本实用新型专利技术公开了一种风力摩擦发电装置，包括：依次层叠设置的、形状尺寸匹配的第一基板、第一电极、第一高分子聚合物绝缘层、第二高分子聚合物绝缘层、第二电极和第二基板；连接第一基板和第二基板两端的第一垂直支撑结构和第二垂直支撑结构，第二垂直支撑结构的长度小于第一垂直支撑结构的长度，其中，第一电极紧邻第一基板，第一高分子聚合物绝缘层、第二高分子聚合物绝缘层和第二电极的第一端均固定在第一垂直支撑结构上并且第二端均悬空。本实用新型专利技术的风力摩擦发电装置具有能源绿色清洁、产生交流电的频率高、发电效率高、发电电压高的优点。本实用新型专利技术还提出了具有该风力摩擦发电装置的照明装置和显示装置。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
—种风力摩擦发电装置、具有其的照明装置与显示装置
本技术属于发电驱动设备领域，具体涉及一种风力摩擦发电装置、具有其的照明装置与显示装置。
技术介绍
随着科技发展，采用纳米技术构建的能量收集和转换装置已经面世。王中林教授等已研发出了一种摩擦发电机，由于其环保、节能、自驱动性质而受到广泛关注。现有技术中摩擦发电机包括:依次层叠设置的第一电极，第一高分子聚合物绝缘层，第二高分子聚合物绝缘层以及第二电极。其中，第一电极设置在第一高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上，第二电极设置在第二高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上，第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面与第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面接触摩擦并在第一电极和第二电极处感应出电荷，第一电极和第二电极构成摩擦发电机的两个输出端。第一高分子聚合物绝缘层的材料和第二高分子聚合物绝缘层的材料为聚酰亚胺薄膜、聚烯烃类薄膜、聚酯类薄膜等，第一电极和第二电极的材料为金属、合金、导电陶瓷、ITO玻璃等。在常规应用环境中外界扰动频率较低，由于上述摩擦发电机中各层材料质量较大，跟随运动频率和幅度都比较小，只能产生低频率的低压交流电，不能直接供直流驱动的发光二极管LED和液晶显示屏IXD使用。如果需要供发光二极管LED照明和液晶显示屏IXD显示，需要另接整流电路模块、滤波电路模块甚至稳压变压电路模块，设备的成本、体积增加，应用范围有限。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本技术的第一个目的在于提出一种能够提供较高频率交流电的风力摩擦发电装置。为此，根据本技术实施例的风力摩擦发电装置，包括:依次层叠设置的、形状尺寸匹配的第一基板、第一电极、第一高分子聚合物绝缘层、第二高分子聚合物绝缘层、第二电极和第二基板；第一垂直支撑结构，所述第一垂直支撑结构连接所述第一基板的第一端和所述第二基板的第一端；和第二垂直支撑结构，所述第二垂直支撑结构连接所述第一基板的第二端和所述第二基板的第二端，所述第二垂直支撑结构的长度小于所述第一垂直支撑结构的长度，其中，所述第一电极紧邻所述第一基板，所述第一高分子聚合物绝缘层的第一端、所述第二高分子聚合物绝缘层的第一端和第二电极的第一端均固定在所述第一垂直支撑结构上，所述第一高分子聚合物绝缘层的第二端、所述第二高分子聚合物绝缘层的第二端和第二电极的第二端均悬空。根据本技术实施例的风力摩擦发电装置，其中第一高分子聚合物绝缘层、第二高分子聚合物绝缘层以及第二电极一端固定而另一端悬空，更容易在外界扰动下做受迫运动，有效地增加了各层材料之间的发生摩擦的概率，从而提高了发电效率，也提高了产生的交流电的频率。此外，由于第二垂直支撑结构的长度小于第一垂直支撑结构的长度，使得第一电极、第一高分子聚合物绝缘层，第二高分子聚合物绝缘层以及第二电极的悬空端之间比固定端之间的间距更为紧凑，有利于进一步增加各层材料之间的发生摩擦的概率，以及，层间间距减小意味着各层振动振幅减小，在风力作用下能量损失减小，因此第一高分子聚合物绝缘层与第二高分子摩擦层更容易接触摩擦产生电荷，更容易在第一电极和第二电极处感应电荷，从而进一步提高了发电效率和产生交流电的频率。此外，根据本技术实施例的风力摩擦发电装置还可以具有如下附加技术特征:在本技术的一个示例中，所述第二高分子聚合物绝缘层的材料为多孔纸、多孔聚酯纤维薄膜或多孔聚丙烯薄膜(PP)。在本技术的一个示例中，所述第二电极的材料为导电布。在本技术的一个示例中，所述第二电极的材料为包含导电层的柔性复合薄膜。在本技术的一个示例中，所述第二电极与所述第二高分子聚合物绝缘层形状匹配，相互贴合，同步运动并且具有共同的固定端。在本技术的一个示例中，所述第一高分子聚合物绝缘层的材料为无掺杂或者掺杂有金属氧化物纳米线的聚偏氟乙烯薄膜(PVDF)、聚四氟乙烯薄膜(PTFE)或聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(PET)。在本技术的一个示例中，所述第一高分子聚合物绝缘层的两个侧表面中的至少一个面上设有微米级或纳米级的微纳结构。在本技术的一个不例中，所述第一电极的材料为金属、合金、导电陶瓷、石墨烯、银纳米涂层或金属氧化物中的一种或多种的组合。在本技术的一个示例中，所述第一基板、第二基板、第一垂直支撑结构和第二垂直支撑结构的材料为力学刚性的亚克力、玻璃、不锈钢、陶瓷或硬质高分子聚合物中的一种或多种的组合。为此，本技术的第二个目的在于提出一种照明装置。根据本技术实施例的照明装置，包括:发光二极管；以及与所述发光二极管相连的、所述的风力摩擦发电装置，所述风力摩擦发电装置用于驱动所述发光二极管进行照明。为此，本技术的第三个目的在于提出一种显示装置。根据本技术实施例的显示装置，包括:液晶显示屏；和与所述液晶显示屏相连的、所述的风力摩擦发电装置，所述风力摩擦发电装置用于驱动所述液晶显示屏进行显/Jn ο本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。【附图说明】本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1是本技术实施例的风力摩擦发电装置的立体结构示意图；图2是本技术实施例的风力摩擦发电装置的剖面图；和图3是本技术实施例的照明装置的驱动器短路电流-时间曲线图。【具体实施方式】下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。如图1和图2所示，本技术一个实施例的风力摩擦发电装置包括:依次层叠设置的、形状尺寸匹配的第一基板100、第一电极200、第一高分子聚合物绝缘层300、第二高分子聚合物绝缘层400、第二电极500和第二基本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种风力摩擦发电装置，其特征在于，包括：依次层叠设置的、形状尺寸匹配的第一基板、第一电极、第一高分子聚合物绝缘层、第二高分子聚合物绝缘层、第二电极和第二基板；第一垂直支撑结构，所述第一垂直支撑结构连接所述第一基板的第一端和所述第二基板的第一端；和第二垂直支撑结构，所述第二垂直支撑结构连接所述第一基板的第二端和所述第二基板的第二端，所述第二垂直支撑结构的长度小于所述第一垂直支撑结构的长度，其中，所述第一电极紧邻所述第一基板，所述第一高分子聚合物绝缘层的第一端、所述第二高分子聚合物绝缘层的第一端和第二电极的第一端均固定在所述第一垂直支撑结构上，所述第一高分子聚合物绝缘层的第二端、所述第二高分子聚合物绝缘层的第二端和第二电极的第二端均悬空。
【技术特征摘要】
1.一种风力摩擦发电装置，其特征在于，包括: 依次层叠设置的、形状尺寸匹配的第一基板、第一电极、第一高分子聚合物绝缘层、第二高分子聚合物绝缘层、第二电极和第二基板； 第一垂直支撑结构，所述第一垂直支撑结构连接所述第一基板的第一端和所述第二基板的第一端；和 第二垂直支撑结构，所述第二垂直支撑结构连接所述第一基板的第二端和所述第二基板的第二端，所述第二垂直支撑结构的长度小于所述第一垂直支撑结构的长度， 其中，所述第一电极紧邻所述第一基板，所述第一高分子聚合物绝缘层的第一端、所述第二高分子聚合物绝缘层的第一端和第二电极的第一端均固定在所述第一垂直支撑结构上，所述第一高分子聚合物绝缘层的第二端、所述第二高分子聚合物绝缘层的第二端和第二电极的第二端均悬空。2.如权利要求1所述的风力摩擦发电装置，其特征在于，所述第二高分子聚合物绝缘层的材料为多孔纸、多孔聚酯纤维薄膜或多孔聚丙烯薄膜(PP)。3.如权利要求1所述的风力摩擦发电装置，其特征在于，所述第二电极的材料为导电布。4.如权利要求1所述的风力摩擦发电装置，其特征在于，所述第二电极的材料为包含导电层的柔性复合薄膜。5.如权利要求1-4任一项所述的风力摩擦发电装置，其特征在于，所述第二电极与所述第二高分子聚合物绝缘层形状匹配，相...
【专利技术属性】
技术研发人员：王珊，刘红阁，
申请(专利权)人：纳米新能源唐山有限责任公司，
类型：实用新型
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。