摩擦发电性能提升装置制造方法及图纸

本公开实施例提供的摩擦发电性能提升装置，包括：用于提供周向动力输入和轴向动力输入的动力输入单元；电能产生单元，包括第一摩擦纳米发电机、第二摩擦纳米发电机、电路管理模块和缓存电容器，周向动力输入通过驱动中心转动轴使第一摩擦纳米发电机产生交流电，由电路管理模块将第一摩擦纳米发电机产生的交流电进行整流后转变为直流电流，输送至串联的第二摩擦纳米发电机和缓存电容器，提高两者中的电荷量；轴向动力输入通过花键机构使第二摩擦纳米发电机的定子和动子间产生间歇性地开合运动，使电荷在第二摩擦纳米发电机与缓存电容器之间来回流动，形成对外输出的电能。本公开可延长摩擦纳米发电机的使用寿命并提升其输出性能。出性能。出性能。

【技术实现步骤摘要】
摩擦发电性能提升装置


[0001]本公开属于电能收发系统
，特别涉及一种摩擦发电性能提升装置。

技术介绍

[0002]作为一种能量收集的新兴技术，摩擦纳米发电机(Triboelectric nanogenerator，简称TENG)自其诞生以来，因其显著的高效、便宜、材料广泛等优势受到越来越多的关注，已经取得许多产出与成就。然而，基于摩擦生电和静电感应的耦合效应，TENG电能的产生需要依靠介电材料间的接触与摩擦，而这会带来严重的材料磨损与使用寿命降低，因此探索减少介电材料间磨损的技术，对于提高TENG的使用寿命和效率具有重要意义与价值。
[0003]另一方面，传统TENG技术是利用两种材料表面摩擦生电，同时在静电感应效应作用下使得导电电极表面电荷重新分布并形成电势差，TENG利用电极间的电势差来输出电能。然而，其中存在的问题是，材料表面的电荷积累量是有限的并且电荷数量并不多，这样形成的静电场场强较小，因此材料表面较低的电荷量或者电荷密度限制了TENG的输出功率。最近，一种能够提高TENG表面电荷密度，增强TENG输出性能的电荷泵技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种摩擦发电性能提升装置，其特征在于，包括：动力输入单元，用于提供周向动力输入和轴向动力输入，所述周向动力输入的速度高于所述轴向动力输入的速度；和电能产生单元，包括第一摩擦纳米发电机、第二摩擦纳米发电机、电路管理模块和缓存电容器，所述第一摩擦纳米发电机采用独立摩擦层式摩擦纳米发电机，所述第二摩擦纳米发电机采用接触分离式摩擦纳米发电机，所述第一摩擦纳米发电机套设在中心转动轴上，所述第二摩擦纳米发电机通过花键机构套设在所述中心转动轴上；所述周向动力输入通过驱动所述中心转动轴使所述第一摩擦纳米发电机产生交流电流，通过所述电路管理模块将所述第一摩擦纳米发电机产生的交流电流进行整流后转变为直流电流，输送至串联连接的所述第二摩擦纳米发电机和所述缓存电容器，以提高所述第二摩擦纳米发电机和所述缓存电容中的电荷量；所述轴向动力输入通过所述花键机构使所述第二摩擦纳米发电机的定子和动子间产生间歇性地开合运动，使得电荷在所述第二摩擦纳米发电机与所述缓存电容器之间来回流动，形成对外输出的电能。2.根据权利要求1所述的摩擦发电性能提升装置，其特征在于，所述第一摩擦纳米发电机包括沿所述中心转动轴的轴向依次设置的转子、支撑框、定子和支撑板以及连接于所述支撑框、所述定子和所述支撑板之间的第一滑杆，所述第一滑杆上设有第一弹簧，所述转子上设有扇叶形的第一摩擦层，在所述定子面向所述转子的一侧叠设有导电电极和第二摩擦层，且所述第二摩擦层将所述导电电极完全覆盖，所述转子随所述中心转动轴转动的过程中，所述第一摩擦层在所述第二摩擦层上旋转滑动。3.根据权利要求2所述的摩擦发电性能提升装置，其特征在于，所述第二摩擦纳米发电机设置在所述第一摩擦纳米发电机的所述定子与所述支撑板之间；所述第二摩擦纳米发电机包括沿所述中心转动轴的轴向相对设置的第一基板和第二基板，在所述第一基板面向所述第二基板的一侧贴设有第一导电板，在所述第二基板面向所述第一基板的一侧叠设有缓冲垫和第二导电板，所述第一基板和所述第一导电板共同作为所述第二摩擦纳米发电机的动子，所述第二基板、所述缓冲垫和所述第二导电板共同作为所述第二摩擦纳米发电机的定子，所述第一基板、所述第一导电板、所述第二导电板、所述缓冲垫和所述第二基板均通过第二滑杆与所述支撑板连接，位于所述第一基板与所述第一摩擦纳米发电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：程嘉，杨泽，季林红，杨义勇，李博，沈君瑶，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：