The invention provides a contact friction power generation device based on a rhombic grid substrate, which comprises more than four flat electrostatic power generation units and more than four connectors. The connectors include four straight bars, which are articulated to form a rhombic structure through articulated joints. The flat power generation unit comprises a base plate, and the front and back sides of the base plate are coated with metal conductor layers in turn. And dielectric material layer; the side wall of the substrate is fixed with the straight rod; four substrates are connected by four connectors to form a diamond-shaped grid for power generation. Under periodic reciprocating vibration, the diamond lattice closes, and the dielectric layers on the two sides of the diamond lattice contact to produce frictional charges; then the force of the diamond lattice gradually opens, and the inner wall gradually separates, thus the induced electric field is generated by the frictional charges and the potential difference is formed. The device does not need to use fuel energy. It can convert vibration mechanical energy into electric energy only by means of the device itself. It is a device with less restriction, high efficiency and environmental protection, and can work in a wide frequency range.
【技术实现步骤摘要】
基于菱形网格基底的接触式摩擦发电装置
本专利技术涉及用于一种基于菱形网格基底的接触式摩擦发电装置,主要用于振动能量的采集。技术背景振动是一种我们日常生活中最常见的机械运动,它存在于人体运动、公共汽车行驶、桥梁振动,等等。从环境中的机械振动采集能量来给电子器件供电可以广泛应用于健康监测、基础设施的监测以及环境保护和治安监测等。目前振动能的采集主要是基于压电效应、电磁感应效应、静电效应和磁力控制效应,而这些工作模式都需要器件在其共振频率及其很窄的范围内才能有效工作。但是,环境中的振动往往有很宽的频谱分布,甚至很多时候会随着时间的变化而变化,这些因素都会使以前的工作模式不能很好地对环境中的振动能量进行采集。因而,能在低频范围内以及较宽频率范围内有效工作的静电发电装置,有着较好的应用前景。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于菱形网格基底的接触式摩擦发电装置,能够用于振动能量的收集,将振动机械能转化为电能,同时还具备能量转化效率高、应用范围广的特点。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是:基于菱形网格基底的接触式摩擦发电装置,包括四个以上的平板状静电发电单元和四个以上的连接件,所述的连接件包括四根直杆,四根直杆通过铰接件铰接形成一菱形结构;所述平板状发电单元包括基板,基板的正反面均依次涂布有的金属导体层和介电材料层;基板的侧壁与直杆固定;四个基板通过四个连接件连接形成一个用于发电的菱形小格;该用于发电的菱形小格中,相邻的基板上的介电材料层的极性相反,相对侧的基板上的介电材料层的极性相同。在周期性往复振动下,菱形小格合拢,此时相邻两边的介电 ...
【技术保护点】
1.基于菱形网格基底的接触式摩擦发电装置,其特征在于,包括四个以上的平板状静电发电单元和四个以上的连接件,所述的连接件(3)包括四根直杆(5),四根直杆通过铰接件(4)铰接形成一菱形结构;所述平板状发电单元包括基板(1),基板的正反面均依次涂布有的金属导体层和介电材料层(2);基板的侧壁与直杆(5)固定;四个基板通过四个连接件(3)连接形成一个用于发电的菱形小格;该用于发电的菱形小格中,相邻的基板上的介电材料层(2)的极性相反,相对侧的基板上的介电材料层(2)的极性相同。在周期性往复振动下,菱形小格合拢,此时相邻两边的介电材料层(2)接触,产生摩擦电荷;之后菱形小格受力逐渐张开,内侧壁逐渐分离,从而由摩擦电荷产生感应电场,形成电势差。又将金属导电层与负载电路连接形成回路后,正负电极之间通过外电路转移电荷以平衡感应电势差,即形成电流。
【技术特征摘要】
1.基于菱形网格基底的接触式摩擦发电装置,其特征在于,包括四个以上的平板状静电发电单元和四个以上的连接件,所述的连接件(3)包括四根直杆(5),四根直杆通过铰接件(4)铰接形成一菱形结构;所述平板状发电单元包括基板(1),基板的正反面均依次涂布有的金属导体层和介电材料层(2);基板的侧壁与直杆(5)固定;四个基板通过四个连接件(3)连接形成一个用于发电的菱形小格;该用于发电的菱形小格中,相邻的基板上的介电材料层(2)的极性相反,相对侧的基板上的介电材料层(2)的极性相同。在周期性往复振动下,菱形小格合拢,此时相邻两边的介电材料层(2)接触,产生摩擦电荷;之后菱形小格受力逐渐张开,内侧壁逐渐分离,从而由摩擦电...
【专利技术属性】
技术研发人员:张鹤,张治成,汪华钢,全力威,骆季奎,董树荣,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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