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一种集成有摩擦发电机的滚动轴承制造技术

技术编号:29449879 阅读:12 留言:0更新日期:2021-07-27 17:09
本发明专利技术涉及摩擦发电机技术领域,具体涉及一种集成有摩擦发电机的滚动轴承。所述集成有摩擦发电机的滚动轴承包括滚动轴承本体和第一摩擦发电机,滚动轴承本体包括内圈、保持架、外圈和第一防尘盖;第一摩擦发电机在滚动轴承本体的轴向上位于保持架和第一防尘盖之间;第一摩擦发电机包括第一摩擦层、第一叉指电极和第一绝缘层,保持架包括朝向第一防尘盖凸出的多个第一凸起,第一摩擦层具有在滚动轴承本体的轴向上相对的第一端面和第二端面,第一端面与第一凸起接触,第一叉指电极设在第二端面上,第二端面与第一绝缘层相连,第一绝缘层与第一防尘盖相连。所述集成有摩擦发电机的滚动轴承具有集成度高、摩擦发电机安装方便等优点。

Rolling bearing integrated with friction generator

【技术实现步骤摘要】
一种集成有摩擦发电机的滚动轴承
本专利技术涉及摩擦发电机
,具体涉及一种集成有摩擦发电机的滚动轴承。
技术介绍
随着微机电技术的发展和进步,能够收集振动、温度等信号的小型低耗能微传感器越来越多,虽然他们的安装条件不再苛刻,但普遍存在供能问题,因此,环境能量的收集技术具有极大的研究价值。很多低功耗设备使用的是商业电网提供的经过变电设备处理而得到的低压电源,还有一些设备由于使用环境问题而由电池供给能量。这两种供能方式都有一些固有的缺点,比如变电设备体积庞大、能量损失大、电池寿命短、更换电池成本高。这些缺点限制了低耗能设备的使用范围。摩擦发电机为利用摩擦起电效应和静电感应效应二者的耦合效应把微小的非电能的能量转换为电能的小型摩擦发电机,可以为低耗能设备提供电能。相关技术中摩擦发电机与设备的集成度低,需要额外占用安装空间且不易安装。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本专利技术的实施例提出一种集成度高且方便安装的集成有摩擦发电机的滚动轴承。根据本专利技术实施例的集成有摩擦发电机的滚动轴承包括:滚动轴承本体,所述滚动轴承本体包括内圈、保持架、外圈和第一防尘盖,所述外圈环绕所述内圈设置,所述保持架设在所述内圈和所述外圈之间,所述第一防尘盖设在所述内圈和所述外圈之间且与所述外圈相连,所述保持架与所述第一防尘盖沿所述滚动轴承本体的轴向间隔开地设置;和第一摩擦发电机,所述第一摩擦发电机设在所述内圈和所述外圈之间,所述第一摩擦发电机在所述滚动轴承本体的轴向上位于所述保持架和所述第一防尘盖之间;所述第一摩擦发电机包括第一摩擦层、第一叉指电极和第一绝缘层,所述保持架包括朝向所述第一防尘盖凸出的多个第一凸起,多个所述第一凸起沿所述滚动轴承本体的周向间隔开地设置,所述第一摩擦层具有在所述滚动轴承本体的轴向上相对的第一端面和第二端面,所述第一端面与所述第一凸起接触,所述第一叉指电极设在所述第二端面上,所述第二端面与所述第一绝缘层相连,所述第一绝缘层与所述第一防尘盖相连,所述第一叉指电极包括第一电极和第二电极,所述第一电极包括多个第一叉指,所述第二电极包括多个第二叉指,多个所述第一叉指和多个所述第二叉指沿所述滚动轴承本体的周向交替间隔布置。根据本专利技术实施例的集成有摩擦发电机的滚动轴承具有集成度高、摩擦发电机安装方便、滚动轴承使用寿命长、滚动轴承运行可靠性高等优点。在一些实施例中,所述滚动轴承本体进一步包括第二防尘盖,所述第二防尘盖设在所述内圈和所述外圈之间且与所述外圈相连,所述保持架与所述第二防尘盖沿所述滚动轴承本体的轴向间隔开地设置;进一步包括第二摩擦发电机,所述第二摩擦发电机设在所述内圈和所述外圈之间,所述第二摩擦发电机在所述滚动轴承本体的轴向上位于所述保持架和所述第二防尘盖之间;所述第二摩擦发电机包括第二摩擦层、第二叉指电极和第二绝缘层,所述保持架包括朝向所述第二防尘盖凸出的多个第二凸起,多个所述第二凸起沿所述滚动轴承本体的周向间隔开地设置,所述第二摩擦层具有在所述滚动轴承本体的轴向上相对的第三端面和第四端面,所述第三端面与所述第二凸起接触,所述第二叉指电极设在所述第四端面上,所述第四端面与所述第二绝缘层相连,所述第二绝缘层与所述第二防尘盖相连,所述第二叉指电极包括第三电极和第四电极,所述第三电极包括多个第三叉指,所述第四电极包括多个第四叉指,多个所述第三叉指和多个所述第四叉指沿所述滚动轴承本体的周向交替间隔布置。在一些实施例中,所述保持架包括多个连接部、多个第一兜孔部和多个第二兜孔部,多个所述连接部、多个所述第一兜孔部和多个所述第二兜孔部中的每一者沿所述滚动轴承本体的轴向间隔开地设置,相邻两个所述第一兜孔部通过所述连接部相连,相邻两个所述第二兜孔部通过所述连接部相连,多个所述第一兜孔部和多个所述第二兜孔部一一对应,多个所述第一兜孔部中的每一者与对应的所述第二兜孔部之间限定出兜孔,多个所述第一兜孔部中的每一者形成所述第一凸起,多个所述第二兜孔部中的每一者形成所述第二凸起。在一些实施例中,所述第一摩擦发电机和所述第二摩擦发电机中的每一者为环形。在一些实施例中,所述第一叉指电极在所述滚动轴承本体的轴向上与所述第一凸起相对,所述第二叉指电极在所述滚动轴承本体的轴向上与所述第二凸起相对。在一些实施例中,多个所述第一叉指、多个所述第二叉指和多个所述第一凸起的数量相等,多个所述第一叉指、多个所述第二叉指和多个所述第一凸起中的每一者沿所述滚动轴承本体的周向间隔均布;多个所述第三叉指、多个所述第四叉指和多个所述第二凸起的数量相等,多个所述第三叉指、多个所述第四叉指和多个所述第二凸起中的每一者沿所述滚动轴承本体的周向间隔均布。在一些实施例中,所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极和所述第四电极中的每一者在所述保持架的轴向上的厚度为50nm-150nm。在一些实施例中,所述第一叉指电极通过蒸镀设在所述第一摩擦层的所述第二端面上,所述第二叉指电极通过蒸镀设在所述第二摩擦层的所述第四端面上。在一些实施例中,所述第一防尘盖的邻近所述保持架的端面上设有第一凹槽,所述第一绝缘层的至少一部分嵌装在所述第一凹槽内;所述第二防尘盖的邻近所述保持架的端面上设有第二凹槽,所述第二绝缘层的至少一部分嵌装在所述第二凹槽内。在一些实施例中,所述第一叉指电极进一步包括第一外部引脚和第二外部引脚,所述第一外部引脚和所述第二外部引脚中的每一者具有相对的固定端和自由端,所述第一外部引脚的所述固定端与所述第一电极相连,所述第二外部引脚的所述固定端与所述第二电极相连,所述第一外部引脚和所述第二外部引脚中的每一者的所述自由端伸出所述第一防尘盖外;所述第二叉指电极进一步包括第三外部引脚和第四外部引脚,所述第三外部引脚和所述第四外部引脚中的每一者具有相对的固定端和自由端,所述第三外部引脚的所述固定端与所述第三电极相连,所述第四外部引脚的所述固定端与所述第四电极相连,所述第三外部引脚和所述第四外部引脚中的每一者的所述自由端伸出所述第二防尘盖外。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的集成有摩擦发电机的滚动轴承的分解视图(仅对第一摩擦发电机进行了分解)。图2是根据本专利技术一个实施例的集成有摩擦发电机的滚动轴承的剖视图。图3是图2中A处的放大图。图4是图3第一摩擦层和第一叉指电极的立体图。图5是图3第一摩擦层和第一叉指电极的主视图。图6是图1中第一摩擦发电机第一状态的电流生成阶段原理图。图7是图1中第一摩擦发电机第二状态的电流生成阶段原理图。图8是图1中第一摩擦发电机第三状态的电流生成阶段原理图。图9是图1中第一摩擦发电机第四状态的电流生成阶段原理图。图10是图1中第一摩擦发电机的输出电压图。附图标记:滚动轴承100;滚动轴承本体1;外圈101;保持架102;第一凸起1021;第二凸起1022;内圈103;第一防尘盖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成有摩擦发电机的滚动轴承,其特征在于,包括:/n滚动轴承本体,所述滚动轴承本体包括内圈、保持架、外圈和第一防尘盖,所述外圈环绕所述内圈设置,所述保持架设在所述内圈和所述外圈之间,所述第一防尘盖设在所述内圈和所述外圈之间且与所述外圈相连,所述保持架与所述第一防尘盖沿所述滚动轴承本体的轴向间隔开地设置;和/n第一摩擦发电机,所述第一摩擦发电机设在所述内圈和所述外圈之间,所述第一摩擦发电机在所述滚动轴承本体的轴向上位于所述保持架和所述第一防尘盖之间;/n所述第一摩擦发电机包括第一摩擦层、第一叉指电极和第一绝缘层,所述保持架包括朝向所述第一防尘盖凸出的多个第一凸起,多个所述第一凸起沿所述滚动轴承本体的周向间隔开地设置,所述第一摩擦层具有在所述滚动轴承本体的轴向上相对的第一端面和第二端面,所述第一端面与所述第一凸起接触,所述第一叉指电极设在所述第二端面上,所述第二端面与所述第一绝缘层相连,所述第一绝缘层与所述第一防尘盖相连,所述第一叉指电极包括第一电极和第二电极,所述第一电极包括多个第一叉指,所述第二电极包括多个第二叉指,多个所述第一叉指和多个所述第二叉指沿所述滚动轴承本体的周向交替间隔布置。/n...

【技术特征摘要】
1.一种集成有摩擦发电机的滚动轴承,其特征在于,包括:
滚动轴承本体,所述滚动轴承本体包括内圈、保持架、外圈和第一防尘盖,所述外圈环绕所述内圈设置,所述保持架设在所述内圈和所述外圈之间,所述第一防尘盖设在所述内圈和所述外圈之间且与所述外圈相连,所述保持架与所述第一防尘盖沿所述滚动轴承本体的轴向间隔开地设置;和
第一摩擦发电机,所述第一摩擦发电机设在所述内圈和所述外圈之间,所述第一摩擦发电机在所述滚动轴承本体的轴向上位于所述保持架和所述第一防尘盖之间;
所述第一摩擦发电机包括第一摩擦层、第一叉指电极和第一绝缘层,所述保持架包括朝向所述第一防尘盖凸出的多个第一凸起,多个所述第一凸起沿所述滚动轴承本体的周向间隔开地设置,所述第一摩擦层具有在所述滚动轴承本体的轴向上相对的第一端面和第二端面,所述第一端面与所述第一凸起接触,所述第一叉指电极设在所述第二端面上,所述第二端面与所述第一绝缘层相连,所述第一绝缘层与所述第一防尘盖相连,所述第一叉指电极包括第一电极和第二电极,所述第一电极包括多个第一叉指,所述第二电极包括多个第二叉指,多个所述第一叉指和多个所述第二叉指沿所述滚动轴承本体的周向交替间隔布置。


2.根据权利要求1所述的集成有摩擦发电机的滚动轴承,其特征在于,所述滚动轴承本体进一步包括第二防尘盖,所述第二防尘盖设在所述内圈和所述外圈之间且与所述外圈相连,所述保持架与所述第二防尘盖沿所述滚动轴承本体的轴向间隔开地设置;
进一步包括第二摩擦发电机,所述第二摩擦发电机设在所述内圈和所述外圈之间,所述第二摩擦发电机在所述滚动轴承本体的轴向上位于所述保持架和所述第二防尘盖之间;
所述第二摩擦发电机包括第二摩擦层、第二叉指电极和第二绝缘层,所述保持架包括朝向所述第二防尘盖凸出的多个第二凸起,多个所述第二凸起沿所述滚动轴承本体的周向间隔开地设置,所述第二摩擦层具有在所述滚动轴承本体的轴向上相对的第三端面和第四端面,所述第三端面与所述第二凸起接触,所述第二叉指电极设在所述第四端面上,所述第四端面与所述第二绝缘层相连,所述第二绝缘层与所述第二防尘盖相连,所述第二叉指电极包括第三电极和第四电极,所述第三电极包括多个第三叉指,所述第四电极包括多个第四叉指,多个所述第三叉指和多个所述第四叉指沿所述滚动轴承本体的周向交替间隔布置。


3.根据权利要求2所述的集成有摩擦发电机的滚动轴承,其特征在于,所述保持架包括多个连接部、多个第一兜孔部和多个第二兜孔部,多个所述连接部、多个所述第一兜孔部和多个所述第二兜孔部中的每一者沿所述滚动轴承本体的轴向间隔开地设置,相邻两个所述第一兜孔部通过所述连接部相连,相邻两个所述第二兜孔部通过所述连接部相连,多个所述第一兜孔部和多个所述第二兜孔部一...

【专利技术属性】
技术研发人员:韩勤锴蒋子元
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:北京;11

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