驻极体直线静电发电机制造技术

本发明专利技术公开了一种驻极体直线静电发电机，所述驻极体直线静电发电机包括：框架；两个定子，上下平行地布置且均固定到所述框架，并在所述两个定子中的至少一个定子的面对所述动子的表面上布置有多个驻极体栅条；动子，以可移动的方式布置在所述两个定子之间，并在所述动子的面对所述布置有驻极体栅条的定子的表面上布置有多个电极条；所述动子在动子移动方向上的宽度与动子可移动行程之和大约等于所述定子在所述动子移动方向上的长度，当所述动子的所述宽度大约等于所述动子可移动行程时输出功率最大。本发明专利技术所提供的发电机在发电机尺寸、行程一定的情况下，通过把发电机电极布置于尺寸小的动子上，减小了发电机电容，从而提高了输出功率。

Electret linear electrostatic generator

The invention discloses an electret linear electrostatic generator, which comprises a frame, two stators arranged parallel up and down and fixed to the frame, and a plurality of electret grids are arranged on the surface of at least one stator of the two stators facing the mover; and the movers are arranged in a movable manner on the two stators. Between them, a plurality of electrodes are arranged on the surface of the stator with electret bars arranged on the face of the mover; the sum of the width of the mover in the moving direction of the mover and the movable travel of the mover is approximately equal to the length of the stator in the moving direction of the mover, and the maximum output power is obtained when the width of the mover is approximately equal to the movable travel of the mover. The generator provided by the invention reduces the capacitance of the generator by arranging the generator electrodes on the small-sized actuator when the generator size and stroke are fixed, thereby improving the output power.

【技术实现步骤摘要】
驻极体直线静电发电机
本专利技术涉及静电发电机领域，更具体地说，涉及一种驻极体直线静电发电机。
技术介绍
目前随着如智能手环、智能手表、智能眼镜、智能服装等一系列可穿戴设备的发展和普及，为人类生活提供的便利越来越多。这些可穿戴设备大部分由各种类型的化学电池进行供能，这意味着需要频繁的进行电池的更换，另外电池丢弃也往往会对环境造成难以逆转的污染，因此环境能量采集受到了越来越多的重视。相对而言，人体运动能是一种常见的环境能源，采集人体运动能进行可穿戴设备的供能是一种较为有效的应用方式。驻极体直线静电发电机能够采集人体运动能进行发电，但是现有的驻极体直线静电发电机的电容较大而发电功率较小，难以满足发电要求。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例提供了一种驻极体直线静电发电机，所述驻极体直线静电发电机包括：框架；两个定子，上下平行地布置且均固定到所述框架，并在所述两个定子中的至少一个定子的面对所述动子的表面上布置有多个驻极体栅条；动子，以可移动的方式布置在所述两个定子之间，并在所述动子的面对所述至少一个定子的表面上布置有多个电极条；其中，所述动子在动子移动方向上的宽度与动子可移动行程之和大约等于所述定子在所述动子移动方向上的长度。可选地，所述动子的所述宽度大约等于所述动子可移动行程。可选地，每个定子均包括被均匀地布置在面对所述动子的表面上的多个驻极体栅条，所述动子包括被均匀地布置在上下两个表面上的多个电极条。可选地，所述动子包括动子基板，所述电极条沿着所述动子移动方向布置在所述动子基板上。可选地，在所述动子移动方向上，所述动子上的所述电极条的宽度与相邻两个电极条之间的间隙之和等于所述定子上的所述驻极体栅条与相邻两个驻极体栅条之间的间隙之和的一半。可选地，所述定子(110)的驻极体占空比为0.4-0.5，所述动子(130)的电极占空比为0.7-0.85。可选地，根据所述驻极体直线静电发电机的相数，所述多个电极条被分成多组，每组电极条均通过水平引线相连，且所述水平引线距离所述电极条至少预定距离。可选地，所述动子基板为绝缘体，在所述多个电极条上均覆盖有绝缘层。可选地，所述定子包括彼此平行地固定在一起的外基板和内基板，其中，所述驻极体直线静电发电机还包括沿着所述动子移动方向布置在所述外基板和所述内基板之间的多个滚珠，所述滚珠的至少一部分穿过所述内基板而接触到所述动子基板。可选地，所述多个滚珠在与所述动子移动方向垂直的方向上均处于所述动子基板的电极条布置范围的外侧。可选地，在所述定子的外基板上开设有V型槽，并在所述定子的内基板上开设有大端朝向所述V型槽的梯形孔，所述滚珠被容纳在所述V型槽和所述梯形孔内。可选地，所述框架和所述两个定子通过螺栓彼此固定。本专利技术所提供的驻极体直线静电发电机中，通过设定动子可移动行程与定子和动子的宽度的关系，与现有的发电机相比，在保证有效可转移电荷量相同的情况下，将动子电极的覆盖面积缩小一半，从而将电极引入电容值减半，并使得理论输出功率增大近一倍，显著提高了发电效率。另外，通过将动力电极条上的水平引线设置得比现有技术中的发电机更远，且水平引线采用更细的铜引线，进一步减小了电容。附图说明以下附图仅对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。图1为根据本专利技术的实施例的驻极体直线静电发电机的分解示意图；图2是根据本专利技术的实施例的动子宽度和动子可移动行程间的关系的示意图；图3是根据本专利技术的实施例的动子的水平引线连接示意图；图4是根据本专利技术的实施例的滚珠安装状态示意图；图5是根据本专利技术的实施例的驻极体直线静电发电机的剖视图；图6是根据本专利技术的另一实施例的驻极体直线静电发电机的剖视图。附图标号说明：100：驻极体直线静电发电机，110：定子，111：外基板，112：内基板，113：驻极体栅条，114-115：安装孔，116：梯形孔，117：V型槽，120：框架，121：安装孔，130：动子，131：动子基板，132：电极条，133-134：水平引线，140：动子，151：螺栓，152：螺母。具体实施方式为了对专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本专利技术相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。根据本专利技术的实施例，参照图1和图2，提供了一种驻极体直线静电发电机(下面可简称发电机)100，该发电机100可安装在人体可穿戴的各种物品上，并可利用人体运动能进行发电。发电机100可包括大体上构成外部支撑架的框架120、上下平行地布置的两个定子110以及布置在两个定子110之间的动子130。框架120可大致为长方形框架，两个定子110可分别固定在框架120的上方和下方，进而可大体上形成发电机100的上下两部分。动子130在两个定子110之间以可移动的方式布置，也就是说，动子130能够相对于定子110沿一定方向来回移动。具体地说，定子110可包括相互平行地布置且彼此固定的外基板111和内基板112。外基板111处于内基板112的外侧，且外基板111和内基板112可通过任何合适的方式固定，例如可采用粘接方式。在两个定子110的面对动子130的表面上，即，在内基板112的内侧表面上，都可布置有多个驻极体栅条113，这些驻极体栅条113可沿着定子110的长度方向(如图1中从左至右的方向)以均匀分隔开的方式一字排开。驻极体栅条113可通过双面胶粘接到内基板112上。动子130可包括动子基板131，在动子基板131的面对定子110的上下两个表面上均布置有多个电极条132，这些电极条132沿着定子110的长度方向以均匀分隔开的方式一字排开。类似地，电极条132也可通过双面胶粘接在动子基板131上。在动子130相对于定子110移动时，电极条132可作为工作电极感应出电荷从而进行发电。在动子130的动子基板131及其上的电极条132上均覆盖有绝缘层，以避免电荷散失。同时，对于定子110而言，可以是无基底电极式定子。优选地，框架120可以是聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)框架，定子110上的驻极体栅条113可以是粘贴在内基板112上的图案化驻极体栅条，而外基板111和内基板112可以是PMMA基板，而动子130上的动子基板131可由印刷电路板(PCB)制成。根据本专利技术的实施例所提供的发电机100可以是图5中所示的单面电极发电机结构，也可以是图6中所示的双面电机发电机结构。其中，在图5所示的实施例中，仅在其中一个定子110的内基板112的面对动子130的内侧表面上布置有驻极体栅条113，并且仅在动子130的面对该定子110的表面上布置有电极条132。在图6所示的实施例中，在两个定子110的内基板112的面对动子130的内侧表面上都布置有驻极体栅条113，并且在动子130的面对两个定子110的上下两个表面上都布置有电极条132。在发电机100进行发电时，动子130可以沿着发电机100的长度方向(或者可称为动子移动方向)在一定范围内来回往复移动。在本专利技术的实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种驻极体直线静电发电机(100)，其特征在于，所述驻极体直线静电发电机(100)包括：框架(120)；两个定子(110)，上下平行地布置且均固定到所述框架(120)，并在所述两个定子(100)中的至少一个定子的面对所述动子(130)的表面上布置有多个驻极体栅条(113)；动子(130)，以可移动的方式布置在所述两个定子(110)之间，并在所述动子(130)的面对所述至少一个定子的表面上布置有多个电极条(132)；其中，所述动子(130)在动子移动方向上的宽度与动子可移动行程之和大约等于所述定子(110)在所述动子移动方向上的长度。

【技术特征摘要】
1.一种驻极体直线静电发电机(100)，其特征在于，所述驻极体直线静电发电机(100)包括：框架(120)；两个定子(110)，上下平行地布置且均固定到所述框架(120)，并在所述两个定子(100)中的至少一个定子的面对所述动子(130)的表面上布置有多个驻极体栅条(113)；动子(130)，以可移动的方式布置在所述两个定子(110)之间，并在所述动子(130)的面对所述至少一个定子的表面上布置有多个电极条(132)；其中，所述动子(130)在动子移动方向上的宽度与动子可移动行程之和大约等于所述定子(110)在所述动子移动方向上的长度。2.根据权利要求1所述的驻极体直线静电发电机，其特征在于，所述动子(130)的所述宽度大约等于所述动子可移动行程。3.根据权利要求1所述的驻极体直线静电发电机，其特征在于，所述动子(130)包括动子基板(131)，所述电极条(132)沿着所述动子移动方向布置在所述动子基板(131)上。4.根据权利要求1所述的驻极体直线静电发电机，其特征在于，在所述动子移动方向上，所述动子(130)上的所述电极条(132)与相邻两个电极条(132)之间的间隙之和等于所述定子(110)上的所述驻极体栅条(113)与相邻两个驻极体栅条(113)之间的间隙之和的一半。5.根据权利要求1所述的驻极体直线静电发电机，其特征在于，所述定子(110)的驻极体占空比为0.4-0.5，所述动子(130)的电极占空比为0.7-0.85。6.根据权利要求1所述的驻极体...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶雄英，王诗文，毕明朝，曹泽元，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11