基于摩擦起电的能量收集器制造技术

本发明专利技术属于能量收集利用技术领域，尤其涉及一种基于摩擦起电的能量收集器，主要用于收集摩擦起电产生的电场能量。该收集器包括：摩擦层、金属片(或其他可感应电荷的材料)、导线、发光二极管和封装外壳(可根据实际应用去除)；其中金属片贴附于摩擦层上，金属片通过导线与发光二极管连接，封装外壳将其封装为一个整体。当摩擦层受到摩擦时由于摩擦起电会在摩擦层产生电荷，周围产生静电场，由于静电感应在金属片上产生感应电荷，不同金属片之间由于电荷量的差异会产生电势差，对发光二级管进行供电，完成对电场能量的收集利用，实现机械能到电能的转换收集过程。本发明专利技术开创性的利用了摩擦起电的电场能量，体积小，成本低，易制作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能量收集利用
，具体地，涉及一种基于摩擦起电的能量收集器。
技术介绍
能量收集器被视为解决微型器件自驱动问题的最佳方案，其自身能收集利用周围环境的各种能量，如机械能、场能、动能等，并将其转换为电能，对其进行存储。随着技术的不断发展，电子器件的工作单元所需要的能量越来越小，为各种能量收集器的制作提供了可能。摩擦电和静电现象是一种非常普遍的现象，存在于我们日常生活中各个层面，但由于它很难被收集和利用，往往被人们所忽略。作为周围环境中存在的能量转换，摩擦起电是一种较为常见的起电方式，由于其实现简单，成为各种微型器件能量的主要来源。但是，基于现有摩擦起电方式设计的能量收集器均存在结构复杂、对环境要求苛刻等缺陷，不利于实际应用。
技术实现思路
为解决现有技术中的上述问题，本专利技术的目的是提供一种设计巧妙的能量收集器，用于解决从环境中收集摩擦电和静电能量的问题，尤其适用于中小学试验课程中的教具，用于演示摩擦起电的过程。为了实现上述目的，本专利技术提供一种基于摩擦起电的能量收集器，其特征在于，包括：摩擦部件，用于摩擦后产生电荷；可感应电荷的材料，用于感应电荷并产生电势差；以及发光装置，用于在接收可感应电荷的材料产生的电势差后发光；所述摩擦部件位于可感应电荷的材料下方，可感应电荷的材料排列在摩擦部件的表面；所述发光装置与可感应电荷的材料相连接。所述摩擦部件由绝缘材料制成且易摩擦产生电荷，材料选自亚克力、聚四氟乙烯、聚丙烯或其他易于摩擦起电的高分子材料。所述摩擦部件是摩擦层、双电极摩擦发电机或其他形式摩擦起电部件。所述能量收集器还包括封装外壳，所述封装外壳将收集器封装为一个整体，所述封装外壳的材料选自金属铝、树脂或塑料。其中，根据实际应用可去除封装外壳，收集器可收集任何摩擦起电生成的电场能量。所述可感应电荷的材料选自金属片、导电高分子或其他可进行电荷传导的材料。所述可感应电荷的材料的排列方式为阵列式排列，材料紧密排列在摩擦部件的表面。所述发光装置选自发光二极管、普通低功率灯泡或其他电致发光器件。本专利技术还提供了一种教具，包括上述任一所述的能量收集器，用以演示摩擦起电的过程。所述收集器的工作方式如下：摩擦层经过机械摩擦在表面产生相应的电荷，从而在周围产生静电场，由于静电感应在金属片上会产生感应电荷，不同的金属片上感应的电荷量不同会具有不同的电势，可在接入发光二极管的两端产生电势差，从而对发光二极管进行供电，完成电场能量的收集利用，实现了机械能到电能的转换收集过程。本专利技术与已有技术相比的优点：巧妙的利用了摩擦起电所产生的能量，物体之间的摩擦是一种及其普遍的现象，但摩擦生成的大部分能量都被周围环境所消耗。本专利技术通过合理的设计，对摩擦起电所产生的能量进行收集利用，结构简单灵活，为微型化器件的供电提供了选择，并可用作摩擦起电演示器。附图说明附图1为基于摩擦起电的能量收集器结构示意图。具体实施方式下面结合实施例和附图1对本专利技术作进一步的说明。本专利技术提出一种基于摩擦起电的能量收集器，如附图1所示，主要由摩擦层、金属片、导线、发光二极管和封装外壳组成。摩擦层绝缘且易摩擦起电。摩擦层水平放置于金属片下方，金属片紧密排列在摩擦层的表面。发光二极管与金属片相连接。封装外壳将收集器封装为一个整体，可收集任何摩擦起电生成的电场能量。本能量收集器的工作方式如下：摩擦层经过机械摩擦在表面产生相应的电荷，从而在周围产生静电场，由于静电感应在金属片上会产生感应电荷，不同的金属片上感应的电荷量不同会具有不同的电势，可在接入发光二极管的两端产生电势差，从而对发光二极管进行供电，完成电场能量的收集利用，实现了机械能到电能的转换收集过程。以上所述，仅为本专利技术较为简洁的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能量收集器，其特征在于，包括：摩擦部件，用于摩擦后产生电荷；可感应电荷的材料，用于感应电荷并产生电势差；以及发光装置，用于在接收可感应电荷的材料产生的电势差后发光；所述摩擦部件位于可感应电荷的材料下方，可感应电荷的材料排列在摩擦部件的表面；所述发光装置与可感应电荷的材料相连接。

【技术特征摘要】
1.一种能量收集器，其特征在于，包括：摩擦部件，用于摩擦后产生电荷；可感应电荷的材料，用于感应电荷并产生电势差；以及发光装置，用于在接收可感应电荷的材料产生的电势差后发光；所述摩擦部件位于可感应电荷的材料下方，可感应电荷的材料排列在摩擦部件的表面；所述发光装置与可感应电荷的材料相连接。2.根据权利要求1所述的收集器，其特征在于，所述摩擦部件由绝缘材料制成且易摩擦产生电荷。3.根据权利要求1所述的收集器，其特征在于，所述摩擦部件是摩擦层、双电极摩擦发电机或其他形式摩擦起电部件。4.根据权利要求1所述的收集器，其特征在于，所述摩擦部件的材料选自亚克力、聚四氟乙烯、聚丙烯或其他易于摩擦起电的高分子材料。5.根据权利要求1所述的收集器，其特征在于，所述能量收集器还包括封装外壳。6.根据权利要求5所述的收集器，其特征在于，所述封装外壳将收集器封装为一个整体，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王珏，
申请(专利权)人：王珏，
类型：发明
国别省市：北京;11