本发明专利技术公开的陀螺式摩擦纳米发电装置涉及发电设备领域，包括轨道装置、发电本体和两个滚动体，发电本体包括摩擦发电组件和限位部件，发电本体设于两滚动体之间并与两滚动体固连，滚动体能与轨道本体磁性吸附且能在平行于轨道本体的切线方向的外力作用下沿轨道本体滚动；摩擦发电组件包括互不接触的第一电极和第二电极、第一摩擦部件和第二摩擦部件，第一摩擦部件能与第二摩擦部件内壁接触，第一、第二摩擦部件的内壁摩擦电极序不同，第一、第二电极固连于第二摩擦部件的外壁，限位部件与摩擦发电组件固连，限位部件具有能限制第一摩擦部件掉落的限位面，滚动体能沿轨道本体滚动使第一摩擦部件在离心力下沿第二摩擦部件的内壁滚动。发电能力较高。发电能力较高。发电能力较高。
【技术实现步骤摘要】
一种陀螺式摩擦纳米发电装置
[0001]本专利技术涉及发电设备
，特别是涉及一种陀螺式摩擦纳米发电装置。
技术介绍
[0002]近年来，小型电子设备的使用呈指数级增长，很大程度上增加了电池的使用量。电池须反复充电，其废料对环境和人类有害，急需一种新的发电方式来替代传统的化石燃料供电。其中，摩擦纳米发电装置是利用摩擦起电和静电感应原理产生电力的发电设备，可以将平时微小的机械能收集起来，且能够利用几乎任何类型的机械运动和振动(包括人体运动)来发电，能够提高能量利用率，减少能量损耗，故已被广泛应用于电子产品中。
[0003]现有的摩擦纳米发电装置一般包括第一摩擦部件、第二摩擦部件、第一电极和第二电极，第二摩擦部件为板状结构，即第二摩擦部件的两个工作表面均为平面，第一摩擦部件能够与第二摩擦部件的一个工作表面接触并沿该工作表面移动，第一电极和第二电极均设置于第二摩擦部件的另一个工作表面上，如中国专利CN202210315423.7提供的一种基于界面静摩擦力的滚带式摩擦纳米发电装置，包括独立层(第一摩擦部件)、绝缘层(第二摩擦部件)和电极对(一电极和第二电极)，在短路条件下，独立层和绝缘层一端接触时(初始位置)，由于独立层和绝缘层吸引电子的能力不同，电子从独立层表面转移到绝缘层，远离独立层一端的电极(第一电极)带正电，两个电极之间产生电势差，瞬时产生电荷移动以平衡该电势差，从而产生电流；当独立层滚动到绝缘层靠近第一电极的一端时，第二电极带正电，此时，电荷向相反方向运动。通过独立层在绝缘层上往复移动，实现了摩擦纳米发电装置的发电。现有技术中的摩擦纳米发电装置使通过独立层(第一摩擦部件)与机械运动的产生端连接，从而将机械运动转化为独立层的往复运动，但现有技术中的摩擦纳米发电装置缺少能够将低频机械运动转化为高频机械运动的结构，发电能力较低。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种陀螺式摩擦纳米发电装置，以解决上述现有技术存在的问题，结构简单，发电能力较高。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供了一种陀螺式摩擦纳米发电装置，包括轨道装置、发电本体和两个滚动体，所述轨道装置包括手持部件和两个圆环形的轨道本体，所述手持部件与两个所述轨道本体均固定连接；所述发电本体包括摩擦发电组件和限位部件，所述发电本体设置于两个所述滚动体之间并与两个所述滚动体均固定连接，各所述滚动体能够与各所述轨道本体磁性吸附且各所述滚动体能够在平行于各所述轨道本体的切线方向的外力作用下沿各所述轨道本体滚动；所述摩擦发电组件包括第一电极、第二电极、第一摩擦部件和圆环形的第二摩擦部件，所述第一摩擦部件的外表面能够与所述第二摩擦部件的内壁接触，且所述第一摩擦部件的外表面与所述第二摩擦部件的内壁具有不同的摩擦电极序，所述第一电极和所述第二电极均固定连接于所述第二摩擦部件的外壁上，所述第一电极和所述第二电极之
间互不接触；所述限位部件与所述摩擦发电组件固定连接，所述限位部件具有两个限位面，由所述第二摩擦部件轴向的中间截面指向一个所述轨道本体所在平面的方向为第一方向，由所述第二摩擦部件轴向的中间截面指向另一个所述轨道本体所在平面的方向为第二方向，两个所述限位面能够分别限制所述第一摩擦部件沿所述第一方向和所述第二方向的运动，各所述滚动体能够通过沿各所述轨道本体滚动使所述第一摩擦部件在离心力的作用下沿所述第二摩擦部件的内壁滚动。
[0007]优选的，所述限位部件为具有内腔的壳体，所述第一电极、所述第二电极和所述第二摩擦部件均固定连接于所述壳体的所述内腔内，所述壳体的两端分别与两个所述滚动体固定连接，所述壳体垂直于所述第二摩擦部件的轴线的两个内壁为两个所述限位面。
[0008]优选的，各所述轨道本体为磁体或能够被磁性吸附的金属，各所述滚动体为能够被磁性吸附的金属或磁体。
[0009]优选的，所述第一电极和所述第二电极关于所述第二摩擦部件的轴截面对称分布。
[0010]优选的，所述第一摩擦部件的外表面和/或所述第二摩擦部件的部分或全部内壁上具有微结构。
[0011]优选的，所述微结构为由纳米线、纳米管、纳米颗粒、纳米棒、纳米花、纳米沟槽、微米沟槽、纳米锥、微米锥、纳米球和微米球中至少一种形成的阵列结构。
[0012]优选的，两个所述轨道本体的外径和/内径相同，两个所述轨道本体和两个所述滚动体的轴线共线。
[0013]优选的，所述壳体的横截面为圆环形，所述第一电极和所述第二电极呈部分环形，且所述第一电极和所述第二电极的内壁与所述第二摩擦部件的外壁完全接触，所述第一摩擦部件呈球形。
[0014]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0015]本专利技术提供的陀螺式摩擦纳米发电装置中各滚动体能够与各轨道本体磁性吸附且各滚动体能够在平行于各轨道本体的切线方向的外力作用下沿各轨道本体滚动；各滚动体能够通过沿各轨道本体滚动使第一摩擦部件在离心力的作用下沿第二摩擦部件的内壁滚动；当在轨道本体所在平面内晃动陀螺式摩擦纳米发电装置时，滚动体与轨道本体之间产生相互作用力，滚动体在与轨道本体的相互吸附力、外力及滚动体的惯性力等的作用下，可以沿轨道本体滚动，即将人体等外界的低频运动，转换为摩擦发电组件的高频运动；摩擦发电组件包括第一电极、第二电极、第一摩擦部件和圆环形的第二摩擦部件，第一摩擦部件的外表面用于与第二摩擦部件的内壁接触，且第一摩擦部件的外表面与第二摩擦部件的内壁具有不同的摩擦电极序，第一电极和第二电极均固定连接于第二摩擦部件的外壁上，第一电极和第二电极之间互不接触。由于第一摩擦部件的外表面与第二摩擦部件的内壁具有不同的摩擦电极序，第一摩擦部件的外表面与第二摩擦部件的内壁对电荷的吸引程度不同，当第一摩擦部件与第一电极相对设置且与第二摩擦部件接触或滑动时，负电荷从摩擦电极序中极性较正的材料表面转移至摩擦电极序中极性较负的材料表面，以第一摩擦部件与第二摩擦部件接触时第一摩擦部件失电子、第二摩擦部件得电子为例进行说明，当第一摩擦部件的外表面带有正的净电荷、第二摩擦部件的内壁带有与其电荷密度相等的负的净电荷时，第二电极为了中和第二摩擦部件上负电荷，当第一电极和第二电极间通过导线进
行连接时，第二电极上的电子向第一电极一端流动，从而产生电流；同理，当第一摩擦部件运动至第二摩擦部件上与第二电极所对应的内壁上时，电子由第一电极通过导线流向第二电极以形成电流；随着转动过程的进行，电荷将不断地流动，从而实现了将机械能转换电能，且发电能力较高。
附图说明
[0016]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。
[0017]图1为本专利技术提供的陀螺式摩擦纳米发电装置的结构示意图；
[0018]图2为本专利技术提供的发电本体的爆炸图；
[0019]图3本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种陀螺式摩擦纳米发电装置，其特征在于：包括轨道装置、发电本体和两个滚动体，所述轨道装置包括手持部件和两个圆环形的轨道本体，所述手持部件与两个所述轨道本体均固定连接；所述发电本体包括摩擦发电组件和限位部件，所述发电本体设置于两个所述滚动体之间并与两个所述滚动体均固定连接，各所述滚动体能够与各所述轨道本体磁性吸附且各所述滚动体能够在平行于各所述轨道本体的切线方向的外力作用下沿各所述轨道本体滚动；所述摩擦发电组件包括第一电极、第二电极、第一摩擦部件和圆环形的第二摩擦部件，所述第一摩擦部件的外表面能够与所述第二摩擦部件的内壁接触，且所述第一摩擦部件的外表面与所述第二摩擦部件的内壁具有不同的摩擦电极序，所述第一电极和所述第二电极均固定连接于所述第二摩擦部件的外壁上，所述第一电极和所述第二电极之间互不接触；所述限位部件与所述摩擦发电组件固定连接，所述限位部件具有两个限位面，由所述第二摩擦部件轴向的中间截面指向一个所述轨道本体所在平面的方向为第一方向，由所述第二摩擦部件轴向的中间截面指向另一个所述轨道本体所在平面的方向为第二方向，两个所述限位面能够分别限制所述第一摩擦部件沿所述第一方向和所述第二方向的运动，各所述滚动体能够通过沿各所述轨道本体滚动使所述第一摩擦部件在离心力的作用下沿所述第二摩擦部件的内壁滚动。2.根据权利要求1所述的陀螺式摩擦纳米发电装置，其特征在于：所...
【专利技术属性】
技术研发人员：李忠杰，崔冰雁，周丽朦，彭艳，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。