一种带磁制伸缩薄膜组件发电球制造技术

本发明专利技术涉及智能球技术领域，具体涉及一种带磁制伸缩薄膜组件发电球，包括球体，球体内中部区域设有两层绝缘基板，两层绝缘基板中间设有一线圈骨架，两端各设有一永磁体，内腔设有一磁致伸缩薄膜，线圈骨架外部绕设有感应线圈，层绝缘基板的表面设有电路组件，感应线圈通过导线与电路组件电性连接，两层绝缘基板的两外侧面分别设有一对电极薄膜层，每对电极薄膜层的相对侧面均设有摩擦增益层，每对电极薄膜层的背离面均设有电极层，电极层通过导线与电路组件电性连接。本发明专利技术通过设计磁致伸缩薄膜电磁感应发电及摩擦发电薄膜结构，能够充分捕获球体在外力作用下的形变带来的势能并转换为电源。

Magnetic telescopic film assembly power generation ball

The present invention relates to the technical field of smart ball, in particular to a magnetostrictive thin film assembly power ball, comprising a ball ball in the central region with two layers of insulating substrate, two layers of the insulating substrate is provided with a coil frame, both ends are respectively provided with a permanent magnet, a magnet arranged in the inner cavity of the magnetostrictive film, external wound with a coil skeleton the induction coil, an insulating substrate layer is arranged on the surface of circuit components, the induction coil through the wire and the circuit element is electrically connected to the outer side of the two, two layers of the insulating substrate are respectively provided with a pair of electrode film layer, each pair of electrode film layer on side is provided with a friction surface of each layer gain, deviate from the electrode film layer are provided the electrode layer and the electrode layer through the wire and the circuit component is electrically connected. By the design of the magnetostrictive thin film electromagnetic induction power generation and the friction power generation thin film structure, the invention can fully capture the potential energy brought by the deformation of the sphere under the action of the external force and is converted into a power supply.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能球
，具体涉及一种带磁制伸缩薄膜组件发电球。
技术介绍
球体，例如足球、篮球、橄榄球等，其作为运动载体的同时被不断地通过拍打、撞击等方式实现运动辅助功能。然而，现有的球体其功能定位仅限于运动辅助，而球体本身由于被外部势能的作用而产生的形变和震动的本身能量，却没有被很好的利用。现有技术中有通过在球体内部设置感应线圈和永磁体，通过永磁体在运动过程中的运动切割感应线圈，来实现电磁感应发电。而这种方式往往需要在球体内部设置较大体积的永磁体，从而会导致整个球体的重量，而大块永磁体的设置，对整个球体配重的要求也较高。
技术实现思路
为此，需要提供一种带磁制伸缩薄膜组件发电球，通过设置电极薄膜层，通过电极薄膜层在球体运动过程中发生的形变转化成电能进行存储，采用这种方式来获得球内发电，同时在球体部署较小体积的永磁体，并配合设置磁致伸缩薄膜和感应线圈，从而在球体运动过中将磁致伸缩薄膜的尺寸形变导致的磁状态变化，引起感应线圈的电磁感应并产生电压进行存储。本专利技术虽然设有感应线圈和永磁体，但是本专利技术通过电磁薄膜层和磁致伸缩薄膜层的设计，从而采用双重方式进行球体形变和运动势能的捕捉，感应线圈和永磁体体积可以大大缩小，并不过多增加球体的重量，实现对球体运动过程中对于球体形变及运动势能的高效捕捉，并最大程度地转换为电能进行存储。为实现上述目的，专利技术人提供了一种带磁制伸缩薄膜组件发电球，包括球体，所述球体内中部区域设有两层绝缘基板，两层绝缘基板中间设有一线圈骨架，所述线圈骨架两端各设有一永磁体，线圈骨架内腔设有一磁致伸缩薄膜，所述磁致伸缩薄膜一端与线圈骨架一端及该端设置的永磁体固定连接，所述磁致伸缩薄膜另一端为自由端，所述线圈骨架外部绕设有感应线圈，其中一层绝缘基板的表面设有电路组件，所述感应线圈通过导线与电路组件电性连接，两层绝缘基板的两外侧面分别设有一对电极薄膜层，每对电极薄膜层的相对侧面均设有摩擦增益层，每对电极薄膜层的背离面均设有电极层，所述电极层通过导线与电路组件电性连接。进一步的，每对电极薄膜层的摩擦增益层之间的垂直距离d满足以下条件：0≤d≤1cm。进一步的，每对电极薄膜层分别包括第一电极薄膜层和第二电极薄膜层，但所述第一电极薄膜层和第二电极薄膜层的材质不同，所述第一电极薄膜层选自聚四氟乙烯、聚酯纤维、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯材料经氧气以及四氟化碳混合气体所产生的等离子体进行表面改性后的材质中的一种，所述第二电极薄膜层选自聚四氟乙烯、聚酯纤维、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯材料经氧气以及四氟化碳混合气体所产生的等离子体进行表面改性后的材质中的一种。更进一步的，第一电极薄膜层选用聚酯纤维材质制作而成，所述第二电极薄膜层采用聚二甲基硅氧烷材质制作而成。进一步的，所述电极层采用金属导电材料通过真空溅射法或化学气相沉积工艺，在每对电极薄膜层的背离面制作出完整的金属电极。优选的，所述金属电极为圆形或非圆形金属电极。优选的，所述金属导电材料选自金、银、铜、铝、钛、钨、烙及其合金中的一种，金属电极厚度优选为100nm-4000nm。进一步的，所述摩擦增益层包括设置在每对电极薄膜层相对面的微凸颗粒状结构，以及覆盖在该微凸颗粒状结构上的纳米金属层结构。优选的，所述微凸颗粒状结构采用纳米级SiO2和纳米级Al2O3材料混合制作而成。区别于现有技术，上述技术方案具有的有益效果如下：通过在球体内设置两层绝缘基板，在两层绝缘基板中设计磁致伸缩薄膜和感应线圈，在两层绝缘基板两端设置永磁体，通过磁致伸缩薄膜在磁场作用下实现机械能和电磁能之间的双向转换，通过磁致伸缩薄膜受到球体运动过程发生的尺寸形变导致磁致伸缩逆效应，从而对球体的形变势能进行收集，将尺寸形变势能转换为磁能，从而大大增强在永磁体磁场作用下的感应线圈的电磁感应并增大电流电压的产生。再在两层绝缘基板两背离面分别设置一对电极薄膜层，每对电极薄膜层由两片发电薄膜构成，两片发电薄膜相对面设有摩擦增益层，两片发电薄膜背离面均设有电极层，电极层与电路组件电性连接，这些结构组合构成摩擦发电装置，借助一种分离技术，当摩擦发生时，每对电极薄膜层之间产生电荷分离并形成电势差，经由外部电路即可形成电流。在摩擦中，第一电极薄膜层产生电子，第二电极薄膜层则负责接收电子，从将产生的电流和电压通过导线输出到电路组件中，并通过整流滤波过程为摩擦发电智能球的电路组件的其他电子器件供电。2、每对电极薄膜层的两相对侧面均设有摩擦增益层，该摩擦增益层结构采用微凸颗粒状结构和纳米金属层结构，当每对电极薄膜层发生摩擦时，该微凸颗粒状结构能够在竖直方向上增加摩擦，而纳米金属层能够在水平方向上增加摩擦，从而从两个维度极大地增加了摩擦表面的摩擦力度，进一步提高输出电压电流。附图说明图1为本专利技术实施例的剖视图。图2为本专利技术实施例的两层绝缘基板及其内部结构剖视图（局部省略）。图3为本专利技术实施例的电路结构示意图。图4为本专利技术实施例的工作状态示意图（局部省略）。具体实施方式为详细说明技术方案的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。实施例：请参阅图1至图4，本实施例的一种带磁制伸缩薄膜组件发电球，包括球体1，所述球体1内中部区域设有设有两层绝缘基板21、22，两层绝缘基板21、22对称设置在球体1的对称中心轴两侧。两层绝缘基板21、22均为圆形基板，其边缘与球体固定连接。该两层绝缘基板21、22可以采用绝缘性能的氯化聚氯乙烯或亚克力材料制作而成，具有良好的抗震性能和绝缘性能。两层绝缘基板21、22中间设有一线圈骨架3，线圈骨架3横截面为矩形或圆形，沿球体中轴线设置，且其对称中心轴与两层绝缘基板21、22的对称中心轴线重叠。所述线圈骨架3两端部与两层绝缘基板21、22的两端部卡设或焊接固定，所述线圈骨架3两端各设有一永磁体4，本实施例中，该永磁体4夹设在两层绝缘基板21、22的两端，且永磁体4一端面与绝缘基板端部相抵设置，可以开设卡槽卡设等与绝缘基板实现固定。线圈骨架3内腔设有一磁致伸缩薄膜5，所述磁致伸缩薄膜5一端与线圈骨架3一端及该端设置的永磁体4固定连接，所述磁致伸缩薄膜5另一端为自由端，该自由端与该端的永磁体4之间的距离为1-10mm，所述线圈骨架3外部绕设有感应线圈6。所述层绝缘基板21的表面设有电路组件7，该电路组件7包括一电路基板71，电路基板71固定焊接在绝缘基板21上。且该电路组件7和电路基板71的上面还覆盖有一层绝缘薄膜。所述感应线圈6通过导线与电路组件7电性连接，两层绝缘基板21、22的两外侧面分别设有一对电极薄膜层81、82。具体参考图4所示，每对电极薄膜层81、82的相对侧面均设有摩擦增益层9，每对电极薄膜层的背离面均设有电极层10，所述电极层10通过导线与电路组件7电性连接。每对电极薄膜层81、82的摩擦增益层9之间的垂直距离d满足以下条件：0≤d≤1cm。所述电极层10作为电压和电流输出电极，并通过导线与电路组件电性连接，从而将电极薄膜层摩擦产生的电压和电流输出至电路组件进行存储。每对电极薄膜层之间距离设置符合以下条件：当球受碰撞或在滚动过程中使发电薄膜层产生形变并发生摩擦，当球体恢复形变后，该对发电薄膜层能够分离。每对电极薄膜层分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带磁制伸缩薄膜组件发电球，其特征在于：包括球体，所述球体内中部区域设有两层绝缘基板，两层绝缘基板中间设有一线圈骨架，所述线圈骨架两端各设有一永磁体，线圈骨架内腔设有一磁致伸缩薄膜，所述磁致伸缩薄膜一端与线圈骨架一端及该端设置的永磁体固定连接，所述磁致伸缩薄膜另一端为自由端，所述线圈骨架外部绕设有感应线圈，其中一层绝缘基板的表面设有电路组件，所述感应线圈通过导线与电路组件电性连接，两层绝缘基板的两外侧面分别设有一对电极薄膜层，每对电极薄膜层的相对侧面均设有摩擦增益层，每对电极薄膜层的背离面均设有电极层，所述电极层通过导线与电路组件电性连接。

【技术特征摘要】
1.一种带磁制伸缩薄膜组件发电球，其特征在于：包括球体，所述球体内中部区域设有两层绝缘基板，两层绝缘基板中间设有一线圈骨架，所述线圈骨架两端各设有一永磁体，线圈骨架内腔设有一磁致伸缩薄膜，所述磁致伸缩薄膜一端与线圈骨架一端及该端设置的永磁体固定连接，所述磁致伸缩薄膜另一端为自由端，所述线圈骨架外部绕设有感应线圈，其中一层绝缘基板的表面设有电路组件，所述感应线圈通过导线与电路组件电性连接，两层绝缘基板的两外侧面分别设有一对电极薄膜层，每对电极薄膜层的相对侧面均设有摩擦增益层，每对电极薄膜层的背离面均设有电极层，所述电极层通过导线与电路组件电性连接。2.根据权利要求1所述的一种带磁制伸缩薄膜组件发电球，其特征在于：每对电极薄膜层的摩擦增益层之间的垂直距离d满足以下条件：0≤d≤1cm。3.根据权利要求1所述的一种带磁制伸缩薄膜组件发电球，其特征在于：每对电极薄膜层分别包括第一电极薄膜层和第二电极薄膜层，所述第一电极薄膜层和第二电极薄膜层的材质不同，所述第一电极薄膜层选自聚四氟乙烯、聚酯纤维、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯材料经氧气以及四氟化碳混合气体所产生的等离子体进行表面改性后的材质中的一种，所述第二电极薄膜层选自聚四氟乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭岱硕，罗向望，韩步勇，吴建成，张也雷，
申请(专利权)人：简极科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35