本申请公开了一种用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机装置，包括摆动部和设置在摆动部的第一端的发电部，当流体冲击摆动部的第一端时，摆动部的第一端绕第一方向发生摆动，发电部随摆动部一并绕第一方向摆动。发电部包括第一壳体和设置在第一壳体内的多个发电单元；发电单元包括轨道结构、摩擦层和摩擦球，轨道结构沿第二方向延伸，第二方向垂直于第一方向，摩擦层设置在轨道结构的内壁上，摩擦球位于轨道结构内；当发电部随摆动部一并绕第一方向摆动时，摩擦球在轨道结构内沿轨道结构的延伸方向运动，摩擦球与摩擦层能够摩擦发电。在水流冲击下，摆动部带动发电部摆动，摩擦球与摩擦层摩擦发电，可以实现对低频、低流速水流能的高效俘获。能的高效俘获。能的高效俘获。
【技术实现步骤摘要】
用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机装置
[0001]本申请涉及能源
，尤其涉及一种用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机装置。
技术介绍
[0002]作为清洁能源，水流能可以循环再利用，对人类生活和世界经济发展具有一定的经济价值。将水流能量转化为电能的最常见方式是电磁发电机，主要用于大规模电网供电。目前的电磁发电机通常具有复杂的机械结构，体积大，成本高。此外，基于电磁发电机的水电站的建立对生态环境有一定的负面影响。更重要的是，电磁发电机的启动对水流速度有一定的要求，不适合在低流速条件下俘获水流能。
技术实现思路
[0003]本申请实施例提供一种用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机装置，以解决低流速水流能俘获困难的问题。
[0004]一方面，本申请实施例提出了一种用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机装置，包括摆动部和发电部，发电部设置在摆动部的第一端，当水流冲击摆动部的第一端时，摆动部的第一端绕第一方向发生摆动，发电部随摆动部一并绕第一方向摆动。发电部包括第一壳体和多个发电单元，多个发电单元设置在第一壳体内；发电单元包括轨道结构、摩擦层和摩擦球，轨道结构沿第二方向延伸，第二方向垂直于第一方向，摩擦层设置在轨道结构的内壁上，摩擦球位于轨道结构内；当发电部随摆动部一并绕第一方向摆动时，摩擦球在轨道结构内沿轨道结构的延伸方向运动，摩擦球与摩擦层能够摩擦发电。
[0005]本申请实施例提供的用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机装置，在水流冲击下，基于流致振动效应，摆动部在水中发生左右摆动，带动发电部摆动，摩擦球在轨道结构内相对于摩擦层运动，摩擦球与摩擦层摩擦发电，可以实现对低频、低流速水流能的高效俘获，装置结构简单，体积小，成本低，环境友好性强，解决了低流速水流能俘获困难的问题。
[0006]根据本申请实施例的一个方面，摆动部的第一端沿第二方向的截面形状为梯形。
[0007]根据本申请实施例的一个方面，摆动部的第一端具有容纳空间，容纳空间内固定连接有转轴，转轴沿第一方向延伸。第一壳体位于容纳空间内，且第一壳体转动连接在转轴上。
[0008]根据本申请实施例的一个方面，容纳空间内设置有第二壳体，转轴固定连接在第二壳体内，第一壳体位于第二壳体内。
[0009]根据本申请实施例的一个方面，多个发电单元沿第一方向和/或第三方向排列，第三方向垂直于第一方向和第二方向。
[0010]根据本申请实施例的一个方面，摩擦球的材料为具有电正性的材料，摩擦层的材料为具有电负性的材料。
[0011]另一方面，本申请实施例提出了另一种用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机
装置，包括摆动部和发电部，发电部设置在摆动部的第一端，当水流冲击摆动部的第一端时，摆动部的第一端绕第一方向发生摆动，发电部随摆动部一并绕第一方向摆动。发电部包括第一壳体和多个发电单元，多个发电单元设置在第一壳体内；发电单元包括腔体和液体介质，腔体平行于第二方向设置，第二方向垂直于第一方向，液体介质容纳在腔体内；当发电部随摆动部一并绕第一方向摆动时，液体介质在腔体内运动，液体介质与腔体能够摩擦发电。
[0012]本申请实施例提供的用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机装置，在水流冲击下，基于流致振动效应，摆动部在水中发生左右摆动，带动发电部摆动，液体介质在腔体内运动，液体介质与腔体摩擦发电，可以实现对低频、低流速水流能的高效俘获，装置结构简单，体积小，成本低，环境友好性强，并且，可以避免摩擦发电过程中的材料磨损，装置使用寿命较长，解决了低流速水流能俘获困难的问题。
[0013]根据本申请实施例的一个方面，摆动部的第一端具有鳍状结构，鳍状结构位于第一壳体沿第二方向的两侧。
[0014]根据本申请实施例的一个方面，多个发电单元沿第一方向层叠设置。
[0015]根据本申请实施例的一个方面，腔体的在第一方向上的底壁具有第一斜面和第二斜面，第一斜面与第二斜面关于第三方向对称设置，第三方向垂直于第一方向和第二方向。第一斜面的靠近第一斜面与第二斜面对称中心的一端为第一端，第一斜面的远离第一斜面与第二斜面对称中心的一端为第二端，在第一方向上，第一斜面的第一端的高度低于第一斜面的第二端的高度。
[0016]根据本申请实施例的一个方面，第一斜面下方设置有第一电极，第二斜面下方设置有第二电极。
[0017]根据本申请实施例的一个方面，液体介质为具有电正性的液体，腔体的材料为具有电负性的材料。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。
[0019]图1为本申请实施例提供的用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机装置的结构示意图；
[0020]图2为本申请实施例提供的用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机装置的部分结构示意图；
[0021]图3为本申请实施例提供的用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机装置的部分结构示意图；
[0022]图4为本申请实施例提供的用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机装置的部分结构示意图；
[0023]图5为本申请实施例提供的用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机装置的第一壳体的结构示意图；
[0024]图6为本申请实施例提供的用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机装置的发电单元的结构示意图；
[0025]图7为本申请实施例提供的用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机装置的发电单元的结构示意图；
[0026]图8为本申请另一实施例提供的用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机装置的结构示意图；
[0027]图9为本申请另一实施例提供的用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机装置的部分结构示意图；
[0028]图10为本申请另一实施例提供的用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机装置的发电单元的结构示意图；
[0029]图11为本申请另一实施例提供的用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机装置的发电单元的结构示意图。
[0030]附图标记：
[0031]100
‑
摆动部，200
‑
发电部；
[0032]110
‑
转轴，120
‑
第二壳体，130
‑
鳍状结构；
[0033]210
‑
第一壳体，220
‑
发电单元；
[0034]221
‑
轨道结构，222
‑
摩擦层，223
‑
摩擦球，224
‑
腔体，225
‑
液体介质，226
‑
第一斜面，227
‑
第二斜面，228
‑
第一电极，229
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机装置，其特征在于，包括摆动部和发电部，所述发电部设置在所述摆动部的第一端，当水流冲击所述摆动部的第一端时，所述摆动部的第一端绕第一方向发生摆动，所述发电部随所述摆动部一并绕所述第一方向摆动；所述发电部包括第一壳体和多个发电单元，多个所述发电单元设置在所述第一壳体内；所述发电单元包括轨道结构、摩擦层和摩擦球，所述轨道结构沿第二方向延伸，所述第二方向垂直于所述第一方向，所述摩擦层设置在所述轨道结构的内壁上，摩擦球位于所述轨道结构内；当所述发电部随所述摆动部一并绕所述第一方向摆动时，所述摩擦球在所述轨道结构内沿所述轨道结构的延伸方向运动，所述摩擦球与所述摩擦层能够摩擦发电。2.根据权利要求1所述的用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机装置，其特征在于，所述摆动部的第一端沿所述第二方向的截面形状为梯形。3.根据权利要求1所述的用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机装置，其特征在于，所述摆动部的第一端具有容纳空间，所述容纳空间内固定连接有转轴，所述转轴沿所述第一方向延伸；所述第一壳体位于所述容纳空间内，且所述第一壳体转动连接在所述转轴上。4.根据权利要求3所述的用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机装置，其特征在于，所述容纳空间内设置有第二壳体，所述转轴固定连接在所述第二壳体内，所述第一壳体位于所述第二壳体内。5.根据权利要求1所述的用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机装置，其特征在于，多个所述发电单元沿所述第一方向和/或第三方向排列，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。6.根据权利要求1所述的用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机装置，其特征在于，所述摩擦球的材料为具有电正性的材料，所述摩擦层的材料为具有电负性的材料。7.一种用于俘获水流能的仿生型摩擦纳米发电机装置，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：程廷海，王中林，张生，荆兆旭，
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：
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