本发明专利技术公开了一种摇晃式能量发生装置及能量发生方法，能量发生装置包括第一、第二介电质板、电极和导电体，A、C电极同时设于一个介电质板上，第一导电体设于另一个介电质板上；B、D电极同时设于一个介电质板上，第二导电体、第三导电体被设于另一个介电质板上；两介电质板可随摇晃发生相对移动，在第一状态下，A、B极板的表面正对，A、C电极同时与第一导电体导通，B、D电极同时与第二导电体导通；在第二状态下，A、D极板的表面正对，B、C极板的表面正对，C、D电极同时与第三导电体导通。本发明专利技术无需极板间进行接触摩擦，消耗在摩擦发热上的能量可以最小化，驱动该装置所需要的晃动强度也可以最小化，因此轻微的晃动即可实现发电。因此轻微的晃动即可实现发电。因此轻微的晃动即可实现发电。
【技术实现步骤摘要】
一种摇晃式能量发生装置及方法
[0001]本专利技术涉及纳米发电
，尤其涉及一种摇晃式能量发生装置及方法。
技术介绍
[0002]摩擦纳米发电机是近年来热门的研究能量收集的研究方向，如图1中的所示，示出了传统的纳米摩擦发电机的基础原理，上下两个介电质1、2在接触和摩擦的过程中表面会产生静电(图1中a)，当两个介电质之间的距离产生变化时(图1中b)，由于物体有保持电中性的倾向，介电质1、2表面的静电会通过各介电质背面的电极1a、1b上感应出变化的电流，因此产生能量。
[0003]但是在实际应用中，摩擦纳米发电机仍然面临以下诸多的技术难题，导致其还未能实现商业化的应用：
[0004]1.对于基于横向摩擦的摩擦纳米发电机制而言，大部分的能量都被消耗在摩擦发热上，因此对发电效率较低；
[0005]2.传统的摩擦纳米发电机的单次操作发电量太低，因此无法满足大部分移动设备的耗电需求；
[0006]3.传统摩擦纳米发电机的机械机构需要较大的外界能量输入，当外界只有较为轻微的机械晃动(例如人走路)的情况下无法有效地驱动相应的机械结构用于发电。
[0007]因此，有必要在传统的摩擦纳米发电机技术的基础上进行革新，克服上述缺陷，使其能够商业化。
技术实现思路
[0008]鉴于现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种摇晃式能量发生装置及方法，其并不需要极板间进行接触摩擦，可以提高发电效率和单次发电量，并在轻微的机械晃动下即可进行发电，可以顺利的进行商业化应用。
[0009]为了实现上述的目的，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0010]一种摇晃式能量发生装置，包括：
[0011]第一介电质板，其上设置有相互绝缘的A极板和C极板；
[0012]第二介电质板，其上设置有相互绝缘的B极板和D极板；
[0013]四个电极，包括A电极、B电极、C电极和D电极，所述A电极、所述B电极、所述C电极、所述D电极分别与所述A极板、所述B极板、所述C极板、所述D极板电连接；
[0014]三个导电体，包括相互绝缘的第一导电体、第二导电体和第三导电体；
[0015]所述A电极、所述C电极同时设于所述第一介电质板、所述第二介电质板的其中一个上，所述第一导电体被设于所述第一介电质板、所述第二介电质板的另一个上；
[0016]所述B电极、所述D电极同时设于所述第一介电质板、所述第二介电质板的其中一个上，所述第二导电体、所述第三导电体被设于所述第一介电质板、所述第二介电质板的另一个上；
[0017]在摇晃的过程中，所述第一介电质板、所述第二介电质板发生相对移动，使摇晃式能量发生装置具有第一状态和第二状态；
[0018]在第一状态下，所述A极板与B极板的表面正对，所述C极板与所述D极板错开，所述A电极、所述C电极同时与所述第一导电体导通，所述B电极、所述D电极同时与所述第二导电体导通；
[0019]在第二状态下，所述A极板与D极板的表面正对，所述B极板与所述C极板的表面正对，所述C电极、所述D电极同时与所述第三导电体导通。
[0020]作为其中一种实施方式，所述四个电极同时设置在所述第一介电质板、所述第二介电质板的其中一个上，所述三个导电体同时设置在所述第一介电质板、所述第二介电质板的另一个上。
[0021]作为其中一种实施方式，所述四个电极同时设置在所述第一介电质板上，所述三个导电体同时设置在所述第二介电质板上。
[0022]作为其中一种实施方式，所述第二介电质板可转动地设置在所述第一介电质板上，在第一状态下，所述A电极、所述C电极同时与所述第一导电体接触，所述B电极、所述D电极同时与所述第二导电体接触；在第二状态下，所述C电极、所述D电极同时与所述第三导电体接触。
[0023]作为其中一种实施方式，所述A极板、所述C极板分别间隔地设置在所述四个电极的周向上的两侧。
[0024]作为其中一种实施方式，所述第二介电质板的内表面开设有多条绕其转动中心同心设置的弧形槽，所述导电体连接在对应的弧形槽的长度方向的端部；每个所述电极容纳于其中一个弧形槽内，并在所述第二介电质板相对于所述第一介电质板转动的过程中沿对应的弧形槽移动至与对应的所述导电体接触。
[0025]作为其中一种实施方式，所述四个电极在所述第一介电质板的径向上间隔地设置在所述第一介电质板的内表面。
[0026]作为其中一种实施方式，所述弧形槽包括沿所述第二介电质板的径向上间隔地设置的第一弧形槽、第二弧形槽、第三弧形槽、第四弧形槽，所述第一导电体的两端分别连接至所述第一弧形槽、所述第二弧形槽的逆时针端，所述第二导电体的两端分别连接至所述第三弧形槽、所述第四弧形槽的逆时针端，所述第三导电体的两端分别连接至所述第二弧形槽、所述第三弧形槽的顺时针端；在第一状态下，所述第二介电质板沿顺时针转动至使所述A电极、所述B电极、所述C电极、所述D电极分别接触所述第一弧形槽、所述第四弧形槽、所述第二弧形槽、所述第三弧形槽的逆时针端；在第二状态下，所述第二介电质板沿逆时针转动至使所述C电极、所述D电极分别接触所述第二弧形槽、所述第三弧形槽的顺时针端。
[0027]本专利技术的另一目的在于提供一种摇晃式能量发生方法，采用所述摇晃式能量发生装置，包括：
[0028]晃动摇晃式能量发生装置，使所述第二介电质板相对于所述第一介电质板发生相对移动；
[0029]当移动至第一状态时，所述A极板与B极板的表面正对，且所述C极板与所述D极板错开，所述A电极、所述C电极同时与所述第一导电体导通，所述B电极、所述D电极同时与所述第二导电体导通；
[0030]当移动至第二状态时，所述A极板与D极板的表面正对，所述B极板与所述C极板的表面正对，所述C电极、所述D电极同时与所述第三导电体导通；
[0031]重复晃动摇晃式能量发生装置，所述A极板与B极板上的电荷不断聚集而产生电流。
[0032]作为其中一种实施方式，所述第二介电质板相对于所述第一介电质板发生的相对移动为转动。
[0033]本专利技术通过将两对极板分别集成在两个介电质板上，并在介电质板上分别设计连接对应极板的电极触点，通过轻微摇晃即可使两个介电质板发生相对移动，在二者相对移动的过程中，极板之间的相对位置以及各电极触点之间的相互导通状态发生改变，从而实现电荷在极板之间不断转移和累积，从而实现能量的循环稳定输出。本专利技术无需极板间进行接触摩擦，消耗在摩擦发热上的能量可以最小化，同时驱动该装置所需要的晃动强度也可以最小化，因此轻微的晃动即可驱动系统发电。
附图说明
[0034]图1为传统的纳米摩擦发电机的基础原理示意图；
[0035]图2为本专利技术实施例的摇晃式能量发生装置的结构分解示意图；
[0036]图3为本专利技术实施例的摇晃式能量发生过程示意图；
[0037]图4为本专利技术实施例的摇晃式能量发生装置的一个使用状态示意图；
[0038]图5为本专利技术实施例的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种摇晃式能量发生装置，其特征在于，包括：第一介电质板(10)，其上设置有相互绝缘的A极板(11)和C极板(12)；第二介电质板(20)，其上设置有相互绝缘的B极板(21)和D极板(22)；四个电极(30)，包括A电极(31)、B电极(32)、C电极(33)和D电极(34)，所述A电极(31)、所述B电极(32)、所述C电极(33)、所述D电极(34)分别与所述A极板(11)、所述B极板(21)、所述C极板(12)、所述D极板(22)电连接；三个导电体(40)，包括相互绝缘的第一导电体(41)、第二导电体(42)和第三导电体(43)；所述A电极(31)、所述C电极(33)同时设于所述第一介电质板(10)、所述第二介电质板(20)的其中一个上，所述第一导电体(41)被设于所述第一介电质板(10)、所述第二介电质板(20)的另一个上；所述B电极(32)、所述D电极(34)同时设于所述第一介电质板(10)、所述第二介电质板(20)的其中一个上，所述第二导电体(42)、所述第三导电体(43)被设于所述第一介电质板(10)、所述第二介电质板(20)的另一个上；在摇晃的过程中，所述第一介电质板(10)、所述第二介电质板(20)发生相对移动，使摇晃式能量发生装置具有第一状态和第二状态；在第一状态下，所述A极板(11)与B极板(21)的表面正对，所述C极板(12)与所述D极板(22)错开，所述A电极(31)、所述C电极(33)同时与所述第一导电体(41)导通，所述B电极(32)、所述D电极(34)同时与所述第二导电体(42)导通；在第二状态下，所述A极板(11)与D极板(22)的表面正对，所述B极板(21)与所述C极板(12)的表面正对，所述C电极(33)、所述D电极(34)同时与所述第三导电体(43)导通。2.根据权利要求1所述的摇晃式能量发生装置，其特征在于，所述四个电极(30)同时设置在所述第一介电质板(10)、所述第二介电质板(20)的其中一个上，所述三个导电体(40)同时设置在所述第一介电质板(10)、所述第二介电质板(20)的另一个上。3.根据权利要求2所述的摇晃式能量发生装置，其特征在于，所述四个电极(30)同时设置在所述第一介电质板(10)上，所述三个导电体(40)同时设置在所述第二介电质板(20)上。4.根据权利要求3所述的摇晃式能量发生装置，其特征在于，所述第二介电质板(20)可转动地设置在所述第一介电质板(10)上，在第一状态下，所述A电极(31)、所述C电极(33)同时与所述第一导电体(41)接触，所述B电极(32)、所述D电极(34)同时与所述第二导电体(42)接触；在第二状态下，所述C电极(33)、所述D电极(34)同时与所述第三导电体(43)接触。5.根据权利要求4所述的摇晃式能量发生装置，其特征在于，所述A极板(11)、所述C极板(12...
【专利技术属性】
技术研发人员：王昊，吴天准，岳文基，李竞军，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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