自发电帐篷的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种自发电帐篷，该自发电帐篷包括：帐篷面以及用于支撑所述帐篷面的骨架，还包括：设置在帐篷面上的至少一个第一摩擦发电机和/或至少一个氧化锌纳米发电机；与至少一个第一摩擦发电机和/或至少一个氧化锌纳米发电机的输出端相连的储能装置；以及与储能装置相连的用电装置。根据本实用新型提供的自发电帐篷，当有风或气流吹过帐篷表面时，其上设置的摩擦发电机和/或氧化锌纳米发电机形变，由此将风能转化为电能，为内部照明以及外部的传感、警报装置提供持续的电能，实现自供电，避免了电源耗尽后不能及时供电的问题。同时结构简单，携带轻便。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种帐篷，特别涉及一种自发电帐篷。 自发电帐篷
【背景技术】
[0002] 随着现代生活节奏不断加快，人们在休息时间多会选择旅游放松心情。户外活动 是年轻人喜爱的休闲方式之一，而帐篷是驴友必备的户外用品之一，是人们经常使用的室 外用品，并且能够实现快速安装、拆卸。
[0003] 现有的帐篷形式多样，但大多功能单一，虽然现在帐篷的种类已经很多，但是功能 大多限于野营露宿、遮蔽雨水或是阳光。但是野外环境复杂，存在虫、蛇、野兽或者小偷强盗 等危险因素，一旦出现危险，人们的住宿安全得不到保障，而且现有帐篷缺少供照明设备使 用的电源，一旦携带的电源耗尽，夜间使用不方便。
[0004] 当人们野营露宿在高山地区时，山顶上存在大风，风能作为一种清洁的可再生能 源，如果能充分利用这个自然能源进行发电，就可以为野营露宿的使用者提供源源不断的 电能。然而现有技术中的风力发电设备通常具有较大的体积，结构复杂，不便于旅行中携 带，难以实现快速安装和拆卸，并且成本高昂。 实用新型内容
[0005] 本实用新型的发明目的是针对现有技术的缺陷，提出了一种自发电帐篷，能够实 现自供电，充分利用风能，实现对各种用电设备的持续供电，同时结构轻便，不增加使用者 的负担。
[0006] 本实用新型提供了一种自发电帐篷，包括：帐篷面以及用于支撑所述帐篷面的骨 架，还包括：设置在帐篷面上的至少一个第一摩擦发电机和/或至少一个氧化锌纳米发电 机；与至少一个第一摩擦发电机和/或至少一个氧化锌纳米发电机的输出端相连的储能装 置；以及与储能装置相连的用电装置。
[0007] 可选地，该自发电帐篷还包括设置在所述储能装置和用电装置之间的开关电路。
[0008] 可选地，用电装置包括设置在帐篷内部的LED灯，设置在帐篷外部的报警器和红 外传感器，报警器接收红外传感器发出的信号，发出报警信息。
[0009] 可选地，报警器通过无线连接方式接收红外传感器发出的信号。
[0010] 可选地，所述无线连接方式包括RF射频或蓝牙连接。
[0011] 可选地，该自发电帐篷的周围还设置有摩擦电缆或第二摩擦发电机，其中，摩擦电 缆或第二摩擦发电机的输出端与报警器相连。
[0012] 可选地，帐篷面上还设置有太阳能电池，太阳能电池的输出端与储能装置相连。
[0013] 可选地，储能装置设置在所述骨架上。
[0014] 可选地，储能装置包括：依次相连的整流电路、滤波电路和储能元件。
[0015] 可选地，储能元件是锂电池、氢镍电池或超级电容。
[0016] 可选地，第一摩擦发电机和第二摩擦发电机均为三层结构、四层结构或者五层结 构，第一发电机摩擦发电机和第二摩擦发电机至少包含构成摩擦界面的两个表面。
[0017] 可选地，构成摩擦界面的两个表面中的至少一个表面上设有微纳结构。
[0018] 本实用新型提供的自发电帐篷，在帐篷的表面设置摩擦发电机和/或氧化锌纳 米发电机，当有风或气流吹过帐篷表面时，其上设置的摩擦发电机和/或氧化锌纳米发电 机发生形变，由此将风能转化为电能，为内部照明以及外部的传感、警报装置提供持续的电 能，实现自供电，避免了电源耗尽后不能及时供电的问题。同时结构简单，携带轻便。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1示出了本实用新型提供的自发电帐篷的结构示意图；
[0020] 图2示出了本实用新型提供的自发电帐篷的电路模块的框图；
[0021] 图3示出了本实用新型提供的自发电帐篷的储能装置的框图。
[0022] 图4a和图4b分别示出了摩擦发电机的第一种结构的立体结构示意图和剖面结构 示意图；
[0023] 图5a和图5b分别示出了摩擦发电机的第而种结构的立体结构示意图和剖面结构 示意图；
[0024] 图6a和图6b分别示出了摩擦发电机的第三种结构的立体结构示意图和剖面结构 示意图；
[0025] 图7a和图7b分别示出了摩擦发电机的第四种结构的立体结构示意图和剖面结构 示意图。
【具体实施方式】
[0026] 为充分了解本实用新型之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本实用 新型做详细说明，但本实用新型并不仅仅限于此。
[0027] 图1示出了本实用新型提供的自发电帐篷的结构示意图，如图1所示，该自发电帐 篷包括帐篷面20和用于支撑帐篷面20的骨架27,以及供用户进出的门28。在至少一个帐 篷面20上设置有至少一个第一摩擦发电机21。所述发电帐篷还包括储能装置22,以及报 警器25等用电装置，该储能装置22与第一摩擦发电机21的输出端相连，储能装置25的作 用首先是将第一摩擦发电机21产生的电能存储，保证了发电能力和用电需求之间的平衡， 向用电装置提供持续、稳定的电能。用电装置可以是照明、充电等任何常用电器。
[0028] 下面详细介绍上述各部件在自发电帐篷中的位置、连接关系，具体结构以及工作 过程。
[0029] 如图1所示，第一摩擦发电机21可以固定设置在一个帐篷面20上，安装帐篷时， 使该侧帐篷面调整到合适的方向以充分地接受风力吹动。如果第一摩擦发电机21的面积 不足以覆盖整个帐篷面，则可以将第一摩擦发电机21优先设置在靠近顶部的位置，以受到 更大的风力吹动。考虑到风向时常变化，该帐篷面20可能受到帐篷本身的遮挡而无法接触 到风或气流，则可以在多个帐篷面上，包括帐篷门的外表面上，同时设置第一摩擦发电机 21，以充分地接受风力吹动。或者进一步地，将第一摩擦发电机21之间，以及第一摩擦发电 机21与帐篷面20间设置成可拆卸结构，以获得更高的灵活性。第一摩擦发电机21以平铺 的方式设置在帐篷面20上，根据实际用电需求，通过并联或串联的形式连接。另外，为了便 于阴雨天气使用，在第一摩擦发电机21的外表面可以进一步设置防水装置。例如，可以进 一步对第一摩擦发电机21进行塑封处理，以防止雨水侵蚀，或者，在摩擦发电机21外侧设 置能够防水的保护部件。
[0030] 储能装置22可以设置在骨架27上，方便与帐篷面20上的第一摩擦发电机21连 接，例如将储能装置22及其与第一摩擦发电机21、用电装置的连接线都设置在骨架27的中 空的内部，以节约空间并便于安装，或者在骨架27上设置可插接的接口。当然，本实用新型 中不限制储能装置的位置，使用者可以根据需要将储能装置设置在帐篷的任意位置或帐篷 的外部周围。
[0031] 在本实用新型的自发电帐篷中，除了图1中示出的报警器25外，用电装置还包括 用于帐篷内部照明的LED灯（图中未示出）。报警器25可以是报警灯或报警蜂鸣器，通过 听觉和/或视觉进行报警提示，当有虫、蛇、野兽或者小偷强盗接近帐篷时，就可以发出相 应的提示警示信息，起到预警提示的作用。报警器需要相应的触发信号，在本实用新型中， 这可以通过红外传感器实现。
[0032] 图2示出了本实用新型提供的自发电帐篷的电路模块的框图，如图2所示，用电装 置包括报警器25, LED灯26,以及为报警器25提供触发信号的红外传感器24。在上述用电 装置和储能模块22之间通常还设置有开关电路23,以使用户根据需要控制对LED灯26和 报警器25的供电，例如，在白天时间，或睡眠时间，关闭LED灯26 ;在确认安全的地带关闭 报警器25和红外传感器24等，更有效地利用电能。储能装置22的输出端连接至开关电路 23，通过开关电路23为用电装置供电，即向红外传感器24和报警器25以及LED灯26供电。 开关电路23可以是声控触发，按钮触发等多种形式的开关电路。图2中示出了红外传感器 24、报警器25和LED灯26共用同一开关电路23,然而应该理解的是，该开关电路23能够实 现对LED灯26和红外传感器24、报警器25的单独控制。
[0033] 红外传感器24与报警器25通信，为报警器25提供触发信号。这可以通过无线的 方式进行。无线连接方式可以包括红外、Wi-Fi、RF射频或蓝牙连接方式。考虑到小型化， 低功率以及合适的通信距离，本实用新型中优选RF射频或蓝牙通信方式。相应地，红外传 感器24和报警器25分别包括蓝牙发送、接收单元或RF射频发送、接收单元。红外传感器 24可以设置在帐篷外的合适位置，以使其尽量不受帐篷内使用者的影响，发出错误的警报。 报警器25可以如图1所示的那样，设置在帐篷的顶部，以便于与开关电路23连接以及接收 来自红外传感器24的蓝牙信号。
[0034] 本实用新型中的LED灯和报警器/红外传感器不必同时存在，而可以单独实现照 明功能或红外报警功能，并且，本实用新型中的用电装置并不限于LED灯和报警器等，例 如，还可以包括充电器等设备。
[0035] 也可以使用红外信号之外的其它方式触发报警器。而在帐篷周围，例如，在帐篷入 口处及周边的地面上设置摩擦电缆或至少一个第二摩擦发电机。当有人或动物接近时，摩 擦电缆或第二摩擦发电机不可避免地受到踩踏而产生电能，该电能既用于向报警器供电， 也作为对报警器的触发信号。由于只在受到人或动物的踩踏时被触发，摩擦电缆或第二摩 擦发电机的输出端直接连接至报警器。其中所述摩擦电缆也是基于摩擦发电机的原理进行 工作的。
[0036] 该自发电帐篷安装完毕后，当有风或气流吹动设置在帐篷面上的第一摩擦发电机 时，摩擦发电机的各结构层发生形变，进而相互摩擦并产生电能。由于实际中风力的大小、 方向的不稳定，摩擦发电机产生不同程度的机械形变，产生的交流电的幅值、频率都是不确 定的，这种交流电不适于直接存储，因此，储能装置还需要对第一摩擦发电机的输出电流进 行必要的处理，以便于存储。
[0037] 图3示出了本实用新型提供的自发电帐篷的储能装置22与第一摩擦发电机21连 接的结构示意图，储能装置22包括：整流电路51，滤波电路52和储能元件54。其中，整流 电路51与至少一个第一摩擦发电机21的输出端相连，将至少一个第一摩擦发电机21输出 的电信号进行整流处理。具体地，整流电路51的两个输入端51A和51B分别连接第一摩擦 发电机21的两个输出端，接收第一摩擦发电机21输出的电信号。对于包括多个第一摩擦 发电机的结构，多个第一摩擦发电机的两个输出端并联和/或串联在一起，然后与整流电 路51的两个输入端51A和51B连接。
[0038] 整流电路51的两个输出端51C和51D与滤波电路52连接，整流电路51将第一摩 擦发电机21输出的电信号进行整流处理后得到的单向脉动的直流电输出给滤波电路52。 滤波电路52与储能元件54连接，滤波电路52将整流电路51输出的单向脉动的直流电进 行滤波处理而得到直流电信号输出给储能元件54。
[0039] 如图3所示，滤波电路52具有两个端。具体地，滤波电路52的第一端52A与整流 电路51的输出端51D连接，滤波电路52的第二端52B与整流电路51的输出端51C连接。 滤波电路52的第一端52A与储能元件54的第一端连接，滤波电路52的第二端52B与储能 元件54的第二端连接。在实际应用中，滤波电路52的第二端52B -般接地。
[0040] 对于图3所示的电路，当外力作用于摩擦发电机时，会使摩擦发电机发生机械形 变，从而产生交流的脉冲电信号。此交流的脉冲电信号首先输入给整流电路51，通过整流电 路51对其进行整流，得到单向脉动的直流电。此单向脉动的直流电又输入给滤波电路52 进行滤波，将单向脉动的直流电中的干扰杂波进行滤除，得到直流电信号。最后，此直流电 信号直接输入储能元件54进行存储。其中，储能元件54可以选自锂电池、镍氢电池、超级 电容器等元件。
[0041] 在本实用新型的自发电帐篷中，还可以用氧化锌纳米发电机代替摩擦发电机，或 采用摩擦发电机和氧化锌纳米发电机的组合。采用氧化锌纳米发电机的自发电帐篷的工作 过程以及各模块的组成与摩擦发电机的情况类似，不再重复描述。
[0042] 在上述采用摩擦发电机和/或氧化锌纳米发电机的自发电帐篷中，还可以带有太 阳能电池，用于将太阳能转化为电能。与摩擦发电机类似地，这些太阳能电池以串联或并联 的方式相互连接形成太阳能电池组件，则储能装置还具有额外两个输入端，与太阳能电池 的输入端相连。本实用新型中，太阳能电池可以现有技术中能够应用的的各种电池，例如， 单晶、多晶硅太阳能电池，非晶硅薄膜电池，以及CIGS等化合物电池，根据实际情况选用， 例如，要获得较高的效率，可以使用单晶硅电池，若考虑到帐篷的可携带性，则可以选用非 晶硅等柔性的薄膜电池。在白天的阳光照射下，太阳能电池产生电能，该电能也存储在储能 装置中，作为对摩擦发电机和/或氧化锌纳米发电机的补充，在白天或风速较低的情况下， 保证自发电帐篷仍具有一定的发电能力。
[0043] 下面通过四个具体示例介绍可以应用于本发明上述各实施例中的第一摩擦发电 机和第二摩擦发电机的三层结构、四层结构和五层结构。各层结构的摩擦发电机至少包含 构成摩擦界面的两个表面，构成摩擦界面的两个表面中的至少一个表面上设有微纳结构。
[0044] 示例一
[0045] 摩擦发电机的第一种结构如图4a和图4b所示。图4a和图4b分别示出了摩擦发 电机的第一种结构的立体结构示意图和剖面结构示意图。如图4a和4b所示，该摩擦发电 机为三层结构，包括：依次层叠设置的第一电极层11，第一高分子聚合物绝缘层12,以及第 二电极层13 ;其中，第一电极层11设置在第一高分子聚合物绝缘层12的第一侧表面上；第 一高分子聚合物绝缘层12的第二侧表面朝向第二电极层13设置，第一高分子聚合物绝缘 层12和第二电极层13之间构成摩擦界面，第一电极层11和第二电极层13构成摩擦发电 机的输出端。
[0046] 当该摩擦发电机受到压力时，第二电极层13与第一高分子聚合物绝缘层12表面 相互摩擦产生静电荷，从而导致第一电极层11和第二电极层13之间出现电势差。由于第 一电极层11和第二电极层13之间电势差的存在，自由电子将通过外电路由电势低的一侧 流向电势高的一侧，从而向储能装置发送正向电信号。当该摩擦发电机受到的压力减小或 消失时，这时形成在第一电极层11和第二电极层13之间的内电势减小或消失，此时已平衡 的第一电极层11和第二电极层13之间将再次产生反向的电势差，从而向储能装置发送反 向电信号。
[0047] 对于示例一的摩擦发电机，第一高分子聚合物绝缘层12为选自聚酰亚胺薄膜、 苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二 醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸 二烯丙酯薄膜、纤维素海绵薄膜、再生海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄 膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、聚甲基薄膜，甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄 膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚异丁烯薄膜、聚氨酯柔性海绵薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯 薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡 胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸盐薄膜中的任意一种。
[0048] 第一电极层11所用材料是铟锡氧化物、石墨烯、银纳米线膜、金属或合金；其中， 金属是金、银、钼、钯、铝、镍、铜、钛、铬、锡、铁、锰、钥、钨或钒；合金是铝合金、钛合金、镁合 金、铍合金、铜合金、锌合金、猛合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、秘合金、铟合金、镓合 金、鹤合金、钥合金、银合金或钽合金。
[0049] 第二电极层13所用材料是金属或合金；其中，其中，金属或合金的具体材质可参 照第一电极层中的金属或合金的材质进行选择，此处不再赘述。可选地，构成摩擦界面的两 个表面中的至少一个表面上设有微纳结构。如图5b所示，第一高分子聚合物绝缘层12的 第二侧表面上设有微纳结构19。当摩擦发电机受到挤压时，微纳结构19能够使第一高分子 聚合物绝缘层12与第二电极层13的相对表面更好地接触摩擦，并在第一电极层11和第二 电极层13处感应出较多的电荷。上述的微纳结构19具体可以采取如下两种可能的实现方 式：
[0050] 第一种方式为，该微纳结构是微米级或纳米级的非常小的凹凸结构。该凹凸结构 能够增加摩擦阻力，提高发电效率。所述凹凸结构能够在薄膜制备时直接形成，也能够用打 磨的方法使第一高分子聚合物绝缘层的表面形成不规则的凹凸结构。具体地，该凹凸结构 可以是半圆形、条纹状、立方体型、四棱锥型、或圆柱形等形状的凹凸结构。第二种方式为， 该微纳结构是纳米级孔状结构，此时第一高分子聚合物绝缘层所用材料优选为聚偏氟乙烯 (PVDF)，其厚度为0. 5-1. 2mm (优选1. Omm)，且其相对第二电极的面上设有多个纳米孔。其 中，每个纳米孔的尺寸，即宽度和深度，可以根据应用的需要进行选择，优选的纳米孔的尺 寸为：宽度为ΙΟ-lOOnm以及深度为4-50 μ m。纳米孔的数量可以根据需要的输出电流值和 电压值进行调整，优选的这些纳米孔是孔间距为2-30 μ m的均匀分布，更优选的平均孔间 距为9μπι的均匀分布。
[0051] 示例二
[0052] 摩擦发电机的第二种结构如图5a和图5b所示。图5a和图5b分别示出了摩擦发 电机的第二种结构的立体结构示意图和剖面结构示意图。如图5a和5b所示，该摩擦发电 机为四层结构，包括：依次层叠设置的第一电极层11，第一高分子聚合物绝缘层12,第二高 分子聚合物绝缘层14以及第二电极层13 ;其中，第一电极层11设置在第一高分子聚合物 绝缘层12的第一侧表面上；第二电极层13设置在第二高分子聚合物绝缘层14的第一侧表 面上；第一高分子聚合物绝缘层12的第二侧表面与第二高分子聚合物绝缘层14的第二侧 表面相对设置，第一高分子聚合物绝缘层12和第二高分子聚合物绝缘层14之间形成摩擦 界面，第一电极层11和第二电极层13构成摩擦发电机的输出端。
[0053] 图5a和图5b所示的摩擦发电机的工作原理与图4a和图4b所示的摩擦发电机的 工作原理类似。区别仅在于，当图5a和图5b所示的摩擦发电机的各层受到挤压时，是由第 一高分子聚合物绝缘层与第二高分子聚合物绝缘层的表面相互摩擦来产生静电荷的。因 此，关于图5a和图5b所示的摩擦发电机的工作原理此处不再赘述。
[0054] 图5a和图5b所示的摩擦发电机主要通过聚合物（第一高分子聚合物绝缘层）与 聚合物（第二高分子聚合物绝缘层）之间的摩擦来产生电信号。
[0055] 对于示例二的摩擦发电机，第一高分子聚合物绝缘层12和第二高分子聚合物绝 缘层14的材质均可在示例一的第一高分子聚合物绝缘层所列举的材质中进行选择，此处 不再赘述。第一高分子聚合物绝缘层12和第二高分子聚合物绝缘层14的材质可以相同， 也可以不同。如果两层高分子聚合物绝缘层的材质都相同，会导致摩擦起电的电荷量很小。 优选地，第一高分子聚合物绝缘层12与第二高分子聚合物绝缘层14的材质不同。
[0056] 第一电极层11和第二电极层13所用材料均可参照示例一种的第一电极层的材料 进行选择，此处不再赘述。可选地，构成摩擦界面的两个表面中的至少一个表面上设有微纳 结构。如图5b所示，第一高分子聚合物绝缘层12的第二侧表面上设有微纳结构19。当摩 擦发电机受到挤压时，微纳结构19能够使第一高分子聚合物绝缘层12与第二高分子聚合 物绝缘层14的相对表面更好地接触摩擦，并在第一电极层11和第二电极层13处感应出较 多的电荷。上述的微纳结构可参照上文的描述，此处不再赘述。
[0057] 示例三
[0058] 摩擦发电机的第三种结构如图6a和图6b所不。图6a和图6b分别不出了摩擦发 电机的第三种结构的立体结构示意图和剖面结构示意图。如图6a和6b所示，该摩擦发电机 为五层结构，包括：依次层叠设置的第一电极层11，第一高分子聚合物绝缘层12,居间薄膜 层15,第二高分子聚合物绝缘层14以及第二电极层13 ;其中，第一电极层11设置在第一高 分子聚合物绝缘层12的第一侧表面上；第二电极层13设置在第二高分子聚合物绝缘层14 的第一侧表面上；居间薄膜层15为聚合物薄膜层，设置在第一高分子聚合物绝缘层12的第 二侧表面与第二高分子聚合物绝缘层14的第二侧表面之间，第一高分子聚合物绝缘层12 和居间薄膜层15之间形成摩擦界面，和/或，第二高分子聚合物绝缘层14和居间薄膜层15 之间形成摩擦界面，第一电极层11和第二电极层13构成摩擦发电机的输出端。
[0059] 其中，居间薄膜层15和第一高分子聚合物绝缘层12相对设置的两个面中的至少 一个面上设有微纳结构（图未示），和/或居间薄膜层15和第二高分子聚合物绝缘层14相 对设置的两个面中的至少一个面上设有微纳结构19,关于微纳结构的具体设置方式可参照 上文描述，此处不再赘述。
[0060] 在图6a和6b所示的实现方式中，居间薄膜层15是一层聚合物薄膜，因此实质上 与图5a和图5b所示的实现方式类似，仍然是通过聚合物（居间薄膜层15)和聚合物（第 一高分子聚合物绝缘层12)和/或聚合物（居间薄膜层15)和聚合物（第二高分子聚合物 绝缘层14)之间的摩擦来发电的。因此，关于图6a和6b所示的摩擦发电机的工作原理此 处不再赘述。
[0061] 对于示例三中的摩擦发电机，所述第一高分子聚合物绝缘层12、第二高分子聚合 物绝缘层14和居间薄膜层15的材质均可在示例一的第一高分子聚合物绝缘层所列举的材 质中进行选择，此处不再赘述。第一高分子聚合物绝缘层12、第二高分子聚合物绝缘层14 和居间薄膜层15的材质可以相同，也可以不同。如果三层高分子聚合物绝缘层的材质都相 同，会导致摩擦起电的电荷量很小。优选地，第一高分子聚合物绝缘层12与居间薄膜层15 的材质不同。第一高分子聚合物绝缘层12与第二高分子聚合物绝缘层14优选相同，能减 少材料种类，使本发明的制作更加方便。
[0062] 其中，所述第一电极层11和第二电极层13所用材料可参照示例二进行选择，此处 不再赘述。
[0063] 示例四
[0064] 摩擦发电机的第四种结构如图7a和图7b所不。图7a和图7b分别不出了摩擦发 电机的第四种结构的立体结构示意图和剖面结构示意图。如图7a和7b所示，该摩擦发电 机也为五层结构，包括：依次层叠设置的第一电极层11，第一高分子聚合物绝缘层12,居间 电极层16,第二高分子聚合物绝缘层14以及第二电极层13 ;其中，第一电极层11设置在第 一高分子聚合物绝缘层12的第一侧表面上；第二电极层13设置在第二高分子聚合物绝缘 层14的第一侧表面上；居间电极层16设置在第一高分子聚合物绝缘层12的第二侧表面与 第二高分子聚合物绝缘层14的第二侧表面之间，第一高分子聚合物绝缘层12和居间电极 层16之间形成摩擦界面，和/或，第二高分子聚合物绝缘层14和居间电极层16之间形成 摩擦界面，居间电极层16、第一电极层11和第二电极层13中的任意两者或三者构成摩擦发 电机的输出端。
[0065] 其中，第一高分子聚合物绝缘层12相对居间电极层16的面和居间电极层16相对 第一高分子聚合物绝缘层12的面中的至少一个面上设置有微纳结构（图未示）和/或第 二高分子聚合物绝缘层14相对居间电极层16的面和居间电极层16相对第二高分子聚合 物绝缘层14的面中的至少一个面上设置有微纳结构（图未示）。关于微纳结构的具体设置 方式可参照上文描述，此处不再赘述。
[0066] 图7a和7b所示的摩擦发电机的工作原理与图6a和6b所示的摩擦发电机的工作 原理类似。区别仅在于，当图7a和7b所示的摩擦发电机的各层受到压力而形变时，是由居 间电极层16与第一高分子聚合物绝缘层12和/或居间电极层16与第二高分子聚合物绝 缘层14的表面相互摩擦来产生静电荷的。因此，关于图7a和7b所示的摩擦发电机的工作 原理此处不再赘述。
[0067] 对于示例四的摩擦发电机，所述第一高分子聚合物绝缘层12和第二高分子聚合 物绝缘层14的材质均可在示例一的第一高分子聚合物绝缘层所列举的材质中进行选择。 第一高分子聚合物绝缘层12和第二高分子聚合物绝缘层14的材质可以相同，也可以不同。 优选的，第一高分子聚合物绝缘层12与第二高分子聚合物绝缘层14的材质相同，能减少材 料种类，使本发明的制作更加方便。
[0068] 第一电极层11和第二电极层13所用材料可参照示例二进行选择，此处不再赘述。 其中，居间电极层16所用材质是金属或合金；其中，金属或合金的具体材质可参照示例一 的第一电极中的金属或合金的材质进行选择，此处不再赘述。本实用新型提供的自发电帐 篷，采用摩擦发电机和/或氧化锌纳米发电机进行供电，当有风或气流吹过帐篷表面时，使 帐篷面上设置的摩擦发电机和/或氧化锌纳米发电机发生形变，将风能转化为电能，存储 在储能装置中，以供用电装置使用。该自发电帐篷除了提供住所，挡风遮雨等常用功能外， 还能够实现自供电，即可利用风能实现内部照明，传感警报等多种功能。同时，与其他的风 能发电方式相比，十分轻便，易于携带。另外，本实用新型除了可以采用摩擦发电机和/或 氧化锌纳米发电机进行发电之外，在自发电帐篷上还设置太阳能电池，所以发电方式多样， 可在各种环境下为用电装置提供源源不断的电能。
[0069] 本领域技术人员应该理解，附图或实施例中所示的装置结构仅仅是示意性的，表 示逻辑结构。其中作为分离部件显示的模块可能是或者可能不是物理上分开的，作为模块 显示的部件可能是或者可能不是物理模块。
[0070] 显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新 型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其 等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1. 一种自发电帐篷，包括帐篷面以及用于支撑所述帐篷面的骨架，其特征在于，还包 括： 设置在所述帐篷面上的至少一个第一摩擦发电机和/或至少一个氧化锌纳米发电机； 与所述至少一个第一摩擦发电机和/或至少一个氧化锌纳米发电机的输出端相连的 储能装置；以及 与所述储能装置相连的用电装置。
2. 根据权利要求1所述的帐篷，其特征在于，还包括设置在所述储能装置和用电装置 之间的开关电路。
3. 根据权利要求1所述的帐篷，其特征在于，所述用电装置包括设置在帐篷内部的LED 灯。
4. 根据权利要求1或3所述的帐篷，其特征在于，所述用电装置包括报警器和红外传感 器，所述报警器接收所述红外传感器发出的信号。
5. 根据权利要求4所述的帐篷，其特征在于，所述报警器通过无线连接方式接收红外 传感器发出的信号。
6. 根据权利要求5所述的帐篷，其特征在于，所述无线连接方式包括RF射频或蓝牙连 接。
7. 根据权利要求1或3所述的帐篷，其特征在于，所述用电装置包括报警器，所述帐篷 的周围还设置有摩擦电缆或第二摩擦发电机，所述摩擦电缆或第二摩擦发电机的输出端与 所述报警器相连。
8. 根据权利要求1所述的帐篷，其特征在于，所述帐篷面上还设置有太阳能电池，所述 太阳能电池的输出端与所述储能装置相连。
9. 根据权利要求1所述的帐篷，其特征在于，所述储能装置设置在所述骨架上。
10. 根据权利要求1所述的帐篷，其特征在于，所述储能装置包括：依次相连的整流电 路、滤波电路和储能元件。
11. 根据权利要求10所述的帐篷，其特征在于，所述储能元件是锂电池、氢镍电池或超 级电容。
12. 根据权利要求1所述的帐篷，其特征在于，所述第一摩擦发电机为三层结构、四层 结构或者五层结构，所述第一摩擦发电机至少包含构成摩擦界面的两个表面。
13. 根据权利要求7所述的帐篷，其特征在于，所述第一摩擦发电机和第二摩擦发电机 均为三层结构、四层结构或者五层结构，所述第一摩擦发电机和第二摩擦发电机至少包含 构成摩擦界面的两个表面。
14. 根据权利要求12所述的帐篷，其特征在于，构成所述摩擦界面的两个表面中的至 少一个表面上设有微纳结构。
【文档编号】E04H15/10GK203905604SQ201420038481
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年1月21日 优先权日:2014年1月21日
【发明者】徐传毅 申请人:纳米新能源（唐山）有限责任公司