摩擦纳米发电机及可穿戴的发电设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及发电机技术领域，具体地，涉及一种摩擦纳米发电机及可穿戴的发电设备。
【背景技术】
[0002]目前市场上可穿戴的发电设备类型较少，且可穿戴的发电设备都是通过电磁发电原理将机械能转化为电能，但是电磁发电需要笨重的金属线圈和磁铁芯，导致整个发电机部分笨重，体积大，而且成本高。基于上述原因，可穿戴的发电设备难以推广。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种体积小、重量轻的摩擦纳米发电机。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型提供一种摩擦纳米发电机，所述摩擦纳米发电机设置于活动关节位置处，所述摩擦纳米发电机包括:第一部件，包括摩擦导电单元;第二部件，设置在所述第一部件的上表面和/或下表面;所述第二部件包括摩擦单元，与所述摩擦导电单元接触；以及第三部件，与所述第一部件或第二部件连接；用于在关节活动时，所述第三部件运动以推动所述第一部件或第二部件旋转，使所述第一部件与第二部件相对转动，所述摩擦导电单元和摩擦单元发生转动摩擦，所述摩擦导电单元上产生摩擦电能。
[0005]优选地，所述摩擦导电单元包括多个间隔设置的导电单体，其中，部分导电单体连接形成第一电极，剩余部分的导电单体连接形成第二电极，且所述第一电极的导电单体与第二电极的导电单体交叉设置;所述摩擦单元包括至少一个摩擦单体，各所述摩擦单体对应所述第一电极或第二电极的导电单体排布;在相对转动过程中，所述摩擦单元的各摩擦单体与所述摩擦导电单元发生转动摩擦，使所述第一电极和第二电极之间形成电势差。
[0006]优选地，所述第一电极中的各导电单体均为首端连接，所述第二电极中的各导电单体均为尾端连接。
[0007]优选地，各所述导电单体成等间隔环形设置。
[0008]优选地，所述摩擦导电单元还包括:摩擦层，设置在所述第一电极和第二电极的表面，用于在相对转动过程中，与所述摩擦单元的各摩擦单体发生转动摩擦，产生摩擦电荷，并传导至与之接触的第一电极或第二电极上，使所述第一电极和第二电极之间形成电势差。
[0009]优选地，所述第一部件还包括:第一支撑层，设置在所述摩擦导电单元的表面，用于为所述摩擦导电单元提供支撑。
[0010]优选地，所述第二部件还包括:缓冲层，设置于所述摩擦单元的表面，用于缓冲在所述第三部件运动时所述摩擦单元受到的压力。
[0011 ]优选地，所述第二部件还包括:第二支撑层，设置在所述缓冲层的表面，用于为所述缓冲层和摩擦单元提供支撑。
[0012]优选地，所述关节包括移动端和固定端，在关节活动时，所述移动端与固定端相对运动;所述第三部件包括:锯齿条，所述锯齿条的一端设置于所述移动端，另一端设置于所述固定端，用于在关节活动时，所述锯齿条能够往复运动；以及齿轮，与所述锯齿条啮合，且连接所述第一部件或第二部件上;用于在关节活动时，由所述锯齿条推动转动，并带动所述第一部件或第二部件旋转。
[0013]优选地，所述第三部件还包括:转轴，穿过所述齿轮、第一部件以及第二部件;活动旋条，设置于所述齿轮的表面，且与所述转轴连接；以及限位块，与所述活动旋条连接，并与所述齿轮之间形成一间隙，用于容置所述锯齿条。
[0014]本实用新型摩擦纳米发电机通过设置第三部件，能够充分利用关节活动时产生的能量，并带动第一部件或第二部件转动，从而产生摩擦电势，组成结构简单、体积小、重量轻、成本低。
[0015]本实用新型的另一目的是提供一种可穿戴的发电设备，可使摩擦纳米发电机的体积小、重量轻。
[0016]为了实现上述目的，本实用新型提供一种可穿戴的发电设备，设有上述摩擦纳米发电机。
[0017]所述可穿戴的发电设备与上述摩擦纳米发电机相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
[0018]本实用新型的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0019]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0020]图1是本实用新型摩擦纳米发电机的主视图；
[0021 ]图2是本实用新型摩擦纳米发电机的俯视图；
[0022]图3是第一部件的结构示意图；
[0023]图4是第二部件的结构示意图；
[0024]图5a是摩擦发电单元的结构示意图；
[0025]图5b是摩擦单元的结构示意图。
[0026]附图标记说明
[0027]1 第一部件11摩擦导电单元
[0028]111第一电极112第二电极
[0029]113摩擦层12第一支撑层
[0030]2 第二部件21摩擦单元
[0031]22缓冲层23第二支撑层
[0032]3 第三部件31锯齿条
[0033]32齿轮33转轴
[0034]34活动旋条35限位块。
【具体实施方式】
[0035]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0036]在本实用新型中，在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，本实用新型中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型的保护范围。
[0037]本实用新型摩擦纳米发电机设置活动关节位置处，可将关节活动时产生的能量转化为摩擦电能。如图1和2所示，本实用新型摩擦纳米发电机包括:第一部件1，包括摩擦导电单元11;第二部件2，设置在所述第一部件1的上表面和/或下表面;所述第二部件2包括摩擦单元21，与所述摩擦导电单元11接触；以及第三部件3，与所述第一部件1或第二部件2连接(如图2所示，所述第三部件3与第二部件2连接)；用于在关节活动时，所述第三部件3运动以推动所述第一部件1或第二部件2旋转，使所述第一部件1与第二部件2相对转动，所述摩擦导电单元11和摩擦单元21发生转动摩擦，所述摩擦导电单元11上产生摩擦电能。
[0038]其中，所述摩擦导电单元11包括多个间隔设置的导电单体，其中，部分导电单体连接形成第一电极111，剩余部分的导电单体连接形成第二电极112，且所述第一电极111的导电单体与第二电极112的导电单体交叉设置;所述摩擦单元21包括至少一个摩擦单体，各所述摩擦单体对应所述第一电极111或第二电极112的导电单体排布;在相对转动过程中，所述摩擦单元21的各摩擦单体与所述摩擦导电单元11发生转动摩擦，使所述第一电极111和第二电极112之间形成电势差。在本实施例中，各所述导电单体成等间隔环形设置(如图5a所示)，对应的各所述摩擦单体也成等间隔成环形设置(如图5b所示)。
[0039]优选方案，为避免所述第一电极111与第二电极112交叉，影响电能的转化效率，所述第一电极111中的各导电单体均为首端连接，所述第二电极112中的各导电单体均为尾端连接。
[0040]如图1和图3所示，所述摩擦导电单元11还包括:摩擦层113，设置在所述第一电极111和第二电极112的表面，用于在相对转动过程中，与所述摩擦单元21的各摩擦单体发生转动摩擦，产生摩擦电荷，摩擦单体所带的电荷在第一电极111或第二电极112上产生不同的电场，使所述第一电极111和第二电极112之间形成电势差。
[0041 ]其中，所述摩擦层113与所述摩擦单元21的各摩擦单体的材料之间具有摩擦电极序差异，在转动摩擦过程中，所述摩擦层113与摩擦单元21的各摩擦单体之间分别产生摩擦电荷。在本实施例中，所述摩擦层1 1 3为高分子薄膜，例如聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene ,PTFE)，氣塑料46(Hexafluoropropene-tetrafluoroethylenecopolymer，FEP)、聚酰亚胺(Kapton)等;而所述摩擦单元21的各摩擦单体均由金属材料制成，例如铜。在本实施例中，在覆铜的PCB板中等间隔去除(例如，通过腐蚀去除)部分PCB板，形成多个摩擦单体(如图5b所示的形状:黑色部分为留下的铜板，其余部分去除)。对应的，通过去除覆铜的PCB板中如图5a所示的黑色线条，形成栅格周期相同且不连接的第