一种风力复合自驱动传感技术及应用制造技术

本发明专利技术涉及一种风力复合自驱动传感技术及应用，基于摩擦纳米发电和电磁发电原理，结合高效复合式风能收集装置，可充分收集自然环境中的风能和振动能量并将其转化为电能和传感电信号，实现了发电和传感的合二为一，具体包括：摩擦电自驱动传感装置、风力复合发电装置、中央接收处理模块(管理电路、无线发射装置、储能装置)等。其中，摩擦电自驱动传感装置主要用于自驱动传感，监测振动情况；风力复合发电装置为自驱动传感、中央接收处理模块提供所需的电能，并通过储能装置将余量电能储存起来；中央接收处理模块负责接收、处理、发射信号及储能。另外，本发明专利技术设计思路先进，灵敏度高，制备工艺简单，成本低廉，应用范围广，特别涉及自驱动传感、微纳能源转化等新能源领域。

【技术实现步骤摘要】
一种风力复合自驱动传感技术及应用
：一种风力复合自驱动传感技术及应用，尤其是一种基于摩擦纳米发电和电磁发电原理的复合发电装置及自驱动传感装置，可广泛用于无线监测等领域。
技术介绍
：随着工业4.0和物联网的全面铺开，具备监测、报警及定位等智能化的移动终端逐步递增，同时对其供电系统提出了新的更高的要求。现有小型的供电系统多为风力发电技术或太阳能发电技术，然而受到自然环境和工作条件的限制，仍无法满足移动终端(尤其是高速移动)“自驱动供电系统”要求。2012年，王中林教授提出并开发摩擦纳米发电机(TENG)，其基本原理是利用摩擦在材料表面产生电荷，并使两者分离，从而产生极高的电势，驱动外电路的电子发生定向移动，将环境中收集微弱的机械能(转动、振动等)并转换为电能。本专利通过将摩擦纳米发电(TENG)与传统的电磁发电(EG)技术相结合，提供了一种收集风能的涡轮式复合发电装置及移动终端自供电应用技术。实现了只要移动终端受到气流的作用(冲击、振动等)，本专利发电装置即可将其捕获并转化为电能，尤其是涡轮式的叶片设计结构，能够最大限度的收集高速气流带来的机械能量，叶片在转动过程中同时利用摩擦发电与传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力复合自驱动传感技术及应用，其特征在于，包括：摩擦电自驱动传感装置：装置外壳；吸振模块，能够与被测物形成共振；振动悬臂梁，传递振动信息和能量；振动质量块，该方形质量块撞击摩擦纳米发电机(TENG)，引发其工作；摩擦纳米发电模块，包括：4组摩擦纳米发电机，4组输出端及与之相对应的弹簧结构，分别位于装置内壁；每个发电机由1个活动导电层、1个固定导电层和1个摩擦层；风力复合发电装置：基于摩擦纳米发电(TENG)和电磁发电(EG)的涡轮式复合发电装置具体包括，发电装置外壳；涡轮叶片内部发电部分和叶片尖端与汽缸内壁间摩擦部分；电磁发电部分；固定中轴；前后两端的分风栅格；中央接收处理模块：包括管理电...

【技术特征摘要】
1.一种风力复合自驱动传感技术及应用，其特征在于，包括：摩擦电自驱动传感装置：装置外壳；吸振模块，能够与被测物形成共振；振动悬臂梁，传递振动信息和能量；振动质量块，该方形质量块撞击摩擦纳米发电机(TENG)，引发其工作；摩擦纳米发电模块，包括：4组摩擦纳米发电机，4组输出端及与之相对应的弹簧结构，分别位于装置内壁；每个发电机由1个活动导电层、1个固定导电层和1个摩擦层；风力复合发电装置：基于摩擦纳米发电(TENG)和电磁发电(EG)的涡轮式复合发电装置具体包括，发电装置外壳；涡轮叶片内部发电部分和叶片尖端与汽缸内壁间摩擦部分；电磁发电部分；固定中轴；前后两端的分风栅格；中央接收处理模块：包括管理电路、无线发射装置、储能装置；应用技术，可用于定点、移动终端的监测、报警、定位等领域，实现了自驱动传感与无线传输。2.根据权利要求1所述的一种风力复合自驱动传感技术及应用，摩擦电自驱动传感装置特征在于：摩擦电自驱动传感装置内部为方形结构，材质可为金属、高分子聚合物和无机材料等；吸振模块的结构可为弹簧、U型弹片、薄膜及上述任意组合，材质可为金属、高分子聚合物和无机材料等；振动悬臂梁的结构可为圆柱形、方形，材质可为金属、高分子聚合物和无机材料等；所述摩擦纳米发电模块的工作方式可为接触分离式、单电极式；所述摩擦纳米发电模块可为方形、三角形、四边形及多边形的层状结构；所述摩擦纳米发电模块的导电层厚度为0.01-1000um，材质可为铜、铝、金、银、铂等导电金属材料，石墨、碳纳米材料、石墨烯等含碳导电材料，及无机(ITO)和有机导电材料等；所述摩擦纳米发电模块的摩擦层厚度为0.1-1000um，材质可为高分子聚合物和无机材料等。3.根据权利要求1所述的一种风力复合自驱动传感技术及应用，风力复合发电装置特征在于：风力复合发电装置包括：摩擦纳米发电部分和电磁发电部分，实现了摩擦发电和电磁发电结合的复合发电技术，能量转化效率进一步提高；包含气缸外壳、涡轮复合叶片(空心涡轮叶片、弹簧、...

【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