一种荧光棒式摩擦纳米发电机

本发明属于摩擦发电领域，具体地说涉及一种荧光棒式摩擦纳米发电机。

背景技术：

1、荧光棒，是一种常见的手持照明装置，它的应用十分广泛，在日常生活中去看演唱会、运动会、狂欢节等各种大型活动。为统一应援和统一行动，我们常常会手持荧光棒。荧光棒根据材质不同可分为两类，电子荧光棒和化学荧光棒。人们在活动场地应援时，常常都需要挥动手臂带动荧光棒晃动以此来做出响应烘托气氛。荧光棒在晃动过程中会产生机械能，目前这部分能量大部分都被浪费掉了，造成一定程度上的能源损失，这在面临能源危机的社会背景下显然是十分不合适的。因此，如何收集荧光棒晃动产生的机械能并加以利用是一个亟待解决的问题。

2、在现有技术中，有三种转换方法收集环境中的能量，即电磁、压电和摩擦电机制。其中，摩擦纳米发电机是利用摩擦电效应和静电感应相结合原理收集环境机械能产生的电能的器件，摩擦纳米发电机作为一种新型能源转化装置不但具有高电压输出的优势，还具有环保、可持续、制造成本低等优点。它可以用来收集不同形式的机械能，包括人体运动、振动、风能、波浪能等。申请公开号：cn108233760a，公开了一种摩擦纳米发电机及其应用，能够有效将外力转化为摩擦电能，并能够通过设置的第一导电层和第二导电层将转化的电能有效导出。

3、上述摩擦纳米发电机制备成本低，而且摩擦电能转化率高，能够有效在穿戴领域中广泛应用。但是上述摩擦纳米发电机应用在穿戴领域，是将摩擦外力转化为电能，并不能应用到收集荧光棒晃动产生的机械能。对于如何收集晃动形式的机械能还有待解决。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述不足之处提供一种荧光棒式摩擦纳米发电机，拟解决如何实现收集晃动形式的机械能，并将收集到的机械能转化为电能。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

2、一种荧光棒式摩擦纳米发电机，其特征在于：包括外壳和至少一组发电结构；所述外壳形成一个容纳腔；所述容纳腔内设有发电结构；所述发电结构包括第一电极层、第二电极层、摩擦层和球形摩擦体；所述容纳腔内壁上设有第一电极层和第二电极层；所述第一电极层和第二电极层上设有摩擦层；所述球形摩擦体用于晃动时与摩擦层产生摩擦力。

3、进一步的，所述外壳包括球状壳体和筒状壳体；所述筒状壳体顶部设有球状壳体；所述筒状壳体底部设有开口；所述开口上设有可拆卸的端盖。

4、进一步的，所述球状壳体内壁上设有至少一个圆环形凹槽；所述圆环形凹槽一侧上贴附设有第一电极层，另一侧上对应设有第二电极层；所述圆环形凹槽内设有球形摩擦体；所述球形摩擦体可沿凹槽做360°圆周运动。

5、进一步的，所述外壳和端盖均采用绝缘材质。

6、进一步的，所述第一电极层和第二电极层通过导线串联，且外接有负载。

7、进一步的，所述球形摩擦体材料采用尼龙；所述摩擦层材料采用聚酰亚胺。

8、进一步的，所述球形摩擦体和摩擦层的表面均设有纳米结构或微结构。

9、一种荧光棒，包括发光组件，还包括上述的一种荧光棒式摩擦纳米发电机。

10、本发明的有益效果是：

11、本发明公开了一种荧光棒式摩擦纳米发电机，属于摩擦发电领域，包括外壳和至少一组发电结构；所述外壳形成一个容纳腔；所述容纳腔内设有发电结构；所述发电结构包括第一电极层、第二电极层、摩擦层和球形摩擦体；所述容纳腔内壁上设有第一电极层和第二电极层；所述第一电极层和第二电极层上设有摩擦层；所述球形摩擦体用于晃动时与摩擦层产生摩擦力。本发明的一种荧光棒式摩擦纳米发电机，将摩擦纳米发电机与荧光棒结合在一起的发电装置，实现了收集晃动形式的机械能，并将收集到的机械能转化为电能，不但利用了摩擦纳米发电机高电压输出的优势，有效提高能量转换效率，而且结构简单，便于安装和拆卸。

技术特征：

1.一种荧光棒式摩擦纳米发电机，其特征在于：包括外壳(1)和至少一组发电结构；所述外壳(1)形成一个容纳腔；所述容纳腔内设有发电结构；所述发电结构包括第一电极层(7)、第二电极层(8)、摩擦层(6)和球形摩擦体(5)；所述容纳腔内壁上设有第一电极层(7)和第二电极层(8)；所述第一电极层(7)和第二电极层(8)上设有摩擦层(6)；所述球形摩擦体(5)用于晃动时与摩擦层(6)产生摩擦力。

2.根据权利要求1所述的一种荧光棒式摩擦纳米发电机，其特征在于：所述外壳(1)包括球状壳体(11)和筒状壳体(12)；所述筒状壳体(12)顶部设有球状壳体(11)；所述筒状壳体(12)底部设有开口(2)；所述开口(2)上设有可拆卸的端盖(3)。

3.根据权利要求2所述的一种荧光棒式摩擦纳米发电机，其特征在于：所述球状壳体(11)内壁上设有至少一个圆环形凹槽(4)；所述圆环形凹槽(4)一侧上贴附设有第一电极层(7)，另一侧上对应设有第二电极层(8)；所述圆环形凹槽(4)内设有球形摩擦体(5)；所述球形摩擦体(5)可沿凹槽做360°圆周运动。

4.根据权利要求1～3任一所述的一种荧光棒式摩擦纳米发电机，其特征在于：所述外壳(1)和端盖(3)均采用绝缘材质。

5.根据权利要求1所述的一种荧光棒式摩擦纳米发电机，其特征在于：所述第一电极层(7)和第二电极层(8)通过导线串联，且外接有负载。

6.根据权利要求1所述的一种荧光棒式摩擦纳米发电机，其特征在于：所述球形摩擦体(5)材料采用尼龙；所述摩擦层(6)材料采用聚酰亚胺。

7.根据权利要求6所述的一种荧光棒式摩擦纳米发电机，其特征在于：所述球形摩擦体(5)和摩擦层(6)的表面均设有纳米结构或微结构。

8.一种荧光棒，包括发光组件，其特征在于：还包括如权利要求1至8任意一项所述的一种荧光棒式摩擦纳米发电机。

技术总结
本发明公开了一种荧光棒式摩擦纳米发电机，属于摩擦发电领域，包括外壳和至少一组发电结构；所述外壳形成一个容纳腔；所述容纳腔内设有发电结构；所述发电结构包括第一电极层、第二电极层、摩擦层和球形摩擦体；所述容纳腔内壁上设有第一电极层和第二电极层；所述第一电极层和第二电极层上设有摩擦层；所述球形摩擦体用于晃动时与摩擦层产生摩擦力。本发明的一种荧光棒式摩擦纳米发电机，将摩擦纳米发电机与荧光棒结合在一起的发电装置，实现了收集晃动形式的机械能，并将收集到的机械能转化为电能，不但利用了摩擦纳米发电机高电压输出的优势，有效提高能量转换效率，而且结构简单，便于安装和拆卸。

技术研发人员：李忠杰,闫雪娇,彭艳,宫荧
受保护的技术使用者：上海大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7