一种悬臂式脉冲发电的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种悬臂式脉冲发电机，包括：分别有一端被固定的第一悬臂、第二悬臂和第三悬臂，其中，第一悬臂的下表面设置有第一电极层和第一摩擦层；弹性的第二悬臂上表面设置有第二电极层和第二摩擦层，下表面设置第三电极层和第三摩擦层；第三悬臂的上表面设置有第四电极层和第四摩擦层；在受到振动等外力作用时，第二悬臂在第一悬臂与第三悬臂之间振动，使至少部分第二摩擦层上表面与第一摩擦层下表面接触和分离、至少部分第三摩擦层下表面与第四摩擦层上表面接触和分离，第一电极层与第二电极层之间和/或第三电极层与第四电极层之间有脉冲电信号输出。本发明的发电机可以将海浪、高速公路、桥梁等形成的振动机械能转变为电能。
【专利说明】一种悬臂式脉冲发电机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发电机，特别是涉及将振动产生的机械能转化为电能的悬臂式脉冲发电机。
【背景技术】
[0002]振动机械能是广泛存在的能量形式，包括海浪、发动机的振动、汽车经过时高速公路、桥梁和隧道的振动等形式，以及人体运动如步行、跑动、扭动等形式，都会产生振动机械能，这些振动机械能虽然广泛存在，但是常常被忽视，没有有效的收集手段加以利用，通常被浪费。
[0003]目前，机械能转化为电能的发电机所利用的原理主要有静电感应，电磁感应和特殊材料的压电性能、静电脉冲发电机等。然而，已经发明的静电感应发电机，存在体积大、适用性窄等缺点，电磁感应发电机和压电发电机则普遍存在结构复杂，对材料有特殊要求和成本较高等缺陷。静电脉冲发电机在小型化和轻量化方面有所不足，输出功率密度较小，不能满足对各种振动机械能收集的需要。
【发明内容】
[0004]本发明涉及一种可以将海浪、高速公路、桥梁等等形式的振动机械能转化为电能的结构简单的悬臂式脉冲发电机，能够为微型电子器件如航标、路标、警示牌等提供匹配的电源。
[0005]为实现上述目的，本发明提供一种悬臂式脉冲发电机，包括:分别有一端被固定的
第一悬臂、第二悬臂和第三悬臂，其中，
[0006]所述第一悬臂的下表面设置有第一电极层，所述第一电极层的下表面接触设置有
第一摩擦层；
[0007]所述第二悬臂的上表面设置有第二电极层，所述第二电极层的上表面接触设置有第二摩擦层，所述第二摩擦层的上表面与所述第一摩擦层的下表面相对设置；所述第二悬臂的下表面设置第三电极层，所述第三电极层的下表面接触设置有第三摩擦层；所述第二悬臂为弹性悬臂；
[0008]所述第三悬臂的上表面设置有第四电极层，所述第四电极层的上表面接触设置有第四摩擦层；所述第四摩擦层的上表面与所述第三摩擦层的下表面相对设置；
[0009]所述发电机受到外力作用时，所述第二悬臂在所述第一悬臂与第三悬臂之间振动，使至少部分所述第二摩擦层上表面与所述第一摩擦层下表面接触和分离、至少部分所述第三摩擦层下表面与所述第四摩擦层上表面接触和分离，所述第一电极层与第二电极层之间和/或所述第三电极层与第四电极层之间有脉冲电信号输出。
[0010]优选的，所述第一悬臂、第二悬臂和第三悬臂的自由端都在固定端的同一侧。
[0011]优选的，所述第一悬臂、第二悬臂和第三悬臂固定在同一固定装置上。
[0012]优选的，所述第二悬臂还包括重物，所述重物设置在所述第二悬臂的自由端。[0013]优选的，所述第一悬臂和/或第三悬臂为弹性悬臂。
[0014]优选的，所述第二悬臂为导电材料，所述第二悬臂替代所述第二电极层和第三电极层。
[0015]优选的，所述第一悬臂和/或第三悬臂采用导电材料；所述第一悬臂替代所述第一电极层，和/或所述第三悬臂替代所述第四电极层。
[0016]优选的，所述第二摩擦层和所述第三摩擦层采用导电材料，所述第二悬臂代替所述第二摩擦层和所述第三摩擦层。
[0017]优选的，所述第二悬臂的上表面和/或下表面设置有微结构阵列修饰层。
[0018]优选的，所述第一摩擦层采用导电材料，所述第一悬臂代替所述第一摩擦层；
[0019]和/ 或，
[0020]所述第四摩擦层采用导电材料，所述第三悬臂代替所述第四摩擦层。
[0021]优选的，所述第一悬臂的下表面和/或第三悬臂的上表面设置有微结构阵列修饰层。
[0022]优选的，所述微结构阵列修饰层包括:
[0023]设置在所述悬臂上表面和/或下表面的微结构阵列；
[0024]沉积在制备有所述微结构阵列的悬臂表面的导电薄膜层。
[0025]优选的，所述微结构阵列选自氧化物半导体的纳米线、纳米锥、纳米棒阵列。
[0026]优选的，所述微结构阵列的高度为200纳米至2微米。
[0027]优选的，所述导电薄膜层选自金属薄膜层，所述薄膜层的厚度为50纳米至400纳米。
[0028]优选的，所述导电材料选自金、银、钼、铝、镍、铜、钛、铬或硒，以及由上述金属形成的合金，或者不锈钢和铍铜合金。
[0029]优选的，所述第一悬臂、第二悬臂和/或第三悬臂为片状结构。
[0030]优选的，所述第一摩擦层材料与第二摩擦层材料之间存在电极序差异；所述第三摩擦层材料与第四摩擦层材料之间存在电极序差异。
[0031]优选的，所述第一摩擦层、第二摩擦层、第三摩擦层和/或第四摩擦层的厚度为
0.1-0.8 毫米。
[0032]优选的，所述第一摩擦层、第二摩擦层、第三摩擦层和/或第四摩擦层选自绝缘体或半导体材料。
[0033]优选的，所述绝缘体材料选自高分子聚合物材料:聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、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、再生纤维海绵薄膜、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、酚醛树脂薄膜、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、聚(偏氯乙烯-Co-丙烯腈)薄膜或聚乙烯丙二酚碳酸盐薄膜，聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或液晶高分子聚合物、聚氯丁二烯、聚丙烯腈、聚双苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚偏二氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯；[0034]所述半导体材料选自硅、锗、第III和第V族化合物、第II和第VI族化合物及由II1- V族化合物和I1- VI族化合物组成的固溶体。
[0035]优选的，所述第一摩擦层或第二摩擦层选自导电材料；和/或，所述第三摩擦层或第四摩擦层选自导电材料。
[0036]优选的，所述导电材料选自金属、合金或导电氧化物，其中，所述金属选自金、银、钼、铝、镍、铜、钛、铬或硒；所述合金选自金、银、钼、铝、镍、铜、钛、铬或硒形成的合金、不锈钢、铍铜合金。
[0037]优选的，所述第一摩擦层的下表面、第二摩擦层的上表面、第三摩擦层的下表面和/或第四摩擦层的上表面具有微米或次微米量级的微结构或者纳米材料的点缀或涂层；所述微结构选自纳米线、纳米管、纳米颗粒、纳米沟槽、微米沟槽、纳米锥、微米锥、纳米球和微米球状结构。
[0038]优选的，所述第一摩擦层和第四摩擦层选自聚二甲基硅氧烷，所述第二摩擦层和第三摩擦层选自铍铜合金。
[0039]优选的，所述外力为周期性外力，所述周期性外力的频率接近所述发电机的共振频率。
[0040]优选的，所述发电机连接负载的电阻值在兆欧量级。
[0041]与现有技术相比，本发明具有下列有益效果:
[0042]1、本发明提供的悬臂式脉冲发电机具有上下排列的三个悬臂，因此，在一个振动周期内，弹性的第二悬臂在第一悬臂与第二悬臂之间的振动使发电机产生四次静电脉冲，能够有效的将振动机械能转变为电能。
[0043]2、采用导电悬臂代替设置在其表面的电极层，可以简化发电机的结构。进一步的，第一摩擦层或第二摩擦层采用导电材料，第三摩擦层或第四摩擦层采用导电材料，可以用导电的悬臂直接代替导电的摩擦层材料，使发电机的结构进一步简化。
[0044]3、对于采用导电的悬臂代替摩擦层的发电机，可以在导电悬臂的表面进行微结构修饰，即可提高发电机的输出功率。另外，与全桥整流器结合可以将输出的交流电信号转变为直流信号，不仅可以作为脉冲电源直接应用于电化学等领域，还可以为电容器或者锂离子电池充电，也可以为各种小型便携式电子器件提供所需电源。
[0045]4、本发明的发电机结构简单，制备方法简便，对材料无特殊要求，可以收集海浪、高速公路、桥梁、机械设备以及人体运动等产生的振动机械能转变为电能，具有广泛的实际用途。
【专利附图】
【附图说明】
[0046]通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
[0047]图1和图3为本发明发电机实施例一的结构示意图；
[0048]图2为本发明发电机的发电原理示意图；
[0049]图4和图5为本发明发电机实施例二的结构示意图；
[0050]图6和图7为本发明发电机实施例三的结构示意图；[0051]图8和图9为实施例四中在导电悬臂表面设置微结构阵列修饰层的结构示意图；
[0052]图10为本发明发电机实施例四的结构示意图；
[0053]图11在铍铜合金弹片的表面制备出的氧化锌纳米阵列，并在其上沉积铜纳米薄膜的电镜照片；
[0054]图12为发电机在频率为3.7Hz外力作用下的开路电压测量结果；
[0055]图13为发电机在频率为3.7Hz外力作用下的整流短路电流测量结果；
[0056]图14为发电机在频率为2.0Hz?5.0Hz外力作用下的开路电压测量结果；
[0057]图15为多悬臂静电脉冲振动发电机在频率为2.0Hz?5.0Hz外力作用下的整流短路电流测量结果。
【具体实施方式】
[0058]在高度集成化的微电子器件快速发展的今天，相应的能源供应系统的研究却相对滞后。为了适应小型化、便携化、多功能等需求，这些微电子器件的能源都直接或者间接地来自电池这种传统的供能器件。而电池由于自身难以克服的局限性，包括较大的体积和重量、有限的使用寿命，对环境和人体的潜在危害等，很难适应可持续、低成本、绿色环保等要求。因此，开发出满足需求的替代供能方式具有重大的意义。
[0059]本发明提供一种将海浪、高速公路、桥梁、隧道以及人体运动等自然存在的振动机械能转化为电能的结构简单的悬臂式脉冲发电机，能够为微型电子器件提供匹配的电源。本发明的发电机的技术方案为，采用上中下的三个弹性悬臂结构，在相邻两悬臂的相对表面设置摩擦层，当发电机受到外界作用力时，中间的悬臂在上下悬臂之间振动，使两摩擦层互相接触，在相互接触的瞬间会通过电子或者离子发生表面电荷转移，互相分离后在与摩擦层接触设置的电极层之间产生脉冲电信号输出。
[0060]下面结合附图详细介绍本发明悬臂式脉冲发电机的【具体实施方式】。
[0061]实施例一:
[0062]参见图1，悬臂式脉冲发电机包括第一悬臂100、第二悬臂200和第三悬臂300，三个悬臂中至少第二悬臂200为弹性，第一悬臂100、第二悬臂200和第三悬臂300分别有一端被固定；其中，第一悬臂100的下表面设置有第一电极层101,第一电极层101的下表面接触设置有第一摩擦层102 ;第二悬臂200的上表面设置有第二电极层201，第二电极层201的上表面接触设置有第二摩擦层202，并且，第二摩擦层202的上表面与第一摩擦层102的下表面相对设置；第二悬臂200的下表面设置有第三电极层203，第三电极层203的下表面接触设置有第三摩擦层204 ;第三悬臂300的上表面设置有第四电极层301，第四电极层301的上表面接触设置有第四摩擦层302，并且，第四摩擦层302的上表面与第三摩擦层204的下表面相对设置。发电机受到外力作用(振动作用)时，第二悬臂200在第一悬臂100与第二悬臂300之间振动，使至少部分第二摩擦层202上表面与第一摩擦层102下表面接触和分离、至少部分第三摩擦层204下表面与第二摩擦层302上表面接触和分离，在第一电极层101与第二电极层201之间和/或第三电极层203与第四电极层301之间有脉冲电信号输出。
[0063]本发明的悬臂式脉冲发电机中，第二摩擦层202上表面与第一摩擦层102下表面(或者第三摩擦层204下表面与第二摩擦层302上表面)可以完全接触后完全分开，也可以部分接触后分开，也就是第二悬臂在第一悬臂与第三悬臂之间的振动，使得第二摩擦层202上表面与第一摩擦层102下表面(或者第三摩擦层204下表面与第二摩擦层302上表面)的接触面积发生不断的变化。
[0064]本发明的悬臂式脉冲发电机利用了具有不同摩擦电极序的摩擦层材料接触时发生表面电荷转移的原理。本发明中所述的“摩擦电极序”，是指根据材料对电荷的吸引程度将其进行的排序，两种材料在相互接触的瞬间，在接触面上正电荷从摩擦电极序中极性较负的材料表面转移至摩擦电极序中极性较正的材料表面。迄今为止，还没有一种统一的理论能够完整的解释电荷转移的机制，一般认为，这种电荷转移和材料的表面功函数相关，通过电子或者离子在接触面上的转移而实现电荷转移。需要说明的是，摩擦电极序只是一种基于经验的统计结果，即两种材料在该序列中相差越远，接触后所产生电荷的正负性和该序列相符合的几率就越大，而且实际的结果受到多种因素的影响，比如材料表面粗糙度、环境湿度和是否有相对摩擦等。本发明人发现如果两种材料在摩擦电极序中处于较接近的位置，接触后电荷分布的正负性可能并不符合该序列的预测。需要进一步说明是，电荷的转移并不需要两种材料之间的相对摩擦，只要存在相互接触即可，因此，从严格意义上讲，摩擦电极序的表述是不准确的，但由于历史原因而一直沿用至今。
[0065]本发明中所述的“接触电荷”，是指在两种摩擦电极序极性存在差异的材料在接触并分离后其表面所带有的电荷，一般认为，该电荷只分布在材料的表面，分布最大深度不过约为10纳米。研究发现，该电荷能够保持较长的时间，根据环境中湿度等因素，其保持时间在数小时甚至长达数天，而且其消失的电荷量可以通过再次接触得以补充，因此，本发明人认为，在本发明中接触电荷的电量可以近似认为保持恒定。需要说明的是，接触电荷的符号是净电荷的符号，即在带有正接触电荷的材料表面的局部地区可能存在负电荷的聚集区域，但整个表面净电荷的符号为正。
[0066]本发明的发电机中，第一摩擦层、第二摩擦层、第三摩擦层和第四摩擦层的材料选择，只要满足:第一摩擦层材料与第二摩擦层材料存在摩擦电极序差异，第三摩擦层材料与第四摩擦层材料存在摩擦电极序差异。本发明的发电机相当于在第一悬臂和第二悬臂之间的第一电极层101、第一摩擦层102、第二摩擦层202和第二电极层201形成第一摩擦纳米发电单元，第二悬臂和第三悬臂之间的第三电极层203、第三摩擦层204、第四摩擦层302和第四电极层301形成第二摩擦纳米发电单元。本发明的发电机包含的两个摩擦纳米发电机可以通过外电路进行并联或串联，可以获得较高的输出功率。
[0067]结合图2对所述的第一摩擦纳米发电单元工作原理进行说明。图2中第一摩擦层102和第二摩擦层202是2种存在摩擦电极序差的材料，在没有外力作用的初始状态下，由于分别有一端被固定的第一悬臂100与第二悬臂200的存在，第一摩擦层102和第二摩擦层202之间存在一定的间隔(参见图2中A步骤)。当有外力(振动)作用时，由于至少第二悬臂200为弹性悬臂，第二悬臂200向着第一悬臂100运动，使第一摩擦层102和第二摩擦层202相互接触，所以在接触的瞬间发生表面电荷转移，形成一层表面接触电荷(参见图2中B步骤)。由于第一摩擦层102和第二摩擦层202的材料在摩擦电极序中的位置不同，第二摩擦层202表面产生负电荷，而第一摩擦层102表面产生正电荷，两种电荷的电量大小相同，因此在第一电极层101和第二电极层201之间没有电势差，也就没有电荷流动。由于第一悬臂100对第二悬臂200的阻碍作用，使第二悬臂200向着远离第一悬臂100的方向运动，第一摩擦层102与第二摩擦层202开始分离，此时由第一电极层101和第一摩擦层102所构成的整体具有净剩正电荷，而第二电极层104和第二摩擦层103所构成的整体具有净剩负电荷，因此在第一电极层101和第二电极层201之间产生了电势差。为平衡该电势差，电子通过外接导线由第二电极层201流入第一电极层101，从而在外电路产生由第一电极层到第二电极层的瞬时电流(参见图2中C步骤)，当第一摩擦层102回到初始位置时，它与第二摩擦层202之间的间距达到最大，二者的电荷都达到平衡，在第一电极层101和第二电极层201之间没有电势差，在外电路也就没有电流产生(参见图2中D步骤)。当第二悬臂200再次向着第一悬臂100运动时，由于第一电极层101与第二摩擦层202的间距变小，第二摩擦层202表面的负电荷对第一电极层101中负电荷的排斥作用增强，同时第一摩擦层102表面的正电荷对第二电极层201中负电荷的吸引作用也增强，由此导致第一电极层101和第二电极层201之间的电势差减小。为进一步平衡该电势差，电子通过外电路由第一电极层101流入第二电极层201，从而在外电路产生与第一次方向相反的瞬时电流(参见图2中步骤E)。第二悬臂200继续靠近第一悬臂100使第一摩擦层102与第二摩擦层202发生接触后，重复上面B-E步骤的情形。由此可见，当外力(振动作用)作用于悬臂式脉冲发电机时，会促使弹性的第二悬臂200带动第二摩擦层202发生往复的机械振动，并通过第一摩擦层102和第二摩擦层103的不断接触和分离两个过程，分别产生方向相反的脉冲电流，实现在第一电极层101和第二电极层201之间的脉冲发电。
[0068]第二摩擦纳米发电单元的发电原理与第一摩擦纳米发电机的发电原理相同，弹性的第二悬臂200带动第三摩擦层204发生往复的机械振动，并通过第三摩擦层204和第四摩擦层302的不断接触和分离两个过程，分别产生方向相反的脉冲电流，实现在第三电极层203和第四电极层301之间的脉冲发电。因此，本发明的悬臂式脉冲发电机，第二悬臂200的一个振动周期内，可以产生4个脉冲电信号。
[0069]为了加强第二悬臂200在第一悬臂100与第三悬臂300之间的振动效果，可以在第二悬臂上固定一个重物M，重物M的固定位置优选为固定在第二悬臂200的与固定端相对应的自由端。
[0070]悬臂式脉冲发电机的三个悬臂可以分别固定在不同的固定物上，参见图1，第一悬臂100的一端固定在第一固定物Gl上，另一端为自由端；第二悬臂200的一端固定在第二固定物G2上，另一端为自由端；第三悬臂300的一端固定在第三固定物G3上，另一端为自由端。优选的，三个悬臂的自由端在各自固定端的同一侧，如图1所示，能够保证第二悬臂200带动的第二摩擦层202 (或第三摩擦层204)与第一摩擦层102、第四摩擦层302接触时面积最大。
[0071]优选的，三个悬臂可以固定在同一固定物G上，并且三个悬臂的自由端在固定物G的同一侧，参见图3。
[0072]本发明中所述的固定物可以为绝对固定的物体如建筑物、桥梁等，也可以为相对固定的物体如机械、车辆等。
[0073]绝缘体材料，例如常规的高分子聚合物都具有摩擦电特性，均可以作为制备本发明第一摩擦层102、第二摩擦层202、第三摩擦层204和第四摩擦层302的材料，此处列举一些常用的高分子聚合物材料:聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、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、再生纤维海绵薄膜、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、酚醛树脂薄膜、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、聚(偏氯乙烯-CO-丙烯腈)薄膜或聚乙烯丙二酚碳酸盐薄膜，聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或液晶高分子聚合物、聚氯丁二烯、聚丙烯腈、聚双苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚偏二氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯。限于篇幅的原因，并不能对所有可能的材料进行穷举，此处仅列出几种具体的聚合物材料从人们参考，但是显然这些具体的材料并不能成为本发明保护范围的限制性因素，因为在发明的启示下，本领域的技术人员根据这些材料所具有的摩擦电特性很容易选择其他类似的材料。
[0074]相对于绝缘体，半导体和金属均具有容易失去电子的摩擦电特性，在摩擦电极序的列表中常位于末尾处。因此，半导体和金属也可以作为制备第一摩擦层102或第二摩擦层202的原料，以及第三摩擦层204或第四摩擦层302的原料。常用的半导体包括:硅、锗；第III和第V族化合物，例如砷化镓、磷化镓等；第II和第VI族化合物，例如硫化镉、硫化锌等；以及由II1- V族化合物和I1-VI族化合物组成的固溶体，例如镓铝砷、镓砷磷等。除上述晶态半导体外，还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。非导电性氧化物、半导体氧化物和复杂氧化物也具有摩擦电特性，能够在摩擦过程形成表面电荷，因此也可以用来作为本发明的摩擦层，例如锰、铬、铁、铜的氧化物，还包括氧化硅、氧化锰、氧化铬、氧化铁、氧化铜、氧化锌、BiO2和Y2O3;常用的金属包括金、银、钼、铝、镍、铜、钛、铬或硒，合金选自金、银、钼、铝、镍、铜、钛、铬或硒形成的合金、不锈钢、铍铜合金。当然，还可以使用其他具有导电特性的材料充当容易失去电子的摩擦层材料，例如铟锡氧化物IT0。
[0075]通过实验发现，当第一摩擦层102与第二摩擦层202材料(或者第三摩擦层204与第四摩擦层302材料)的得电子能力相差越大(即在摩擦电极序中的位置相差越远)时，发电机输出的电信号越强。所以，可以根据实际需要，选择合适的材料来制备第一摩擦层102、第二摩擦层202、第三摩擦层204和第四摩擦层302以获得更好的输出效果。
[0076]悬臂式脉冲发电机中，第一摩擦层102、第二摩擦层202、第三摩擦层204或第四摩擦层302的厚度无特别要求，本发明中优选为0.1-0.8毫米。
[0077]本发明的发电机中，还可以对第一摩擦层102的下表面、第二摩擦层202的上表面、第三摩擦层204的下表面和/或第四摩擦层302的上表面进行物理改性，使其表面具有微米或次微米量级的微结构或者纳米材料的点缀或涂层，以增强第一摩擦层与第二摩擦层之间(或者第三摩擦层与第四摩擦层之间)的接触面积。所述微结构可以选自纳米线、纳米管、纳米颗粒、纳米沟槽、微米沟槽、纳米锥、微米锥、纳米球和微米球状结构。优选为在第一摩擦层102的下表面、第二摩擦层202的上表面、第三摩擦层204的下表面和/或第四摩擦层302的上表面包括上述微结构形成的阵列。
[0078]优选的，第一摩擦层102、第二摩擦层202、第三摩擦层204或第四摩擦层302材料选择弹性材料，可以增加受到外力作用时的接触面积。
[0079]第一电极层101、第二电极层201、第三电极层204或第四电极层302的材料可以选择常用的电极材料，例如金属、合金、导电氧化物或有机物导体等，具体电极材料的选择不作为限定本发明保护范围的因素。实际中，本领域的技术人员可以根据各摩擦层材料的选择，确定相应电极层材料以及制备方法的选择，以确保电极层与相应的摩擦层(例如第一电极层101和第一摩擦层102)的良好电接触。具体电极层材料的选择不作为限定本发明保护范围的条件。各电极层与悬臂之间的固定，可以材料粘贴固定的方式，也可以采用在悬臂表面制备电极层的方式进行设置。
[0080]本发明的悬臂式脉冲发电机中，至少第二悬臂200为弹性悬臂，第一悬臂100和/或第三悬臂300也可以为弹性悬臂。弹性悬臂的材料可以选择具有弹性的绝缘体材料，例如绝缘橡胶等材料，也可以选择具有弹性的导体材料，例如金属薄片、高弹性的合金片等。
[0081]本发明中，发电机的悬臂可以采用导电或者非导电材料制备，如果为导电悬臂，可以替代设置在其表面的电极层材料。这种结构省去在悬臂表面设置电极层的步骤，能够简化发电机的结构。
[0082]本发明的发电机结构简单，制备方法简单，对材料无特殊要求，在实际使用中，只需进行简单的固定和封装，即可应用在收集海浪、高速公路、桥梁、机械设备等产生的振动机械能，具有广泛的实际用途。
[0083]本发明的悬臂式脉冲发电机中，影响单个发电单元输出功率的主要参数是摩擦层之间接触时的相互作用力的大小，越接近发电机的共振频率其相互作用力越大，发电机的输出功率也就越大。因此，在机械振动强度等条件允许的情况下，为了得到较大的输出功率，第一悬臂、第二悬臂和第三悬臂以及第一摩擦层、第二摩擦层、第三摩擦层和第四摩擦层需要选取弹性较好的材料。
[0084]实施例二:
[0085]第一旋臂和/或第三悬臂可以采用导电材料制备的悬臂，这里以第一悬臂和第三悬臂都为导电材料制备的悬臂为例，具体介绍本实施例中发电机的结构。参见图4，第一悬臂111为导电材料制备的悬臂，第一悬臂的下表面接触设置有第一摩擦层112 ;第二悬臂200的上表面设置有第二电极层201，第二电极层201的上表面接触设置有第二摩擦层202，并且，第二摩擦层202的上表面与第一摩擦层112的下表面相对设置；第二悬臂200的下表面设置有第三电极层203，第三电极层203的下表面接触设置有第三摩擦层204 ;第三悬臂311为导电材料制备的悬臂，第三悬臂的上表面接触设置有第四摩擦层312，并且，第四摩擦层312的上表面与第三摩擦层204的下表面相对设置。
[0086]本实施例中，第二悬臂也可以采用弹性的导电材料制备，这里以三个悬臂均采用导电材料制备的悬臂为例，具体介绍本实施例中发电机的结构。参见图5，与图4中所示的发电机的区别在于，第二悬臂211采用弹性的导电材料制备，替代了图4中的第二电极层和第三电极层。本实施例中，直接在第二悬臂211的上下表面分别接触设置第二摩擦层212和第三摩擦层214，使第二摩擦层212的上表面与第一摩擦层112的下表面相对设置，第四摩擦层312的上表面与第三摩擦层214的下表面相对设置。
[0087]本实施例中，发电机各部分的材料选择与实施例一中的相同，在这里不再复述，发电机在受到外界振动时的工作原理与实施例一中的也相同。
[0088]本实施例中，如果采用三个悬臂为固定在同一固定物上的情况(参考图3所示)，可以根据第一悬臂、第二悬臂和/或第三悬臂材料的选择，确定所述固定物为绝缘体或导体。所述固定物的材料选择在这里不做具体限定。[0089]实施例三:
[0090]导电材料与绝缘体或半导体材料接触或摩擦后分离，可以在二者的表面发生电荷转移，实施例一或实施例二中，第一摩擦层或第二摩擦层可以采用导电材料，同样第三摩擦层或第四摩擦层也可以采用导电材料。本实施例中，用导电的悬臂替代实施例二中的摩擦层，进一步简化悬臂式脉冲发电机的结构。
[0091]下面结合图6和图7，具体介绍本实施例中发电机的结构。
[0092]参见图6，第一摩擦层选择导体材料，可以被导电的第一悬臂111替代，第二摩擦层212采用绝缘体或半导体，并且第二摩擦层212的上表面与第一悬臂111的下表面相对设置。同样，第四摩擦层选择导体材料，可以被导电的第三悬臂311替代，第三摩擦层214采用绝缘体或半导体，并且第三悬臂311的上表面与第三摩擦层214的下表面相对设置。固定物G可以选择绝缘体材料，以保证第一悬臂、第二悬臂和第三悬臂的绝缘。在其他实施例中，也可以只有第一摩擦层或第四摩擦层采用导体材料。
[0093]参见图7，与图6中的发电机不同，这里第二摩擦层和第三摩擦层选自导体材料，可以被导电的第二悬臂211替代，第一摩擦层112接触设置在导电的第一悬臂111(替代第一电极层)的下表面，第四摩擦层312接触设置在导电的第三悬臂的上表面，并且，第二悬臂211的上表面与第一摩擦层112的下表面相对设置；第二悬臂211的下表面与第四摩擦层312的下表面相对设置。
[0094]本实施例中导电悬臂的材料可以选自金、银、钼、铝、镍、铜、钛、铬或硒，以及由上述金属形成的合金，或者不锈钢和铍铜合金。优选为，第一悬臂、第二悬臂和/或第三悬臂为片状结构，例如铍铜合金片或不锈钢片。
[0095]本实施例中，优选为第一悬臂111、第二悬臂211和第三悬臂311均为弹性悬臂。
[0096]本实施例中，发电机各部分的材料选择与实施例一或实施例二中的相同，在这里不再复述。优选的，本实施例中第一摩擦层112和/或第四摩擦层312选择绝缘材料，更优选的，第一摩擦层112和/或第四摩擦层312选择高分子绝缘材料。
[0097]本实施例的发电机的发电过程为:在周期外力的作用下，第二悬臂211作受迫振动，与第一摩擦层112和第四摩擦层312两种材料周期性的接触与分离。在接触时发生电荷转移，在分离时在各自表面上形成极性相反的接触电荷。由于分离时两种材料距离的增力口，带正电的接触电荷和带负电的接触电荷在第一悬臂111和第二悬臂211上产生的电势存在差异。在有外加负载的情况下，该电势差造成自由电子在两悬臂(电极层)间重新分布，以平衡该电势差，从而形成通过负载的脉冲电流。当第二悬臂211与第一摩擦层112(或第四摩擦层312)靠近时，由于第一摩擦层112和第二悬臂211之间的距离被改变，第一悬臂111和第二悬臂211间的电势差再次出现，使达到平衡的电荷分布被改变，重新分布的电荷造成再次通过外加负载的脉冲电流。需要说明的是，在负载接入的情况下，第二悬臂211与第一摩擦层112 (或第四摩擦层312)在分离和靠近过程中产生相反的电势差，因此，两个过程中的脉冲电流的流向相反，并且在一个振动周期内产生两个接触与分离循环，从而产生四次电流脉冲。将三个悬臂通过外部引线并联，作为最终的输出端。综上所述，本实施例的发电机能在周期性振动外力作用下输出具有相应频率的脉冲交流电。
[0098]实施例四:
[0099]在本发明的悬臂式脉冲发电机的第一摩擦层和/或第二摩擦层(或者第三摩擦层和/或第四摩擦层)的接触表面上设置纳米或微米量级的微结构可以有效增加接触面积，提高发电机的输出功率。
[0100]本实施例中，在第三实施例的基础上可以进一步在导电悬臂面对摩擦层的表面上制备微结构阵列修饰层，增加发电机在受到外力作用时导电悬臂与摩擦层的接触面积。
[0101]也就是说，对于导电的第一悬臂代替第一摩擦层的发电机，在第一悬臂的下表面设置有微结构阵列修饰层；或者，对于导电的第三悬臂代替第四摩擦层的发电机，在第三悬臂的上表面设置有微结构阵列修饰层；或者，对于导电的第二悬臂代替第二摩擦层和第三摩擦层的发电机，在第二悬臂的上下表面均设置有微结构阵列修饰层。所述微结构阵列具体为:制备在导电悬臂表面的氧化物微结构阵列，以及沉积在制备有所述微结构阵列的悬臂表面的导电薄膜层。
[0102]在导电悬臂上制备微结构阵列修饰层过程具体参见图8。
[0103]参见图8中a步骤，在导电悬臂10的表面上(特别是面对摩擦层的表面)制备微结构阵列U。微结构阵列11可以为任意可以制备成微米或纳米尺寸微结构的材料，例如氧化物半导体纳米线、纳米柱、纳米锥等微结构的阵列，或者纳米微粉等。微结构阵列的高度优选在200纳米至2微米之间。本实施例中优选微结构阵列为半导体氧化物，可以选择ZnO、SnO2等半导体材料。具体制备方法可以为水热法等常用的纳米材料制备方法。
[0104]参见图8中b步骤，在制备有微结构阵列11的悬臂10表面采用磁控溅射等方式沉积导电薄膜层12。导电薄膜材料可以选择金属薄膜、导电氧化物薄膜。薄膜的沉积厚度优选为50纳米至400纳米。本实施例中导电薄膜优选为金属薄膜，例如Ag、Au、Cu、Al等材料的薄膜。
[0105]本实施例中，在导电悬臂表面采用化学方法生长纳米阵列，然后用物理方法沉积导电薄膜电极层，以达到增加接触电极材料表面粗糙度的目的。本发明人认为，这种材料表面的化学和物理综合改性方法获得的纳米阵列结构和另一种薄膜材料相互接触时，这些纳米阵列可以插入另一种材料以增加摩擦和接触面积，有研究表明，额外的摩擦和增加的接触面积能够有效地增大接触电荷密度，因此，这些纳米阵列的存在能够提高本发明的发电机的输出功率。
[0106]对于导电的第二悬臂代替第二摩擦层和第三摩擦层的发电机，可以在第二悬臂的上下表面均制备微结构阵列，参见图9，在第二悬臂10的上下表面均沉积氧化物微结构阵列11，然后在制备有氧化物微结构阵列11的第二悬臂的上下表面沉积导电薄膜层12，在第二悬臂的上下表面上获得导电的微结构阵列。
[0107]以三个导电的悬梁臂选用铍铜合金材料，第一摩擦层和第四摩擦层采用聚二甲硅氧烷材料，具体介绍本实施例的悬臂式脉冲发电机的制备过程。
[0108]参见图10，将尺寸为6.5厘米X2.8厘米X0.2毫米的铍铜合金弹片作为第二悬臂211，在其上下表面采用水热法生长直径为200纳米的纳米氧化锌阵列，然后在氧化锌阵列上沉积厚度为100纳米的铜薄膜层作为接触电极形成微结构阵列215，图11为沉积完成的铜薄膜层表面形貌；将两片尺寸4.5厘米X 2.8厘米X0.2毫米的铍铜合金弹片分别作为第一悬臂111和第三悬臂311，然后在第一悬臂111下表面和第三悬臂311上表面分别旋涂一层尺寸为3.2厘米X2.8厘米X0.6毫米聚二甲基硅氧烷绝缘层作为第一摩擦层112和第二摩擦层312 ;最后用矩形固定物G将三片悬臂固定起来，使第一悬臂111和第三悬臂311分别在第二悬臂211的正上方和正下方，且三个悬臂的自由端均在固定物G的同一侧，并使第一悬臂111和第三悬臂311与第二悬臂211有一定空隙。在第二悬臂211的自由端固定质量为12.59克的重物M，以增强第二悬臂在第一悬臂与第二悬臂之间的振动效果。
[0109]本实施例中，铜薄膜接触电极层(第二悬臂211表面的微结构阵列修饰层)表面的粗糙度对输出功率有较大的影响，一般认为，材料表面越粗糙，能够有效接触的面积就越小，产生更少的接触电荷，从而相应地得到更低的输出功率。但本发明人意外地发现，引入具有一定表面粗糙度的特殊形貌反而会提高输出功率。通过将纳米氧化锌阵列和金属薄膜结合形成第二悬臂表面的纳米阵列导电层，这种材料表面的化学物理综合改性方法能够大大地提高本发明的输出功率。本发明人认为，经过此法改性过的金属薄膜材料与易弹性形变的聚二甲基硅氧烷绝缘层接触挤压，这些纳米阵列可以增加接触面积和摩擦，有研究表明，额外的接触面积和摩擦能够有效地增大接触电荷密度，因此，这些纳米阵列的设置能够提高发电机的输出功率。
[0110]本发明各实施例的发电机输出的电信号为交流脉冲电信号，可以在发电机的输出端连接全桥整流器，将发电机的输出信号整流为直流脉冲电信号。发电机输出的脉冲电信号，不仅可以作为脉冲电源直接应用于电化学等领域，还可以用来给储能元件充电，比如电容器或者锂离子电池等，而储存的电能能够用来为便携式小型电子设备提供电力，具有广泛的应用前景。
[0111]在周期性外力的作用下，对本实施例中的悬臂式脉冲发电机进行了开路电压和整流短路电流的测量，结果分别如图12和图13所示，图12为悬臂式脉冲发电机在频率为
3.7Hz周期性外力作用下的开路电压测量结果，图13为悬臂式脉冲发电机在频率为3.7Hz周期性外力作用下的整流短路电流测量结果。从实验结果可以看到，悬臂式脉冲发电机的开路电压和整流短路电流最大值分别达到了 101伏和55.7微安。
[0112]在周期性外力的作用下，特别是低频机械振动外力下，对本实施例中悬臂式脉冲发电机进行了不同频率的开路电压和整流短路电流的测量，结果分别如图14和图15所示，图14为悬臂式脉冲发电机在频率为2.5-5.0Hz周期性外力作用下的开路电压测量结果，图15为悬臂式脉冲发电机在频率为2.5-5.0Hz周期性外力作用下的整流短路电流测量结果。结果发现，振动频率的大小对本发明的悬臂式脉冲发电机的输出功率产生影响，接近共振频率将产生更大的接触面积和更有效的摩擦，由于接触面积达到极值，接触电荷密度不会进一步增加，悬臂式脉冲发电机的输出达到极值。
[0113]发明人的研究过程中发现，在本发明各实施例的悬臂式脉冲发电机在实际工作当中，外加负载的电阻值对实际输出功率有很大的影响。随着负载电阻值的增大，负载两端的电压增大,通过负载的电流减小,而实际输出功率先增大后减小,并出现极大值。本发明人经过多次实验发现，输出功率极大值所对应的电阻值在兆欧量级，因此，本发明在负载的电阻值为兆欧量级的情况下能够最大程度发挥其功效。需要说明的是，本文中使用的“输出功率”，是指脉冲电流的极大值和在负载两端形成的脉冲电压的极大值的乘积，即瞬时极大功率。
[0114]本发明的发电机的输出功率除了受到外界环境因素，包括振动频率的大小，外力口负载的电阻值等影响外，还受到悬臂式脉冲发电机本身的设计和制造，包括摩擦层和电极层材料的选择，以及各部分的尺寸大小，和摩擦层材料表面的物理和化学性质等的影响。[0115]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【权利要求】
1.一种悬臂式脉冲发电机，其特征在于，包括:分别有一端被固定的第一悬臂、第二悬臂和第三悬臂，其中， 所述第一悬臂的下表面设置有第一电极层，所述第一电极层的下表面接触设置有第一摩擦层； 所述第二悬臂的上表面设置有第二电极层，所述第二电极层的上表面接触设置有第二摩擦层，所述第二摩擦层的上表面与所述第一摩擦层的下表面相对设置；所述第二悬臂的下表面设置第三电极层，所述第三电极层的下表面接触设置有第三摩擦层；所述第二悬臂为弹性悬臂； 所述第三悬臂的上表面设置有第四电极层，所述第四电极层的上表面接触设置有第四摩擦层；所述第四摩擦层的上表面与所述第三摩擦层的下表面相对设置； 所述发电机受到外力作用时，所述第二悬臂在所述第一悬臂与第三悬臂之间振动，使至少部分所述第二摩擦层上表面与所述第一摩擦层下表面接触和分离、至少部分所述第三摩擦层下表面与所述第四摩擦层上表面接触和分离，所述第一电极层与第二电极层之间和/或所述第三电极层与第四电极层之间有脉冲电信号输出。
2.根据权利要求1所述的悬臂式脉冲发电机，其特征在于，所述第一悬臂、第二悬臂和第三悬臂的自由端都在固定端的同一侧。
3.根据权利要求1或2所述的悬臂式脉冲发电机，其特征在于，所述第一悬臂、第二悬臂和第三悬臂固定在同一固定装置上。
4.根据权利要求1-3任一项所述的悬臂式脉冲发电机，其特征在于，所述第二悬臂还包括重物，所述重物设置在所述第二悬臂的自由端。
5.根据权利要求1-4任一项所述的悬臂式脉冲发电机，其特征在于，所述第一悬臂和/或第三悬臂为弹性悬臂。`
6.根据权利要求1-5任一项所述的悬臂式脉冲发电机，其特征在于，所述第二悬臂为导电材料，所述第二悬臂替代所述第二电极层和第三电极层。
7.根据权利要求1-6任一项所述的悬臂式脉冲发电机,其特征在于,所述第一悬臂和/或第三悬臂采用导电材料；所述第一悬臂替代所述第一电极层，和/或所述第三悬臂替代所述第四电极层。
8.根据权利要求6所述的悬臂式脉冲发电机，其特征在于，所述第二摩擦层和所述第三摩擦层采用导电材料，所述第二悬臂代替所述第二摩擦层和所述第三摩擦层。
9.根据权利要求8所述的悬臂式脉冲发电机，其特征在于，所述第二悬臂的上表面和/或下表面设置有微结构阵列修饰层。
10.根据权利要求7所述的悬臂式脉冲发电机，其特征在于，所述第一摩擦层采用导电材料，所述第一悬臂代替所述第一摩擦层； 和/或， 所述第四摩擦层采用导电材料，所述第三悬臂代替所述第四摩擦层。
11.根据权利要求10所述的悬臂式脉冲发电机，其特征在于，所述第一悬臂的下表面和/或第三悬臂的上表面设置有微结构阵列修饰层。
12.根据权利要求9或11所述的悬臂式脉冲发电机，其特征在于，所述微结构阵列修饰层包括:设置在所述悬臂上表面和/或下表面的微结构阵列； 沉积在制备有所述微结构阵列的悬臂表面的导电薄膜层。
13.根据权利要求12所述的悬臂式脉冲发电机，其特征在于，所述微结构阵列选自氧化物半导体的纳米线、纳米锥、纳米棒阵列。
14.根据权利要求13或14所述的悬臂式脉冲发电机，其特征在于，所述微结构阵列的高度为200纳米至2微米。
15.根据权利要求12-14任一项所述的悬臂式脉冲发电机，其特征在于，所述导电薄膜层选自金属薄膜层，所述薄膜层的厚度为50纳米至400纳米。
16.根据权利要求6-15任一项所述的悬臂式脉冲发电机,其特征在于,所述导电材料选自金、银、钼、铝、镍、铜、钛、铬或硒，以及由上述金属形成的合金，或者不锈钢和铍铜合金。
17.根据权利要求1-16任一项所述的悬臂式脉冲发电机,其特征在于,所述第一悬臂、第二悬臂和/或第三悬臂为片状结构。
18.根据权利要求1-17任一项所述的悬臂式脉冲发电机，其特征在于，所述第一摩擦层材料与第二摩擦层材料之间存在电极序差异；所述第三摩擦层材料与第四摩擦层材料之间存在电极序差异。
19.根据权利要求18所述的悬臂式脉冲发电机，其特征在于，所述第一摩擦层、第二摩擦层、第三摩擦层和/或第四摩擦层的厚度为0.1-0.8毫米。
20.根据权利要求16或18所述的悬臂式脉冲发电机，其特征在于，所述第一摩擦层、第二摩擦层、第三摩擦层和/或第四摩擦层选自绝缘体或半导体材料。
21.根据权利要求20所述的悬臂式脉冲发电机，其特征在于，所述绝缘体材料选自高分子聚合物材料:聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、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、再生纤维海绵薄膜、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、酚醛树脂薄膜、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、聚(偏氯乙烯-Co-丙烯腈)薄膜或聚乙烯丙二酚碳酸盐薄膜，聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或液晶高分子聚合物、聚氯丁二烯、聚丙烯腈、聚双苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚偏二氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯； 所述半导体材料选自硅、锗、第III和第V族化合物、第II和第VI族化合物及由II1-V族化合物和I1-VI族化合物组成的固溶体。
22.根据权利要求16-19任一项所述的悬臂式脉冲发电机，其特征在于，所述第一摩擦层或第二摩擦层选自导电材料；和/或，所述第三摩擦层或第四摩擦层选自导电材料。
23. 根据权利要求22所述的悬臂式脉冲发电机，其特征在于，所述导电材料选自金属、合金或导电氧化物，其中，所述金属选自金、银、钼、铝、镍、铜、钛、铬或硒；所述合金选自金、银、钼、铝、镍、铜、钛、铬或硒形成的合金、不锈钢、铍铜合金。
24.根据权利要求1-23任一项所述的悬臂式脉冲发电机，其特征在于，所述第一摩擦层的下表面、第二摩擦层的上表面、第三摩擦层的下表面和/或第四摩擦层的上表面具有微米或次微米量级的微结构或者纳米材料的点缀或涂层；所述微结构选自纳米线、纳米管、纳米颗粒、纳米沟槽、微米沟槽、纳米锥、微米锥、纳米球和微米球状结构。
25.根据权利要求1-24任一项所述的悬臂式脉冲发电机，其特征在于，所述第一摩擦层和第四摩擦层选自聚二甲基硅氧烷，所述第二摩擦层和第三摩擦层选自铍铜合金。
26.根据权利要求1-25任一项所述的悬臂式脉冲发电机，其特征在于，所述外力为周期性外力，所述周期性外力的频率接近所述发电机的共振频率。
27.根据权利要求1-26任一项所述的悬臂式脉冲发电机，其特征在于，所述发电机连接负载的 电阻值在兆欧量级。
【文档编号】H02N1/04GK103780130SQ201310222360
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年6月5日 优先权日:2013年6月5日
【发明者】杨维清, 陈俊, 王中林 申请人:国家纳米科学中心