【技术实现步骤摘要】
本申请涉及摩擦纳米发电，特别涉及一种交叉滑动型摩擦纳米发电机。
技术介绍
1、摩擦纳米发电机可以从风能、水能、潮汐能等多种自然能量中收集能量，并将能量转化为电能，以便于为用电器供电。随着全球变暖和气候变化问题的日益严峻，碳中和已经成为全人类的共识，摩擦纳米发电机由于能够收集洁净能量来发电，越来越受到重视。
2、摩擦纳米发电机目前包括四种基本模式：接触-分离模式，横向滑动模式，单电极模式以及独立层模式。对于横向滑动模式来说，由于其固有特点，在每一个电极后面必须空有至少不少于一个电极大小的空余空间才能保证发电机能够正常有效地工作。然而，当摩擦纳米发电机的空间大小固定时，至少有一半的有效空间是浪费的，非常不利于提高摩擦纳米发电机内部的空间利用率。
技术实现思路
1、本申请提供了一种交叉滑动型摩擦纳米发电机，能够提高摩擦纳米发电机内部的空间利用率。
2、本申请提供一种交叉滑动型摩擦纳米发电机，包括摩擦发电模组和驱动装置，所述摩擦发电模组包括至少一组摩擦发电模块；
3、所述摩擦发电模块包括定子板、动子板、多个第一摩擦发电单元以及多个第二摩擦发电单元，所述第一摩擦发电单元包括第一正电摩擦导电层和第一负电摩擦导电层，所述第二摩擦发电单元包括第二正电摩擦导电层和第二负电摩擦导电层；其中，
4、所述定子板和所述动子板相对设置，所述定子板和所述动子板的轴线重合；
5、多个所述第一正电摩擦导电层和多个所述第二负电摩擦导电层分别沿以所述定子板的中
6、多个所述第一负电摩擦导电层和多个所述第二正电摩擦导电层分别沿以所述动子板的中轴线为轴线的圆周均匀布置于所述动子板朝向所述定子板的一侧，且多个所述第一负电摩擦导电层和多个所述第二正电摩擦导电层交错分布；
7、多个所述第一正电摩擦导电层和多个所述第二正电摩擦导电层并联，多个所述第一负电摩擦导电层和多个所述第二负电摩擦导电层并联，所述驱动装置用于驱动所述动子板相对所述定子板绕所述定子板的轴线转动，以使得各所述第一摩擦发电单元和各所述第二摩擦发电单元分别摩擦起电。
8、本申请提供的交叉滑动型摩擦纳米发电机，设置了第一摩擦发电单元和第二摩擦发电单元，其中，第一摩擦发电单元包括第一正电摩擦导电层和第一负电摩擦导电层，第二摩擦发电单元包括第二正电摩擦导电层和第二负电摩擦导电层。第一正电摩擦导电层与第二负电摩擦导电层交错设置于定子板，第一负电摩擦导电层和第一负电摩擦导电层交错设置于动子板。当动子板相对定子板转动时，第一正电摩擦导电层与第一负电摩擦导电层摩擦起电，第二正电摩擦导电层与第二负电摩擦导电层摩擦起电。在第一正电摩擦导电层与第一负电摩擦导电层从接触到脱离的过程中，即使第一正电摩擦导电层与第二正电摩擦导电层接触时，也不会产生电荷，从而不影响第一摩擦发电单元或第二摩擦发电单元的正常发电。相较于传统的横向滑动式的摩擦纳米发电机，本申请提供的交叉滑动型摩擦纳米发电机在相邻两个摩擦发电单元之间空出的空间还设置了另一组摩擦发电单元，不仅保证了摩擦纳米发电机的发电性能，还提高了空间利用率。
9、在一些可能的实施方案中，所述驱动装置包括中心轴和捕能结构；
10、所述中心轴穿设于所述定子板和所述动子板，所述动子板固定于所述中心轴，所述中心轴的轴线与所述定子板的轴线重合；
11、所述中心轴的一端与所述捕能结构固定连接，所述捕能结构用于驱动所述中心轴绕自身轴线转动。
12、在一些可能的实施方案中，当所述摩擦发电模组包括多组摩擦发电模块时，所述多组摩擦发电模块沿所述中心轴的轴线方向排列。
13、在一些可能的实施方案中，设垂直于所述中心轴的平面为第一顶面，所述定子板在所述第一平面的正投影覆盖所述动子板在所述第一平面的正投影。
14、在一些可能的实施方案中，还包括壳体，所述摩擦发电模组位于所述壳体的内部，所述定子板的各侧边分别固定连接于所述壳体的内壁；
15、所述中心轴连接于所述捕能结构的一端穿过所述壳体的底部，以与位于所述壳体外部的所述捕能结构连接。
16、在一些可能的实施方案中，还包括上盖板和下盖板，所述壳体沿所述中心轴的轴线方向的两端分别设有开口，所述上盖板和所述下盖板分别盖设于两个所述开口；
17、所述上盖板和所述下盖板分别与所述壳体之间可拆卸式连接。
18、在一些可能的实施方案中，还包括导电滑环，所述导电滑环套设于所述中心轴。
19、在一些可能的实施方案中，所述第一正电摩擦导电层包括叠置的第一正极摩擦薄膜和第一正极导电薄膜，所述第一正极摩擦薄膜位于所述第一正极导电薄膜背离所述定子板的一侧；
20、所述第二正电摩擦导电层包括叠置的第二正极摩擦薄膜和第二正极导电薄膜，所述第二正极摩擦薄膜位于所述第二正极导电薄膜背离所述动子板的一侧；
21、所述第一正极摩擦薄膜的材料为尼龙、乙基纤维素或聚甲醛，所述第二正极摩擦薄膜的材料为尼龙、乙基纤维素或聚甲醛。
22、在一些可能的实施方案中，所述第一正电摩擦导电层的材料为铜、铝或金，所述第二正电摩擦导电层的材料为铜、铝或金。
23、在一些可能的实施方案中，所述第一负电摩擦导电层包括叠置的第一负极摩擦薄膜和第一负极导电薄膜，所述第一负极摩擦薄膜位于所述第一负极导电薄膜背离所述定子板的一侧；
24、所述第二负电摩擦导电层包括叠置的第二负极摩擦薄膜和第二负极导电薄膜，所述第二负极摩擦薄膜位于所述第二负极导电薄膜背离所述动子板的一侧；
25、所述第一负极摩擦薄膜的材料为聚酰亚胺或聚四氟乙烯，所述第二负极摩擦薄膜的材料为聚酰亚胺或聚四氟乙烯。
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1.一种交叉滑动型摩擦纳米发电机，其特征在于，包括摩擦发电模组和驱动装置，所述摩擦发电模组包括至少一组摩擦发电模块；
2.根据权利要求1所述的交叉滑动型摩擦纳米发电机，其特征在于，所述驱动装置包括中心轴和捕能结构；
3.根据权利要求2所述的交叉滑动型摩擦纳米发电机，其特征在于，当所述摩擦发电模组包括多组摩擦发电模块时，所述多组摩擦发电模块沿所述中心轴的轴线方向排列。
4.根据权利要求2所述的交叉滑动型摩擦纳米发电机，其特征在于，设垂直于所述中心轴的平面为第一顶面，所述定子板在所述第一平面的正投影覆盖所述动子板在所述第一平面的正投影。
5.根据权利要求2所述的交叉滑动型摩擦纳米发电机，其特征在于，还包括壳体，所述摩擦发电模组位于所述壳体的内部，所述定子板的各侧边分别固定连接于所述壳体的内壁；
6.根据权利要求5所述的交叉滑动型摩擦纳米发电机，其特征在于，还包括上盖板和下盖板，所述壳体沿所述中心轴的轴线方向的两端分别设有开口，所述上盖板和所述下盖板分别盖设于两个所述开口；
7.根据权利要求2所述的交叉滑动型摩擦纳
8.根据权利要求1所述的交叉滑动型摩擦纳米发电机，其特征在于，所述第一正电摩擦导电层包括叠置的第一正极摩擦薄膜和第一正极导电薄膜，所述第一正极摩擦薄膜位于所述第一正极导电薄膜背离所述定子板的一侧；
9.根据权利要求1所述的交叉滑动型摩擦纳米发电机，其特征在于，所述第一正电摩擦导电层的材料为铜、铝或金，所述第二正电摩擦导电层的材料为铜、铝或金。
10.根据权利要求1所述的交叉滑动型摩擦纳米发电机，其特征在于，所述第一负电摩擦导电层包括叠置的第一负极摩擦薄膜和第一负极导电薄膜，所述第一负极摩擦薄膜位于所述第一负极导电薄膜背离所述定子板的一侧；
...【技术特征摘要】
1.一种交叉滑动型摩擦纳米发电机，其特征在于，包括摩擦发电模组和驱动装置，所述摩擦发电模组包括至少一组摩擦发电模块；
2.根据权利要求1所述的交叉滑动型摩擦纳米发电机，其特征在于，所述驱动装置包括中心轴和捕能结构；
3.根据权利要求2所述的交叉滑动型摩擦纳米发电机，其特征在于，当所述摩擦发电模组包括多组摩擦发电模块时，所述多组摩擦发电模块沿所述中心轴的轴线方向排列。
4.根据权利要求2所述的交叉滑动型摩擦纳米发电机，其特征在于，设垂直于所述中心轴的平面为第一顶面，所述定子板在所述第一平面的正投影覆盖所述动子板在所述第一平面的正投影。
5.根据权利要求2所述的交叉滑动型摩擦纳米发电机，其特征在于，还包括壳体，所述摩擦发电模组位于所述壳体的内部，所述定子板的各侧边分别固定连接于所述壳体的内壁；
6.根据权利要求5所述的交叉滑动型摩擦纳米发电机，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李恒禹，程小军，王中林，程廷海，李子森，杨峥，
申请(专利权)人：北京纳米能源与系统研究所，
类型：发明
国别省市：
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