【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种除尘装置及除尘方法，具体涉及一种火星车太阳能电池板除尘装置及除尘方法，属于静电除尘。
技术介绍
1、太空探索给我们提供了了解宇宙和地球以外世界的机会。通过太空探索可以寻找太空资源，如水、氧气和稀有金属等，这些资源在未来的太空殖民和深空探索中具有很重要的价值。火星是太阳系内最接近地球的行星，因此火星是理想的太空探索研究目标。
2、但是火星上的环境和地球相差较大，火星大气稀薄，太阳辐射可以直接到达火星表面，火星表面的沙粒和尘埃因为紫外线的照射而带电，同时尘埃颗粒在火星表面相互摩擦或碰撞中会失去或获得电子，因此火星上存在大量的带电尘埃，这些带电尘埃会给探索活动带来严重的问题。尘埃由于其体积和质量都很小，在受到任何扰动时很容易被扬起，并且由于尘埃带电，导致其粘附在太阳能电池板、光学元件等其它设备上，会显著降低这些设备的性能，nasa已将尘埃问题视为其星球探索计划的优先事项。
3、太空探索需要能源提供维持其运行，太阳能是可再生的能源，只要有太阳光就能够不断产生电能，这对于仪器及设备的长期运行的极其重要。目前我国火星探测中应用的能源是太阳能，火星上的带电尘埃及尘暴附着在太阳能电池板上会严重影响太阳能电池板的发电效率。美国的勇气号和机遇号太阳能电池板因为尘埃的积累而导致发电效率受到严重影响，因此火星车太阳能电池板除尘意义重大。
技术实现思路
1、本专利技术为解决现有火星探测中火星上的带电尘埃及尘暴附着在太阳能电池板上严重影响太阳能电池板发电效率的问题，在
2、本专利技术为解决上述问题采取的技术方案是：
3、一种火星车太阳能电池板除尘装置，包括风能收集机构、摩擦纳米发电机和太阳能电池板静电除尘电极，所述摩擦纳米发电机包括电机转动轴和铜栅电极板，所述摩擦纳米发电机的电机转动轴上方末端与所述风能收集机构固定连接，所述太阳能电池板静电除尘电极与所述摩擦纳米发电机的铜栅电极板相连接。
4、进一步的，所述摩擦纳米发电机还包括轴承上盖板、法兰轴承、绝缘防尘罩、四个转子单元、四个定子单元和装置固定底板，轴承上盖板和装置固定底板由上至下依次通过法兰轴承安装在电机转动轴上，且轴承上盖板通过绝缘防尘罩与装置固定底板连接，转子单元位于定子单元的上方，四个转子单元和四个定子单元依次交错穿叉间隔布置于轴承上盖板和装置固定底板之间的电机转动轴上。
5、进一步的，定子单元包括定子底板，铜栅电极板固定安装在定子底板上，铜栅电极板上表面布设有ptfe薄膜后交叉排列分布有第一铜栅电极和第二铜栅电极，定子底板边缘上开设有定子底板定位孔和四个电极板定位孔，相邻两个电极板定位孔之间的角度为22.5°。
6、进一步的，第一铜栅电极为内环形阵列分布且相互连通的四个扇状电极，第二铜栅电极为外环形阵列分布且相互连通的四个扇状电极。
7、进一步的，转子单元包括转子底板，转子底板下表面设有四块扇形兔毛，四块扇形兔毛以转子底板的中心为圆心的同一圆周均匀分布在转子底板上。
8、进一步的，转子底板的下表面和铜栅电极板上表面之间的距离为6-7mm，扇形兔毛的厚度与转子底板的下表面和铜栅电极板上表面之间的距离相适形。
9、进一步的，装置固定底板上开设有底板固定孔和导线出口。
10、进一步的，所述风能收集机构为杯式风能收集机构，包括风杯、风杯旋转架、风杯法兰和联轴器，风杯安装在所述风杯旋转架上，风杯法兰与所述风杯旋转架相连接，联轴器设于所述风能收集机构的底端通过联轴器与电机转动轴上方末端固定连接。
11、进一步的，所述太阳能电池板静电除尘电极为多个透明电极，多个透明电极通过导线与铜栅电极板相连接。
12、一种火星车太阳能电池板除尘方法，其特征在于：包括如下步骤：
13、s1：所述风能收集机构将风速线性地变换成电机转动轴的转速；
14、s2：所述摩擦纳米发电机输出四项交变电压至四项电极；
15、s3：多个四项电极之间产生行波电场，完成除尘。
16、本专利技术的有益效果是：
17、1.本专利技术利用静电除去车体表面的尘埃和颗粒物，可以提高太阳能电池板的发电效率，增加火星车的能源供应，提高太阳能电池板性能。
18、2.本专利技术通过摩擦纳米发电机可以根据火星上的风能自动产生高压电，在不借助太阳能的前提下实现对火星车表面的自动除尘。
19、3.本专利技术通过摩擦纳米发电机利用风能产生电能，可以为静电除尘系统提供另一种收获能源的途径。同时风能也可以作为紧急能源，在火星车冬眠结束后更好的唤醒火星车。
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1.一种火星车太阳能电池板除尘装置，其特征在于：包括风能收集机构、摩擦纳米发电机和太阳能电池板静电除尘电极，所述摩擦纳米发电机包括电机转动轴(24)和铜栅电极板，所述摩擦纳米发电机的电机转动轴(24)上方末端与所述风能收集机构固定连接，所述太阳能电池板静电除尘电极与所述摩擦纳米发电机的铜栅电极板相连接。
2.根据权利要求1所述的一种火星车太阳能电池板除尘装置，其特征在于：所述摩擦纳米发电机还包括轴承上盖板(21)、法兰轴承(22)、绝缘防尘罩(23)、四个转子单元(25)、四个定子单元(26)和装置固定底板(29)，轴承上盖板(21)和装置固定底板(29)由上至下依次通过法兰轴承(22)安装在电机转动轴(24)上，且轴承上盖板(21)通过绝缘防尘罩(23)与装置固定底板(29)连接，转子单元(25)位于定子单元(26)的上方，四个转子单元(25)和四个定子单元(26)依次交错穿叉间隔布置于轴承上盖板(21)和装置固定底板(29)之间的电机转动轴(24)上。
3.根据权利要求2所述的一种火星车太阳能电池板除尘装置，其特征在于：定子单元(26)包括定子底板(2
4.根据权利要求3所述的一种火星车太阳能电池板除尘装置，其特征在于：第一铜栅电极(266)为内环形阵列分布且相互连通的四个扇状电极，第二铜栅电极(267)为外环形阵列分布且相互连通的四个扇状电极。
5.根据权利要求3所述的一种火星车太阳能电池板除尘装置，其特征在于：转子单元(25)包括转子底板(252)，转子底板(252)下表面设有四块扇形兔毛(253)，四块扇形兔毛(253)以转子底板(252)的中心为圆心的同一圆周均匀分布在转子底板(252)上。
6.根据权利要求5所述的一种火星车太阳能电池板除尘装置，其特征在于：转子底板(252)的下表面和下方相邻铜栅电极板上表面之间的距离为6-7mm，扇形兔毛(253)的厚度与转子底板(252)的下表面和铜栅电极板上表面之间的距离相适形。
7.根据权利要求3所述的一种火星车太阳能电池板除尘装置，其特征在于：装置固定底板(29)上开设有底板固定孔(291)和导线出口(292)。
8.根据权利要求1所述的一种火星车太阳能电池板除尘装置，其特征在于：所述风能收集机构为杯式风能收集机构，包括风杯(11)、风杯(11)旋转架、风杯法兰(12)和联轴器(13)，风杯(11)安装在所述风杯(11)旋转架上，风杯法兰(12)与所述风杯(11)旋转架相连接，联轴器(13)设于所述风能收集机构的底端通过联轴器(13)与电机转动轴(24)上方末端固定连接。
9.根据权利要求1所述的一种火星车太阳能电池板除尘装置，其特征在于：所述太阳能电池板静电除尘电极为多个透明电极(31)，多个透明电极(31)通过导线与铜栅电极板相连接。
10.一种火星车太阳能电池板除尘方法，其特征在于：包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种火星车太阳能电池板除尘装置，其特征在于：包括风能收集机构、摩擦纳米发电机和太阳能电池板静电除尘电极，所述摩擦纳米发电机包括电机转动轴(24)和铜栅电极板，所述摩擦纳米发电机的电机转动轴(24)上方末端与所述风能收集机构固定连接，所述太阳能电池板静电除尘电极与所述摩擦纳米发电机的铜栅电极板相连接。
2.根据权利要求1所述的一种火星车太阳能电池板除尘装置，其特征在于：所述摩擦纳米发电机还包括轴承上盖板(21)、法兰轴承(22)、绝缘防尘罩(23)、四个转子单元(25)、四个定子单元(26)和装置固定底板(29)，轴承上盖板(21)和装置固定底板(29)由上至下依次通过法兰轴承(22)安装在电机转动轴(24)上，且轴承上盖板(21)通过绝缘防尘罩(23)与装置固定底板(29)连接，转子单元(25)位于定子单元(26)的上方，四个转子单元(25)和四个定子单元(26)依次交错穿叉间隔布置于轴承上盖板(21)和装置固定底板(29)之间的电机转动轴(24)上。
3.根据权利要求2所述的一种火星车太阳能电池板除尘装置，其特征在于：定子单元(26)包括定子底板(262)，铜栅电极板固定安装在定子底板(262)上，铜栅电极板上表面布设有ptfe薄膜(265)后交叉排列分布有第一铜栅电极(266)和第二铜栅电极(267)，定子底板(262)边缘上开设有定子底板定位孔(263)和四个电极板定位孔(264)，相邻两个电极板定位孔(264)之间的角度为22.5°。
4.根据权利要求3所述的一种火星车太阳能电池板除尘装置，其特征在于：第一铜栅电极(266)为内环形阵...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨飞，王哲平，徐金随，任铭扬，岳洪浩，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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