一种卷尺式摩擦纳米发电机制造技术

本发明专利技术公开一种卷尺式摩擦纳米发电机，包括外壳，外壳由绝缘材料制成，外壳具有进出口，外壳内设置有涡状发条和摩擦组件，其中，涡状发条的一端可转动地与外壳相连，涡状发条的另一端能够由进出口伸出；摩擦组件包括第一摩擦层和第二摩擦层，第一摩擦层具有第一电极层，第二摩擦层具有第二电极层，第一电极层与第二电极层之间能够产生电荷移动。拉动涡状发条，使得第一摩擦层和第二摩擦层滑动摩擦，第一摩擦层和第二摩擦层滑动摩擦过程中产生电荷，第一摩擦层的表面和第二摩擦层的表面产生异号电荷，第一电极层和第二电极层之间产生电势差，形成电流，完成机械能到电能的转换。本发明专利技术通过滑动摩擦产生电荷，提高了能量的转换效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种卷尺式摩擦纳米发电机


[0001]本专利技术涉及纳米发电机
，特别是涉及一种卷尺式摩擦纳米发电机。

技术介绍

[0002]摩擦纳米发电机(TENG)利用了两种对电子束缚能力不同的材料，相互接触时得失电子而在外电路产生电流的微型电机，摩擦纳米发电机自问世以后，在基础研究和技术应用方面取得了飞速发展，它的工作原理基于摩擦起电效应和静电感应效应的耦合。它可以用来收集不同形式的机械能，包括人体运动、振动、风能、水能等。
[0003]目前有许多收集水平方向机械能的摩擦纳米发电机，例如卷尺式、滑动式等，但是在收集竖直方向的机械能方面，还存在能量转换效率低等问题。
[0004]因此，如何改变现有技术中，摩擦纳米发电机在收集竖直方向的机械能并转换为电能方面，存在能量转换效率较低的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种卷尺式摩擦纳米发电机，以解决上述现有技术存在的问题，使摩擦纳米发电机能够收集竖直方向的机械能，提高能量转换效率。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种卷尺式摩擦纳米发电机，包括外壳，所述外壳由绝缘材料制成，所述外壳具有进出口，所述外壳内设置有：
[0007]涡状发条，所述涡状发条的一端可转动地与所述外壳相连，所述涡状发条的另一端能够由所述进出口伸出；
[0008]摩擦组件，所述摩擦组件包括第一摩擦层和第二摩擦层，所述第一摩擦层位于所述涡状发条靠近所述外壳内壁的一侧，所述第二摩擦层设置于所述外壳内靠近所述进出口处，所述第一摩擦层能够与所述第二摩擦层相抵；所述第一摩擦层具有第一电极层，所述第二摩擦层具有第二电极层，所述第一电极层与所述第二电极层之间能够产生电荷移动。
[0009]优选地，所述外壳内设置有转轴和套筒，所述转轴为圆柱状结构，所述转轴与所述外壳的内壁相连，所述转轴的轴线平行于所述涡状发条的轴线，所述套筒可转动地套设于所述转轴的外部，所述涡状发条与所述套筒相连并绕设于所述套筒的外部。
[0010]优选地，所述转轴、所述套筒均与所述涡状发条同轴设置。
[0011]优选地，所述第一摩擦层和所述第二摩擦层由不同材质制成。
[0012]优选地，所述涡状发条由扁平钢带卷绕成涡状结构制成。
[0013]优选地，所述涡状发条由以下材质中的一种或几种制成：55SiMnVB、55SiMnMoV、60CrMn、60CrMnB、SUS302、SUS316。
[0014]优选地，所述进出口位于所述外壳的侧壁的底部，所述第二摩擦层位于所述涡状发条的底部。
[0015]优选地，所述外壳由橡胶材质制成。
[0016]优选地，所述涡状发条伸出所述外壳的一端具有弯折部，所述弯折部的高度较所
述进出口的高度高。
[0017]优选地，所述第一摩擦层以及所述第二摩擦层二者相抵接的一侧均具有纳米结构或微米结构。
[0018]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术的卷尺式摩擦纳米发电机，包括外壳，外壳由绝缘材料制成，外壳具有进出口，外壳内设置有涡状发条和摩擦组件，其中，涡状发条，涡状发条的一端可转动地与外壳相连，涡状发条的另一端能够由进出口伸出；摩擦组件包括第一摩擦层和第二摩擦层，第一摩擦层位于涡状发条靠近外壳内壁的一侧，第二摩擦层设置于外壳内靠近进出口处，第一摩擦层能够与第二摩擦层相抵；第一摩擦层具有第一电极层，第二摩擦层具有第二电极层，第一电极层与第二电极层之间能够产生电荷移动。
[0019]本专利技术的卷尺式摩擦纳米发电机，涡状发条的一端与外壳转动相连，另一端能够由进出口伸出，拉动涡状发条，使得第一摩擦层和第二摩擦层滑动摩擦，第一摩擦层和第二摩擦层滑动摩擦过程中产生电荷，第一摩擦层的表面和第二摩擦层的表面产生异号电荷，第一电极层和第二电极层之间产生电势差，形成电流，完成机械能到电能的转换。本专利技术通过滑动摩擦产生电荷，减少了摩擦阻力，提高了能量的转换效率，降低了材料的损耗，延长了装置的使用寿命，提高了装置的工作稳定可靠性。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术的卷尺式摩擦纳米发电机的结构示意图；
[0022]图2为本专利技术的卷尺式摩擦纳米发电机的剖切结构示意图；
[0023]图3为本专利技术的卷尺式摩擦纳米发电机的涡状发条的结构示意图；
[0024]图4为本专利技术的卷尺式摩擦纳米发电机的套筒的结构示意图；
[0025]图5为本专利技术的卷尺式摩擦纳米发电机的工作原理示意图；
[0026]图6为本专利技术的卷尺式摩擦纳米发电机的工作时的示意图。
[0027]其中，1为外壳，2为进出口，3为涡状发条，4为第一摩擦层，5为第二摩擦层，6为转轴，7为套筒，8为弯折部。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]本专利技术的目的是提供一种卷尺式摩擦纳米发电机，以解决上述现有技术存在的问题，使摩擦纳米发电机能够收集竖直方向的机械能，提高能量转换效率。
[0030]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实
施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0031]请参考图1
‑
6，其中，图1为本专利技术的卷尺式摩擦纳米发电机的结构示意图，图2为本专利技术的卷尺式摩擦纳米发电机的剖切结构示意图，图3为本专利技术的卷尺式摩擦纳米发电机的涡状发条的结构示意图，图4为本专利技术的卷尺式摩擦纳米发电机的套筒的结构示意图，图5为本专利技术的卷尺式摩擦纳米发电机的工作原理示意图，图6为本专利技术的卷尺式摩擦纳米发电机的工作时的示意图。
[0032]本专利技术提供一种卷尺式摩擦纳米发电机，包括外壳1，外壳1由绝缘材料制成，外壳1具有进出口2，外壳1内设置有涡状发条3和摩擦组件，其中，涡状发条3的一端可转动地与外壳1相连，涡状发条3的另一端能够由进出口2伸出；摩擦组件包括第一摩擦层4和第二摩擦层5，第一摩擦层4位于涡状发条3靠近外壳1内壁的一侧，第二摩擦层5设置于外壳1内靠近进出口2处，第一摩擦层4能够与第二摩擦层5相抵；第一摩擦层4具有第一电极层，第二摩擦层5具有第二电极层，第一电极层与第二电极层之间能够产生电荷移动。
[0033]本专利技术的卷尺式摩擦纳米发电机，涡状发条3的一端与外壳1转动相连，另一端能够由进出口2伸出，拉动涡状发条3，使得第一摩擦层4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卷尺式摩擦纳米发电机，其特征在于，包括外壳，所述外壳由绝缘材料制成，所述外壳具有进出口，所述外壳内设置有：涡状发条，所述涡状发条的一端可转动地与所述外壳相连，所述涡状发条的另一端能够由所述进出口伸出；摩擦组件，所述摩擦组件包括第一摩擦层和第二摩擦层，所述第一摩擦层位于所述涡状发条靠近所述外壳内壁的一侧，所述第二摩擦层设置于所述外壳内靠近所述进出口处，所述第一摩擦层能够与所述第二摩擦层相抵；所述第一摩擦层具有第一电极层，所述第二摩擦层具有第二电极层，所述第一电极层与所述第二电极层之间能够产生电荷移动。2.根据权利要求1所述的卷尺式摩擦纳米发电机，其特征在于：所述外壳内设置有转轴和套筒，所述转轴为圆柱状结构，所述转轴与所述外壳的内壁相连，所述转轴的轴线平行于所述涡状发条的轴线，所述套筒可转动地套设于所述转轴的外部，所述涡状发条与所述套筒相连并绕设于所述套筒的外部。3.根据权利要求2所述的卷尺式摩擦纳米发电机，其特征在于：所述转轴、所述套筒均与所述涡状发条同轴设置。4.根据权利要求1所述的卷尺...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠杰，张韶祥，彭艳，钟宋义，谢少荣，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：