机械扭转调控式摩擦纳米发电机制造技术

本发明专利技术公开了一种机械扭转调控式摩擦纳米发电机，包括能量传递装置、能量储存装置以及发电装置。能量传递装置包括能量接收部及传动部，能量接收部在外部激励作用下能够进行直线运动，传动部在能量接收部的驱动下能够进行单向转动；能量储存装置包括锁止部及套接于传动部的环绕伸缩件，锁止部限制环绕伸缩件运动以储存能量，或解除限制以释放能量；发电装置包括在环绕伸缩件的带动下能够相对运动的第一电极组和第二电极组，第一电极组与第二电极组能够摩擦发电。本发明专利技术的机械扭转调控式摩擦纳米发电机，能量储存装置将自然环境中的运动能量先储存再释放，使得能量经过存储整理后再输出以转换为稳定的电学输出，减少了摩擦纳米发电机的整体能耗。

【技术实现步骤摘要】
机械扭转调控式摩擦纳米发电机
本专利技术涉及能量收集
，尤其涉及一种机械扭转调控式摩擦纳米发电机。
技术介绍
持续消耗化石燃料正在进一步加剧全球能源危机，开发替代能源是解决这一问题的重要途径。从自然环境中收集随机运动能量是缓解当前能源危机的有效途径。摩擦纳米发电机基于摩擦起电和静电感应原理，可将环境中的机械能转化为电能。摩擦纳米发电机具有高功率密度，高效率，低重量和低制造成本的优势，因此在能量收集领域受到了广泛的关注。现阶段，摩擦纳米发电机在收集环境能量过程中为尽可能地获得较稳定的电学输出，多采用稳压电路对摩擦纳米发电机获取的随机、无规则的能量进行存储整理后输出，但由于电子元器件的引入大大增加了整个能量收集装置的能耗。如何获取自然界中广泛的、随机、无规则的能量，并转换为稳定的电学输出成为研究的热点问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种机械扭转调控式摩擦纳米发电机，以解决现有的摩擦纳米发电机引入电子元器件来整理电能以获得稳定的电学输出的方式存在的整体能耗大的问题。本专利技术实施例提出了一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械扭转调控式摩擦纳米发电机，其特征在于，包括：/n能量传递装置，所述能量传递装置包括能量接收部及传动部，所述能量接收部被布置为在外部激励作用下能够进行直线运动，所述传动部被布置为在所述能量接收部的驱动下能够进行单向转动；/n能量储存装置，所述能量储存装置包括锁止部及套接于所述传动部的环绕伸缩件，所述环绕伸缩件的第一端与所述传动部接合，所述环绕伸缩件的第一端随所述传动部的转动而运动，所述锁止部被配置为：具有第一状态和第二状态，在所述传动部的驱动下所述锁止部由第一状态变化为第二状态，当所述锁止部处于第一状态时，所述锁止部限制所述环绕伸缩件的第二端运动，使得所述环绕伸缩件扭转而储存能量，当...

【技术特征摘要】
1.一种机械扭转调控式摩擦纳米发电机，其特征在于，包括：
能量传递装置，所述能量传递装置包括能量接收部及传动部，所述能量接收部被布置为在外部激励作用下能够进行直线运动，所述传动部被布置为在所述能量接收部的驱动下能够进行单向转动；
能量储存装置，所述能量储存装置包括锁止部及套接于所述传动部的环绕伸缩件，所述环绕伸缩件的第一端与所述传动部接合，所述环绕伸缩件的第一端随所述传动部的转动而运动，所述锁止部被配置为：具有第一状态和第二状态，在所述传动部的驱动下所述锁止部由第一状态变化为第二状态，当所述锁止部处于第一状态时，所述锁止部限制所述环绕伸缩件的第二端运动，使得所述环绕伸缩件扭转而储存能量，当所述锁止部处于第二状态时，所述锁止部对所述环绕伸缩件第二端的限制解除，所述环绕伸缩件伸展而释放能量；以及
发电装置，所述发电装置包括与所述环绕伸缩件接合的第一电极组及与所述第一电极组相向设置的第二电极组，当所述环绕伸缩件伸展而释放能量时，所述环绕伸缩件驱动所述第一电极组相对于所述第二电极组转动，所述第一电极组与所述第二电极组摩擦发电。


2.根据权利要求1所述的机械扭转调控式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述能量接收部包括用于接收外部激励的接收组件，限制所述接收组件在外部激励作用下进行直线运动的限位组件，以及驱动所述接收组件在外部激励消失后进行复位的复位组件。


3.根据权利要求1所述的机械扭转调控式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述传动部包括传动轴，所述传动轴与所述能量接收部通过单向轴承接合，且所述单向轴承被配置为：当所述能量接收部在外部激励作用下进行直线运动时，所述传动轴在所述能量接收部的驱动下转动，当所述能量接收部在外部激励消失后而复位时，所述传动轴不随所述能量接收部的运动而反向转动。


4.根据权利要求1所述的机械扭转调控式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述传动部上设置有触发部，所述触发部随所述传动部的转动而转动，且当所述触发部转动到预设位置时，所述触发部驱动所述锁止部由第一状态变化为第二状态。


5.根据权利要求1至4任一项所述的机械扭转调控式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述能量接收部包括限位壳体及依次设置于所述限位壳体内的主动推杆和复位弹簧，所述限位壳体用于限制所述主动推杆在外部激励作用下进行直线运动，所述复位弹簧用于驱动所述主动推杆在外部激励消失后复位。


6.根据权利要求5所述的机械扭转调控式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述主动推杆上设置有沿其直线运动方向排列的多个第一传动齿；
所述传动部包括传动轴，所述传动轴上设置有单向轴承，且所述单向轴承被配置为：当所述主动推杆在外部激励作用下进行直线运动时，所述传动轴在所述主动推杆的驱动下转动，当所述主动推杆在外部激励消失后而复位时，所述传动轴不随所述主动推杆的运动而反向转动；
所述单向轴承上配置有传动齿轮，所述传动齿轮与所述主动推杆上的第一传动齿相啮合，以实现所述传动轴与所述主动推杆接合。


7.根据权利要求6所述的机械扭转调控式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述传动轴设置于所述限位壳体，且所述传动轴通过单向轴承设置于所述限位壳体，所述单向轴承被配置为：当所述主动推杆在外部激励作用下进行直线运动时，所述传动轴在所述主动推杆的驱动下转动，当所述主动推杆在外部激励消失后而复位时，所述单向轴承限制所述传动轴转动。


8.根据权利要求6所述的机械扭转调控式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述传动轴上设置有不完全齿轮，所述不完全齿轮具有沿自身周向排列的聚集于预设区域的多个齿，所述不完全齿轮随所述传动轴的转动而转动；
所述传动轴上设置有伸缩件壳体，所述伸缩件壳体能够相对于所述传动轴转动，所述环绕伸缩件设置于伸缩件壳体内，所述环绕伸缩件的第二端与所述伸缩件壳体的内壁接合，所述伸缩件壳体的外壁设置有多个锁止凸起；
所述锁止部包括从动推杆、锁止推杆及复位弹簧，所述锁止推杆用于与所述锁止凸起配合，所述从动推杆用于驱动所述锁止推杆运动，所述复位弹簧用于驱动所述锁止推杆复位，所述从动推杆上设置有沿直线排列的多个第二传动齿，所述多个第二传动齿能够与所述不完全齿轮的多个齿啮合；
所述从动推杆被配置为：当所述不完全齿轮的多个齿转动到预设位置时，所述从动推杆上的多个第二传动齿与所述不完全齿轮的多个齿啮合，所述从动推杆在所述不完全齿轮的驱动下进行直线运动，所述从动推杆驱动所述锁止推杆进行直线运动；
所述锁止推杆被配置为：具有第一状态和第二状态，所述锁止推杆在所述从动推杆的驱动下由第一状态变化为第二状态，当所述锁止推...

【专利技术属性】
技术研发人员：程廷海，殷梦飞，杨伟雄，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：北京纳米能源与系统研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11