主分类号:
H02N1/04(2006.01)HH02H02NH02N1
分类号:
H02N1/04(2006.01), F03D9/25(2016.01), H02N1/04, F03D9/25
主权项:
1.一种基于3D打印的活塞连杆式摩擦纳米发电机,其特征在于包括通过曲柄摇杆机构连接传动的风力扇叶机构和摩擦发电机构,摩擦发电机构中上端盖和下端盖通过螺栓螺杆连接件压紧固定于壳体的两端,壳体内壁上沿圆周方向均布有多个固定滑轨,弹性折波板基底一端安装于固定滑轨上,弹性折波板基底另一端与压紧铰座相互抵触配合,压紧铰座上通过转轴铰接有上活动杆和下活动杆,上活动杆的另一端铰接固定于活动块上,下活动杆的另一端铰接固定于固定块上,该固定块固定于支撑杆的下部,支撑杆的底端固定于下端盖内壁上,活动块滑动套设于支撑杆的上部,活动块的上部通过销轴与贯穿上端盖的连杆一端铰接,连杆另一端固定于曲柄的一端,曲柄另一端与风扇输出轴连接传动,该风扇通过固定座安装于上端盖上,弹性折波板基底与压紧铰座配合使得弹性折波板基底进行挤压,弹性折波板基底的两侧分别设有摩擦电荷相反的第一摩擦单元和第二摩擦单元,第一摩擦单元包括粘附于弹性折波板基底上的背电极和粘附于背电极上方的第一摩擦层,第二摩擦单元包括粘附于弹性折波板基底上的背电极和粘附于背电极上的第二摩擦层,在风力扇叶作用下收集周围环境中风能或可以转化为圆周运动的机械能,再由为摩擦纳米发电机提供挤压动力源的曲柄摇杆机构带动压紧铰座挤压弹性折波板基底运动,将圆周运动转化为规律性的弹性折波波基底接触分离运动,实现第一摩擦单元与第二摩擦单元同步接触分离,第一摩擦单元与第二摩擦单元接触摩擦起电,第一摩擦单元与第二摩擦单元的接触面分别带符号相反的表面电荷,当两个接触面由弹力作用而分离时,两个电极之间会形成感应电势差,通过负载连接两个电极,电子会通过负载从一个电极流向另一个电极,致使相互接触分离的第一摩擦单元与第二摩擦单元间电势周期性变化,驱动电子流向外电路产生交流电。 2.根据权利要求1所述的基于3D打印的活塞连杆式摩擦纳米发电机,其特征在于:所述第一摩擦层的材质为铝、铜或任意比例的铜铝合金,第一摩擦层的厚度为50μm-1mm,第二摩擦层的材质为聚四氟乙烯或尼龙,第二摩擦层的厚度为50μm-1mm。 3.根据权利要求1所述的基于3D打印的活塞连杆式摩擦纳米发电机,其特征在于:所述第二摩擦层进行高压极化处理以提高第二摩擦层表面的电荷密度。 4.根据权利要求1所述的基于3D打印的活塞连杆式摩擦纳米发电机,其特征在于:所述第一摩擦单元和第二摩擦单元中的背电极均选用导电性良好的金、银、铂、铁、铜或铝中的一种或至少两种材料的合金,当第一摩擦单元中的背电极选用以上金属或合金时,该背电极同时作为第一摩擦层。