱动组件包括与所述内摩擦电极连接的动子、上复位弹簧、下复位弹簧以及沉子，所述上复位弹簧安装到所述外壳的安装孔内，所述动子上端的外凸轴插入到所述安装孔内，并使上复位弹簧略预压缩；所述动子的底端设置有安装环槽，所述安装环槽上设置有外伸轴，所述下复位弹簧套设在所述外伸轴上，所述外伸轴穿过所述底盖中间的底盖通孔并与所述沉子连接。3.根据权利要求2所述的多环
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直动
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点吸收式纳米摩擦发电机，其特征在于，所述内摩擦电极包括设置在所述动子外侧面的环状凸起、贴...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晖，王优强，王秀通，李云凯，房玉鑫，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：新型
国别省市：