一种基于摩擦发电的风铃状小型能量收集器

本发明涉及摩擦纳米发电，特别是涉及一种基于摩擦发电的风铃状小型能量收集器。

背景技术：

1、为响应国家战略，开发并利用好可再生能源成为了亟待解决的问题。风能主要由空气流动产生，其总储量非常巨大，作为可再生的清洁能源，分布较广泛。随着物联网技术的普及，生活中的各种小物件都或多或少的与电能产生了关系，研究如何可持续性环保地为小型设备供电具有重要的意义。

2、目前的发电方式主要有电磁式与压电式，摩擦式作为一种新兴的发电方式具有环境友好、可持续性、成本低等特点，将风能与摩擦式发电结合运用，可实现小型设备的持续性供电问题，但目前并没有完善的摩擦发电设备。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于摩擦发电的风铃状小型能量收集器，以解决上述现有技术存在的问题，利用接触起电和静电感应的耦合作用收集空气流动的能量，以此实现小规模、持续性地为小型设备供电。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种基于摩擦发电的风铃状小型能量收集器，包括

3、滑动发电装置，所述滑动发电装置包括托盘、滑块和端盖，au薄膜黏贴在所述托盘的中心凹槽内，kapton圆形薄膜黏贴在所述au薄膜上方，所述滑块放置于所述托盘内，且所述滑块可与托盘产生相对位移，所述滑块的下方黏贴有al薄膜，所述al薄膜与kapton圆形薄膜相接触，所述托盘的顶部安装有所述端盖；以及

4、碰撞发电装置，阵列安装在所述托盘底部的所述碰撞发电装置包括结构相同的上层碰撞发电装置和下层碰撞发电装置，所述上层碰撞发电装置包括固定杆、碗状外壳、滑动杆和弹性环，第二电极层阵列黏贴于所述固定杆的下端外侧面，pmma薄膜阵列黏贴于所述第二电极层上；所述固定杆的轴颈从所述碗状外壳的顶部穿出，所述碗状外壳的周向开设有与各所述第二电极层位置一一对应的通孔，磁铁二环形阵列黏贴于所述碗状外壳的通孔外侧；所述碗状外壳的外周与各通孔对应的位置均设置有所述滑动杆，第一电极层黏贴于所述滑动杆的圆柱轴末端，kapton薄膜黏贴于所述第一电极层上，所述滑动杆的外端与弹性环黏贴，磁铁一安装在所述滑动杆的外端；上层碰撞发电装置的连接绳一端系在所述固定杆的上端孔内，另一端系于所述托盘底部的凹形孔，下层碰撞发电装置的连接绳一端系在固定杆的上端孔内，另一端系在上层碰撞发电装置中固定杆下端的凹形孔。

5、在其中一个实施例中，所述固定杆的下端为八棱柱状，所述第二电极层阵列黏贴于所述固定柱的下端八棱柱的侧面上。

6、在其中一个实施例中，所述磁铁一和磁铁二相对的方向磁性相同。

7、本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

8、本发明中的基于摩擦发电的风铃状小型能量收集器，包括滑动发电装置和碰撞发电装置，空气流动带动整个能量收集器摆动，托盘内部的滑块与托盘产生相对滑动，托盘底部的碰撞发电装置相互无规则碰撞，滑块由于摆动会间断性地滑离滑回原有位置，滑块上的al薄膜与托盘上的kapton圆形薄膜摩擦，产生电荷，al薄膜滑离kapton圆形薄膜时，形成正向电流；滑回kapton圆形薄膜时，形成反向电流；碰撞发电装置处，碰撞力、磁极相斥力以及弹性恢复力的共同作用，使位于滑动杆上的kapton薄膜与位于固定杆上的pmma薄膜产生周期性的接触分离，当kapton薄膜与pmma薄膜分离时，两层之间距离逐渐增大，两个电极之间形成电势差，电势差驱动电子从第一电极层流向第二电极层，产生正向电流，当kapton薄膜与pmma薄膜之间的距离开始减小，使得第一电极层比第二电极层电势高，这样导致电子从第二电极层又流回第一电极层，产生负向的电流。本能量收集器采用双层双排环形阵列地方式安装碰撞发电装置，以实现在风速较小的情况下，产生更多的碰撞，转换更多的电能。

技术特征：

1.一种基于摩擦发电的风铃状小型能量收集器，其特征在于：包括

2.根据权利要求1所述的基于摩擦发电的风铃状小型能量收集器，其特征在于：所述固定杆的下端为八棱柱状，所述第二电极层阵列黏贴于所述固定柱的下端八棱柱的侧面上。

3.根据权利要求1所述的基于摩擦发电的风铃状小型能量收集器，其特征在于：所述磁铁一和磁铁二相对的方向磁性相同。

技术总结
本发明公开一种基于摩擦发电的风铃状小型能量收集器，包括滑动发电装置和碰撞发电装置，空气流动带动整个能量收集器摆动，托盘内部的滑块与托盘产生相对滑动，托盘底部的碰撞发电装置相互无规则碰撞，滑块由于摆动会间断性地滑离滑回原有位置，产生电荷；碰撞发电装置处，碰撞力、磁极相斥力以及弹性恢复力的共同作用，产生电荷。本能量收集器采用双层双排环形阵列地方式安装碰撞发电装置，以实现在风速较小的情况下，产生更多的碰撞，转换更多的电能。

技术研发人员：李忠杰,袁玉坤,彭艳
受保护的技术使用者：上海大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13