，长度为50mm ;转子轴筒直径 为16mm，长度为50mm ;缓冲层厚度为5mm。
[0052] 当转子转速为850rpm时，测量的开路电压可以达到150V，短路电流最大可以达到 30 μ A功率密度达到2. IW/ QUOTE _
[0053] 实施例3 定子摩擦件材料采用的是铝；选取厚度为30 ~5〇μπι的柔性聚酰亚胺薄片，将其超声 清洗3~5min后取出，先后用大量去离子水、无水乙醇清洗，晾干，再放入磁控溅射设备中， 覆上掩膜版，以纯度99. 999%的铝靶材为溅射源，氩气为等离子体发生源，先将反应室抽真 空至5. OX 10 4Pa，通入氩气，调节分子栗插板阀控制反应室内的真空为IPa，打开交流溅射 源，溅射2~3min，在聚合物表面获得厚度为75~100nm的铝；然后将聚合物聚酰亚胺薄片贴 在绝缘圆筒外壳11的内壁上，其中聚合物面作为粘连面。
[0054] 转子摩擦件材料采用的是聚四氟乙烯，厚度为50~100 Mm ;将聚四氟乙烯薄片用大 量异丙醇和去离子水清洗，晾干，用磁控溅射方法在聚合物表面镀上Au粒子，放入感应耦 合等离子刻蚀设备腔室内，通入4^0 2和0?4混合气体，流动率分别为15.08(3〇11、10.08(^111 和30. 0 seem ;刻蚀时间为15s ;最后在聚四氟乙稀表面刻蚀出纳米柱形状，其中纳米棒直 径为 70-100nm，长度为 200-300nm。
[0055] 转子电极材料选用的是铝，用磁控溅射方法在缓冲层6表面上镀上铝，详细参数 不再重复说明，为常规技术手段；再将聚合物聚四氟乙烯贴上，粘贴面为没纳米颗粒面。
[0056] 本实施例中绝缘圆筒外壳外径为30mm，内经为27mm，长度为50mm ;转子轴筒直径 为16mm，长度为50mm ;缓冲层厚度为5mm。
[0057] 当转子转速为IlOOrpm时，测量的开路电压可以达到150V，短路电流最大可以达 到30 μ A功率密度达到2. IW/ QUOTE _
[0058] 直流摩擦电发电机依靠施加在D型驱动轴10上的外力带动转子旋转，驱动轴上的 力来着任何形式的外力，例如风力、水力、手摇等形式；摩擦件数量也可以根据需要增加或 减少。
【主权项】
1. 一种直流摩擦电的发电装置，包括定子、转子、外壳、导电部件、V型支架和前后端 盖，其特征在于：所述定子结构由绝缘圆筒外壳和均匀分布在绝缘圆 筒外壳内壁上的定子摩擦件组成；所述转子结构由绝缘圆筒形转子轴筒、与绝缘圆筒 形转子轴筒粘连固定的缓冲层、镀在缓冲层表面上的转子电极和转子摩擦件组成；其中转 子摩擦件与电极的表面正对贴合而固定连接；与所述转子摩擦件相对位置不变的一对导电 部件，分别固定连接在V型支架上并随转子转动；与所述定子摩擦件相对位置不变的一对 导电部件，固定在前端盖上；其中，V型支架的一端与绝缘圆筒形转子轴筒的D型驱动轴连 接，V型支架的另一端分别固定与所述转子摩擦件相对位置不变的一对导电部件，V型支架 位于转子正下方；固定在V型支架上的导电部件与固定在前端盖上的导电部件通过导线连 接起来分别形成第一电连接点和第二电连接点。2. 如权利要求1所述的一种直流摩擦电的发电装置，其特征在于：所述定子摩擦件由 聚酰亚胺薄片及均匀镀在聚酰亚胺薄片表面上的电极构成；其中定子摩擦件固定贴在绝缘 圆筒外壳内壁上，贴合面为聚酰亚胺表面；所述定子摩擦件上的电极采用的材料为金属，其 中所述金属材料选自：铝、铜和金；所述定子摩擦件为2-8个，摩擦件大小相同、相对位置不 变且间隔均匀，与所述的转子摩擦件保持相同的圆心角和数量。3. 如权利要求1所述的一种直流摩擦电的发电装置，其特征在于：所述缓冲层采用的 材料为聚苯乙烯，厚度为3~5mm，缓冲在转动过程中产生的震动；转子电极均匀镀在缓冲层 表面；其中转子摩擦件与电极的表面正对贴合而固定连接；转子电极采用的材料为金属， 其中所述的金属材料选自：金、铜和铝。4. 如权利要求1所述的一种直流摩擦电的发电装置，其特征在于：转子摩擦件采用的 材料为高分子聚合物绝缘层，其中所述绝缘层材料选自：聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚 酰亚胺、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、苯胺甲醛树脂、聚甲醛、乙基纤维 素、聚酰胺、三聚氰胺甲醛、聚乙二醇丁二酸酯、纤维素、纤维素乙酸酯或聚己二酸乙二醇 酯；所述转子摩擦件为2-8个，摩擦件大小相同、相对位置不变且间隔均匀，与所述的定子 摩擦件保持相同的圆心角和数量；所述转子摩擦件表面设置有纳米结构，增加摩擦件之间 的接触面积，提高电荷密度，提升电机的输出特性；所述纳米结构为纳米方块和纳米棒，通 过阳极氧化、光刻蚀或离子刻蚀制备。5. 如权利要求1所述的一种直流摩擦电的发电装置，其特征在于：所述转子轴筒和圆 筒外壳采用的材料为绝缘材料，其中转子轴筒为直径l〇~20mm的绝缘圆柱，圆柱中心通过 激光或其他方法切割出D型结构；圆筒外壳为2~3mm厚的绝缘材料。6. 如权利要求1所述的一种直流摩擦电的发电装置，其特征在于：所述定子摩擦件和 转子摩擦件之间应紧密接触，确保摩擦件之间充分接触摩擦产生摩擦电荷，或由于装配需 要预留一定的空间，但摩擦件之间最大间隙不得超过0. 1_。7. 如权利要求1所述的一种直流摩擦电的发电装置，其特征在于：所述定子摩擦件之 间通过导线相互连接成为一个整体；所述转子电极之间通过导线连接成为一个整体，提升 电机的整体输出。8. 如权利要求1所述的一种直流摩擦电的发电装置，其特征在于：所述转子嵌套安装 在定子内，并与定子同轴，转子由D型驱动轴驱动在定子内转动。9. 如权利要求1所述的一种直流摩擦电的发电装置，其特征在于：所述绝缘圆筒外壳 两端设有前后端盖，由螺栓连接密封，降低环境的湿度以及污染物对静电感应的影响，保证 该电机的输出特性不受影响；所述前后端盖中心设有孔，与D型驱动轴相连，保证定子和转 子同轴。10.如权利要求1所述的一种直流摩擦电的发电装置，其特征在于：所述定子摩擦件能 够相对于转子摩擦件在顺时针或逆时针方向上做匀速摩擦转动；在所述摩擦过程中，所述 V型支架上固定的一对导电部件，在随转子转动过程中始终保持其中一个导电部件与定子 摩擦件接触；前端盖上固定的另一对导电部件，在转子转动过程中始终保持其中一个导电 部件与转子电极接触，且同时与定子摩擦件和转子电极连接的电连接点不同，使得在该转 动过程中第一连接点和第二连接点之间始终产生恒定的电流。
【专利摘要】本发明公开了一种直流摩擦电发电机，其包括定子、转子、外壳、导电部件、V型支架和前后端盖；该发电机利用摩擦生电现象来发电，外壳内壁的定子摩擦件与转子外壁的转子摩擦件紧密接触，通过旋转转子，使定子摩擦件和转子摩擦件间旋转摩擦，产生电流。本发明通过匀速圆周运动使两个摩擦件始终保持接触摩擦，产生感应电荷，电子通过外电路流动，并通过导电部件作为电流换向器，实现恒定的直流电输出；本发明结构简单、成本低，能够直接对电子元器件持续供电，无需额外的整流设备，具有很好的社会和经济效益。
【IPC分类】H02N1/04
【公开号】CN105048860
【申请号】CN201510034568
【发明人】程广贵, 张伟, 张忠强, 丁建宁, 石阳阳, 郭立强, 葛道晗, 凌智勇
【申请人】江苏大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年1月23日