一種轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)及摩擦發(fā)電單元的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)，包括相對設(shè)置的第一摩擦發(fā)電單元(100)和第二摩擦發(fā)電單元(200)，第一摩擦發(fā)電單元(100)和第二摩擦發(fā)電單元(200)包括可轉(zhuǎn)動的摩擦體(110，210)和套設(shè)在摩擦體外側(cè)的電極體(120，220)；第一摩擦發(fā)電單元(100)和第二摩擦發(fā)電單元(200)中的摩擦體(110，210)可接觸摩擦；第一摩擦發(fā)電單元(100)和第二摩擦發(fā)電單元(200)中的電極體(120，220)為轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)的輸出電極。本實(shí)用新型還公開了一種摩擦發(fā)電單元。本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)及摩擦發(fā)電單元通過轉(zhuǎn)動輥上的接觸摩擦面與支撐架內(nèi)壁上的電極板的電荷感應(yīng)作用，使得接觸摩擦面的一次摩擦可產(chǎn)生多次發(fā)電效果，提高了發(fā)電效率，保證了發(fā)電量。
【專利說明】一種轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)及摩擦發(fā)電單元
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種發(fā)電裝置，尤其涉及一種轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)及摩擦發(fā)電單元。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，物體和物體之間相互摩擦?xí)r會使一方帶上負(fù)電，另一方帶上正電，這種由于物體間摩擦而產(chǎn)生的電叫摩擦電。摩擦電是自然界最常見的現(xiàn)象之一，且摩擦電的產(chǎn)生條件非常寬泛，因此，如果能夠?qū)⒛Σ岭姂?yīng)用到發(fā)電領(lǐng)域，勢必會給人們的生活帶來更多的便利。
[0003]但是，目前根據(jù)摩擦發(fā)電原理制作出的摩擦發(fā)電機(jī)工作時(shí)的大部分能量用于克服摩擦力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，成為無用功，而只有少部分能量用于克服靜電引力做功轉(zhuǎn)化為電能，因此，現(xiàn)有技術(shù)中缺少一種通過改變摩擦發(fā)電機(jī)的接觸摩擦方式，減小瞬時(shí)接觸摩擦面積、降低摩擦阻力，從而提高發(fā)電效率的摩擦發(fā)電機(jī)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠通過改變摩擦發(fā)電機(jī)的接觸摩擦方式，減小瞬時(shí)接觸摩擦面積、降低摩擦阻力，從而提高發(fā)電效率的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)及摩擦發(fā)電單元。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的一種轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)及摩擦發(fā)電單元的具體技術(shù)方案為:
[0006]一種轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)，包括相對設(shè)置的第一摩擦發(fā)電單元和第二摩擦發(fā)電單元，第一摩擦發(fā)電單元和第二摩擦發(fā)電單元包括:可轉(zhuǎn)動的摩擦體，摩擦體的外表面經(jīng)過摩擦易產(chǎn)生電荷；以及套設(shè)在摩擦體外側(cè)的電極體，外表面上帶有電荷的摩擦體可使外側(cè)的電極體上感應(yīng)出異種電荷；其中，第一摩擦發(fā)電單元和第二摩擦發(fā)電單元中的摩擦體可接觸摩擦，且兩個(gè)摩擦體相互接觸的外表面上易產(chǎn)生的電荷的電性相反；第一摩擦發(fā)電單元和第二摩擦發(fā)電單元中的電極體為轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)的輸出電極。
[0007]一種摩擦發(fā)電單元，包括:可轉(zhuǎn)動的摩擦體,摩擦體的外表面經(jīng)過摩擦易產(chǎn)生電荷；以及套設(shè)在摩擦體外側(cè)的電極體，外表面上帶有電荷的摩擦體可使外側(cè)的電極體上感應(yīng)出異種電荷。
[0008]與現(xiàn)有摩擦發(fā)電機(jī)相比，本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)及摩擦發(fā)電單元具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0009]I)本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)及摩擦發(fā)電單元通過兩個(gè)轉(zhuǎn)動輥之間的滾動使接觸摩擦面接觸摩擦，以接觸摩擦方式替代滑動摩擦的方式，這不僅減小了瞬時(shí)接觸摩擦面積，也同時(shí)大大地降低了摩擦阻力，從而提高了發(fā)電效率，保證了發(fā)電量。
[0010]2)本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)及摩擦發(fā)電單元通過轉(zhuǎn)動輥上的摩擦面與支撐架內(nèi)壁上的電極板的電荷感應(yīng)作用，使得摩擦面的一次摩擦可產(chǎn)生多次發(fā)電效果，提高了發(fā)電效率，保證了發(fā)電量。
[0011]3)本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)及摩擦發(fā)電單元通過將摩擦發(fā)電單元中的接觸摩擦面和電極體中電極板間隔分區(qū)設(shè)置，有利于降低輸出電壓，提高輸出電流。
[0012]4)本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)及摩擦發(fā)電單元通過轉(zhuǎn)動輥上的多個(gè)摩擦面的周期性接觸摩擦，以及支撐架內(nèi)壁上設(shè)置的多個(gè)電極板，降低了摩擦面積、摩擦面接觸時(shí)間等因素對發(fā)電量的影響，提高了工業(yè)化使用的可行性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)的立體圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)的側(cè)視圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)中的第一摩擦發(fā)電單元的立體圖；
[0016]圖4為圖3中的轉(zhuǎn)動輥的立體圖；
[0017]圖5為圖3中的支撐架的立體圖；
[0018]圖6為圖5中的殼體的立體圖；
[0019]圖7為圖5中的固定架的立體圖；
[0020]圖8為本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)的第一實(shí)施例的運(yùn)行原理圖一；
[0021]圖9為本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)的第一實(shí)施例的運(yùn)行原理圖二 ；
[0022]圖10為本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)的第一實(shí)施例的運(yùn)行原理圖三；
[0023]圖11為本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)的第一實(shí)施例的運(yùn)行原理圖四；
[0024]圖12為本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)的第二實(shí)施例的運(yùn)行原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了更好的了解本實(shí)用新型的目的、結(jié)構(gòu)及功能，下面結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的一種轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)及摩擦發(fā)電單元做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0026]如圖1至圖12所示，本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)包括相對設(shè)置的第一摩擦發(fā)電單元100和第二摩擦發(fā)電單元200。其中，第一摩擦發(fā)電單元100和第二摩擦發(fā)電單元200包括可轉(zhuǎn)動的摩擦體和套設(shè)在摩擦體外側(cè)的電極體，摩擦體的外表面經(jīng)過摩擦易產(chǎn)生電荷，而外表面上帶有電荷的摩擦體又可使套設(shè)在外側(cè)的電極體上感應(yīng)出異種電荷。
[0027]本實(shí)施例中，第一摩擦發(fā)電單元100和第二摩擦發(fā)電單元200中的摩擦體可接觸摩擦，且兩個(gè)摩擦體相互接觸的外表面上易產(chǎn)生的電荷的電性相反。此外，第一摩擦發(fā)電單元100和第二摩擦發(fā)電單元200中的電極體為本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)的輸出電極。
[0028]故而，本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)可通過第一摩擦發(fā)電單元100和第二摩擦發(fā)電單元200中的可轉(zhuǎn)動的摩擦體的接觸摩擦，使摩擦體的外表面上分別產(chǎn)生正、負(fù)電荷，進(jìn)而外表面上帶有正、負(fù)電荷的摩擦體又會使各自外側(cè)的電極體上感應(yīng)出相應(yīng)的負(fù)、正電荷，由此便可在與第一摩擦發(fā)電單元100和第二摩擦發(fā)電單元200中的電極體相連的外電路300中產(chǎn)生電流。
[0029]下面結(jié)合圖1至圖7對本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)中的各組件的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。其中，由于第一摩擦發(fā)電單元100和第二摩擦發(fā)電單元200的結(jié)構(gòu)相似，故下面主要以第一摩擦發(fā)電單元100為例進(jìn)行詳細(xì)說明，第二摩擦發(fā)電單元200的結(jié)構(gòu)可參照第一摩擦發(fā)電單元100設(shè)置。
[0030]如圖3和圖4所示，第一摩擦發(fā)電單元100中的可轉(zhuǎn)動的摩擦體為轉(zhuǎn)動輥110。其中，轉(zhuǎn)動輥110的兩端形成有轉(zhuǎn)動軸111，轉(zhuǎn)動輥110的外圓周面上間隔設(shè)置有多個(gè)接觸摩擦面112，接觸摩擦面112沿轉(zhuǎn)動輥110的軸向延伸，且接觸摩擦面112經(jīng)過摩擦易產(chǎn)生電荷。優(yōu)選轉(zhuǎn)動輥110上相鄰的接觸摩擦面112之間的間距與接觸摩擦面112在轉(zhuǎn)動輥110的圓周方向上的寬度相等。應(yīng)注意的是，本實(shí)用新型中的相鄰的接觸摩擦面112之間的間隔的形成方式可以是采用橫截面為齒輪狀結(jié)構(gòu)棱柱體作為轉(zhuǎn)動輥110直接形成(如圖3所示)，也可以采用在圓柱體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動輥110上直接貼附接觸摩擦面形成的條狀凸起形成，此處不做限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。
[0031]可選地，本實(shí)用新型的第一摩擦發(fā)電單元100和第二摩擦發(fā)電單元200中的接觸摩擦面112、212的材料不僅可以為高分子聚合物材料，也可以為其它易摩擦起電的材料，此處不做限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。當(dāng)?shù)谝荒Σ涟l(fā)電單元100和第二摩擦發(fā)電單元200中的接觸摩擦面112、212的材料為高分子聚合物材料時(shí)，可選自聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基薄膜，甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚異丁烯薄膜、聚氨酯柔性海綿薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸鹽薄膜中的任意一種。
[0032]此外，應(yīng)知悉的是，本實(shí)施例中，第一摩擦發(fā)電單元100中的接觸摩擦面112上易產(chǎn)生的電荷的電性應(yīng)與相對的第二摩擦發(fā)電單元200中的接觸摩擦面212上易產(chǎn)生的電荷的電性相反，也即，在靜電序列中，第一摩擦發(fā)電單元100中的接觸摩擦面112所用材料與第二摩擦發(fā)電單元200中的接觸摩擦面212所用材料要彼此相互遠(yuǎn)離。例如，第一摩擦發(fā)電單元100中的接觸摩擦面112上易產(chǎn)生的電荷的電性為正時(shí)，與之相對接觸的第二摩擦發(fā)電單元200中的接觸摩擦面212上易產(chǎn)生的電荷的電性則為負(fù)，也即，第一摩擦發(fā)電單元100中的接觸摩擦面112 (高分子聚合物材料)要比第二摩擦發(fā)電單元200中的接觸摩擦面212(高分子聚合物材料)更易失去電子；反之亦然。
[0033]進(jìn)一步，對第一摩擦發(fā)電單元100中的轉(zhuǎn)動輥110上的接觸摩擦面112的數(shù)目沒有限制，可為奇數(shù)或偶數(shù)。其中，當(dāng)轉(zhuǎn)動輥110上的接觸摩擦面112的數(shù)目為奇數(shù)時(shí)，轉(zhuǎn)動輥110上的多個(gè)接觸摩擦面112上易產(chǎn)生的電荷的電性應(yīng)全都相同，即轉(zhuǎn)動輥110上的多個(gè)接觸摩擦面112要比與其接觸摩擦的轉(zhuǎn)動輥210上的多個(gè)接觸摩擦面212更易得到電子或者更易失去電子；而當(dāng)轉(zhuǎn)動輥110上的接觸摩擦面112的數(shù)目為偶數(shù)時(shí)，轉(zhuǎn)動輥110上的相鄰的接觸摩擦面112上易產(chǎn)生的電荷的電性可以設(shè)置為相反，也即，轉(zhuǎn)動輥110上的多個(gè)接觸摩擦面112上易產(chǎn)生的電荷的電性為正、負(fù)交替設(shè)置；另外，轉(zhuǎn)動輥110上的接觸摩擦面112的數(shù)目為偶數(shù)時(shí)，轉(zhuǎn)動輥110上的多個(gè)接觸摩擦面112上易產(chǎn)生的電荷的電性也可以設(shè)置為全都相同，即轉(zhuǎn)動輥110上的多個(gè)接觸摩擦面112要比與其接觸摩擦的轉(zhuǎn)動輥210上的多個(gè)接觸摩擦面212更易得到電子或者更易失去電子。
[0034]進(jìn)一步，如圖1所示，為保證第一摩擦發(fā)電單元100中的轉(zhuǎn)動輥110和第二摩擦發(fā)電單元200中的轉(zhuǎn)動輥210相互接觸摩擦?xí)r的準(zhǔn)確性和轉(zhuǎn)動的同步性，第一摩擦發(fā)電單元100和第二摩擦發(fā)電單元200中分別設(shè)置有同步齒輪113、213。其中，轉(zhuǎn)動輥110、210上的轉(zhuǎn)動軸111、211分別與同步齒輪113、213相連，且兩個(gè)同步齒輪113、213相互嚙合，由此便可使得第一摩擦發(fā)電單元100和第二摩擦發(fā)電單元200中的轉(zhuǎn)動輥110、210的轉(zhuǎn)動保持同步，從而保證轉(zhuǎn)動輥110、210上的接觸摩擦面112、212相對接觸摩擦的準(zhǔn)確性。如圖3、圖5至圖7所示，第一摩擦發(fā)電單元100中的套設(shè)在摩擦體外側(cè)的電極體為支撐架120。其中，支撐架120上形成有可環(huán)繞轉(zhuǎn)動輥110的殼體121，且殼體121的內(nèi)表面上間隔設(shè)置有多個(gè)電極板122，電極板122沿殼體121的軸向延伸，轉(zhuǎn)動輥110上帶有電荷時(shí)的接觸摩擦面112可使殼體121內(nèi)表面上的電極板122感應(yīng)出異種電荷。應(yīng)注意的是，本實(shí)用新型中的殼體121內(nèi)表面上的電極板122的數(shù)目與尺寸可根據(jù)轉(zhuǎn)動輥110的外圓周面上的接觸摩擦面112的數(shù)目與尺寸進(jìn)行設(shè)定。
[0035]進(jìn)一步，如圖7所示，支撐架120上還設(shè)置有固定架123，轉(zhuǎn)動輥110的轉(zhuǎn)動軸111可設(shè)置在固定架123上，以使轉(zhuǎn)動輥110的外圓周面上的接觸摩擦面112與殼體121內(nèi)表面上的電極板122之間形成空隙。應(yīng)注意的是，如圖5所示，本實(shí)施例中，支撐架120上設(shè)置有兩個(gè)固定架123，且兩個(gè)固定架123分別設(shè)置在支撐架120上的殼體121的兩端，固定架123上形成有轉(zhuǎn)軸孔，轉(zhuǎn)動輥110的兩個(gè)端部的轉(zhuǎn)動軸111可穿過固定架123上的轉(zhuǎn)軸孔設(shè)置。
[0036]其中，本實(shí)用新型的第一摩擦發(fā)電單元100和第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板122,222的材料可選自銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金；其中，金屬是金、銀、鉬、鈕、招、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、猛、鑰、鶴或fL ;合金是招合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金中的一種。
[0037]下面結(jié)合圖8至圖11對本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)的第一實(shí)施例的工作原理進(jìn)行簡要說明。應(yīng)注意是，第一實(shí)施例中是以第一摩擦發(fā)電單元100中的接觸摩擦面112與第二摩擦發(fā)電單元200中的接觸摩擦面212的數(shù)目為奇數(shù)，且第一摩擦發(fā)電單元100為順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，第二摩擦發(fā)電單元200為逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，第一摩擦發(fā)電單元100中的接觸摩擦面112上易產(chǎn)生的電荷的電性為正，第二摩擦發(fā)電單元200中的接觸摩擦面212上易產(chǎn)生的電荷的電性為負(fù)進(jìn)行描述的。此外，本實(shí)施例中的外電路300與第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122和第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222相連，其連接形式為:第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122間隔著連接為一組，第二摩擦發(fā)電單元200中的對應(yīng)位置處的電極板222連接為一組，外電路300的兩端分別與上述兩組電極板相連。本實(shí)施例中，如圖8所示，由于轉(zhuǎn)動棍在轉(zhuǎn)動時(shí),與同一個(gè)轉(zhuǎn)動棍相對應(yīng)的幾個(gè)電極板上會存在相位差，因此給出了兩組外電路。
[0038]I)如圖8所示，第一摩擦發(fā)電單元100中的轉(zhuǎn)動輥110和第二摩擦發(fā)電單元200中的轉(zhuǎn)動輥210相對轉(zhuǎn)動(轉(zhuǎn)動輥的轉(zhuǎn)動可由外設(shè)的動力源提供動力，如風(fēng)力、水流、人體運(yùn)動、機(jī)械運(yùn)動等)。
[0039]第一摩擦發(fā)電單元100中的接觸摩擦面112與第二摩擦發(fā)電單元200中的接觸摩擦面212正對接觸摩擦，由于第一摩擦發(fā)電單元100中的接觸摩擦面112要比第二摩擦發(fā)電單元200中的接觸摩擦面212更易失去電子，因而第一摩擦發(fā)電單元100中的接觸摩擦面112上產(chǎn)生正電荷，第二摩擦發(fā)電單元200中的接觸摩擦面212上產(chǎn)生相應(yīng)的負(fù)電荷。
[0040]2)如圖9所示，第一摩擦發(fā)電單元100中的轉(zhuǎn)動輥110和第二摩擦發(fā)電單元200中的轉(zhuǎn)動輥210繼續(xù)相對轉(zhuǎn)動。
[0041]第一摩擦發(fā)電單元100中的帶有正電荷的接觸摩擦面112轉(zhuǎn)動到與第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122相對的位置，由此，第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122上便會相應(yīng)地感應(yīng)出負(fù)電荷；而第二摩擦發(fā)電單元200中的帶有負(fù)電荷的接觸摩擦面212轉(zhuǎn)動到與第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222相對的位置，由此，第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222上便會相應(yīng)地感應(yīng)出正電荷。而且第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122和第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222上感應(yīng)出的電荷量會隨著接觸摩擦面和電極板正對面積的增大而逐漸增加。
[0042]由于電荷感應(yīng)的作用，第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122和第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222之間便會出現(xiàn)電勢差，當(dāng)將第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122和第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222分別與外電路300連通時(shí)，電子就會從第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222流向第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122，也即會產(chǎn)生由第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122流向第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222的電流。
[0043]3)如圖10所示，第一摩擦發(fā)電單元100中的轉(zhuǎn)動輥110和第二摩擦發(fā)電單元200中的轉(zhuǎn)動輥210繼續(xù)相對轉(zhuǎn)動。
[0044]第一摩擦發(fā)電單元100中的帶有正電荷的接觸摩擦面112與第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122的正對面積達(dá)到最大值，第二摩擦發(fā)電單元200中的帶有負(fù)電荷的接觸摩擦面212與第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222的正對面積達(dá)到最大值。此時(shí)，第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122和第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222上感應(yīng)出的電荷量達(dá)到最大值。
[0045]4)如圖11所示，第一摩擦發(fā)電單元100中的轉(zhuǎn)動輥110和第二摩擦發(fā)電單元200中的轉(zhuǎn)動輥210繼續(xù)相對轉(zhuǎn)動。
[0046]隨著接觸摩擦面和電極板正對面積的逐漸減小，第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122和第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222上感應(yīng)出的電荷量也相應(yīng)地逐漸減小。由此，電子會從第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122流向第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222，也即會產(chǎn)生由第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222流向第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122的電流。
[0047]5)第一摩擦發(fā)電單元100中的轉(zhuǎn)動輥110和第二摩擦發(fā)電單元200中的轉(zhuǎn)動輥210繼續(xù)相對轉(zhuǎn)動便會重復(fù)上述過程。
[0048]下面結(jié)合圖12對本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)的第二實(shí)施例的工作原理進(jìn)行簡要說明。應(yīng)注意是，第二實(shí)施例中是以第一摩擦發(fā)電單元100中的接觸摩擦面112與第二摩擦發(fā)電單元200中的接觸摩擦面212的數(shù)目為偶數(shù)，且第一摩擦發(fā)電單元100為順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，第二摩擦發(fā)電單元200為逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，第一摩擦發(fā)電單元100中的相鄰的接觸摩擦面112上易產(chǎn)生的電荷的電性為正、負(fù)交替設(shè)置，第二摩擦發(fā)電單元200中的相鄰的接觸摩擦面212上易產(chǎn)生的電荷的電性為負(fù)、正交替設(shè)置進(jìn)行描述的。此外，本實(shí)施例中的外電路300與第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122和第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222相連，其連接形式為:第一摩擦發(fā)電單元100中的感應(yīng)出正電荷的電極板122和第二摩擦發(fā)電單元200中的感應(yīng)出正電荷的電極板222連接為一組，第一摩擦發(fā)電單元100中的感應(yīng)出負(fù)電荷的電極板122和第二摩擦發(fā)電單元200中的感應(yīng)出負(fù)電荷的電極板222連接為一組，外電路300的兩端分別與上述兩組電極板相連。本實(shí)施例中，如圖12所示，由于轉(zhuǎn)動輥在轉(zhuǎn)動時(shí)，與同一個(gè)轉(zhuǎn)動輥相對應(yīng)的幾個(gè)電極板上會存在相位差，因此給出了兩組外電路。
[0049]I)第一摩擦發(fā)電單元100中的轉(zhuǎn)動輥110和第二摩擦發(fā)電單元200中的轉(zhuǎn)動輥210相對轉(zhuǎn)動。
[0050]第一摩擦發(fā)電單元100中的易產(chǎn)生的電荷的電性為正的接觸摩擦面112與第二摩擦發(fā)電單元200中的易產(chǎn)生的的電性為負(fù)的接觸摩擦面212正對接觸摩擦，因而第一摩擦發(fā)電單元100中的接觸摩擦面112上產(chǎn)生正電荷，第二摩擦發(fā)電單元200中的接觸摩擦面212上產(chǎn)生相應(yīng)的負(fù)電荷。
[0051]2)第一摩擦發(fā)電單元100中的轉(zhuǎn)動輥110和第二摩擦發(fā)電單元200中的轉(zhuǎn)動輥210繼續(xù)相對轉(zhuǎn)動。
[0052]第一摩擦發(fā)電單元100中的帶有正電荷的接觸摩擦面112轉(zhuǎn)動到與第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122相對的位置，由此，第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122上便會相應(yīng)地感應(yīng)出負(fù)電荷；而第二摩擦發(fā)電單元200中的帶有負(fù)電荷的接觸摩擦面212轉(zhuǎn)動到與第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222相對的位置，由此，第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222上便會相應(yīng)地感應(yīng)出正電荷。
[0053]由于電荷感應(yīng)的作用，第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122和第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222之間便會出現(xiàn)電勢差，當(dāng)將第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122和第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222分別與外電路300連通時(shí)，電子又會從第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222流向第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122，也即會產(chǎn)生由第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122流向第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222的電流。
[0054]同時(shí)，后續(xù)的第一摩擦發(fā)電單元100中的易產(chǎn)生的電荷的電性為負(fù)的接觸摩擦面112轉(zhuǎn)動到與第二摩擦發(fā)電單元200中的易產(chǎn)生的電荷的電性為正的接觸摩擦面212正對接觸摩擦，進(jìn)而第一摩擦發(fā)電單元100中的接觸摩擦面112上產(chǎn)生負(fù)電荷，第二摩擦發(fā)電單元200中的接觸摩擦面212上產(chǎn)生相應(yīng)的正電荷。
[0055]3)第一摩擦發(fā)電單元100中的轉(zhuǎn)動輥110和第二摩擦發(fā)電單元200中的轉(zhuǎn)動輥210繼續(xù)相對轉(zhuǎn)動。
[0056]第一摩擦發(fā)電單元100中的帶有正電荷的接觸摩擦面112與第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122的正對面積達(dá)到最大值，第二摩擦發(fā)電單元200中的帶有負(fù)電荷的接觸摩擦面212與第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222的正對面積達(dá)到最大值。此時(shí)，第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122和第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222上感應(yīng)出的電荷量達(dá)到最大值。
[0057]4)第一摩擦發(fā)電單元100中的轉(zhuǎn)動輥110和第二摩擦發(fā)電單元200中的轉(zhuǎn)動輥210繼續(xù)相對轉(zhuǎn)動。
[0058]隨著接觸摩擦面和電極板正對面積的逐漸減小，第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122和第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222上感應(yīng)出的電荷量也相應(yīng)地逐漸減小。由此，電子會從第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122流向第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222，也即會產(chǎn)生由第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222流向第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122的電流。
[0059]5)第一摩擦發(fā)電單元100中的轉(zhuǎn)動輥110和第二摩擦發(fā)電單元200中的轉(zhuǎn)動輥210繼續(xù)相對轉(zhuǎn)動。
[0060]第一摩擦發(fā)電單元100中的帶有負(fù)電荷的接觸摩擦面112轉(zhuǎn)動到與第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122相對的位置，由此，第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122上便會相應(yīng)地感應(yīng)出正電荷；而第二摩擦發(fā)電單元200中的帶有正電荷的接觸摩擦面212轉(zhuǎn)動到與第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222相對的位置，由此，第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222上便會相應(yīng)地感應(yīng)出負(fù)電荷。
[0061]第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122和第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222之間便會出現(xiàn)電勢差，進(jìn)而電子會從第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122流向第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222，也即會產(chǎn)生由第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222流向第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122的電流。
[0062]同時(shí)，后續(xù)的第一摩擦發(fā)電單元100中的易產(chǎn)生的電荷的電性為正的接觸摩擦面112轉(zhuǎn)動到與第二摩擦發(fā)電單元200中的易產(chǎn)生的電荷的電性為負(fù)的接觸摩擦面212正對接觸摩擦，進(jìn)而第一摩擦發(fā)電單元100中的接觸摩擦面112上產(chǎn)生正電荷，第二摩擦發(fā)電單元200中的接觸摩擦面212上產(chǎn)生相應(yīng)的負(fù)電荷。
[0063]6)第一摩擦發(fā)電單元100中的轉(zhuǎn)動輥110和第二摩擦發(fā)電單元200中的轉(zhuǎn)動輥210繼續(xù)相對轉(zhuǎn)動。
[0064]第一摩擦發(fā)電單元100中的帶有負(fù)電荷的接觸摩擦面112與第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122的正對面積達(dá)到最大值，第二摩擦發(fā)電單元200中的帶有正電荷的接觸摩擦面212與第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222的正對面積達(dá)到最大值。第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122和第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222上感應(yīng)出的電荷量達(dá)到最大值。
[0065]7)第一摩擦發(fā)電單元100中的轉(zhuǎn)動輥110和第二摩擦發(fā)電單元200中的轉(zhuǎn)動輥210繼續(xù)相對轉(zhuǎn)動。
[0066]隨著接觸摩擦面和電極板正對面積的逐漸減小，第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122和第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222上感應(yīng)出的電荷量也相應(yīng)地逐漸減小。由此，電子會從第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222流向第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122，也即會產(chǎn)生由第一摩擦發(fā)電單元100中的電極板122流向第二摩擦發(fā)電單元200中的電極板222的電流。
[0067]8)第一摩擦發(fā)電單元100中的轉(zhuǎn)動輥110和第二摩擦發(fā)電單元200中的轉(zhuǎn)動輥210繼續(xù)相對轉(zhuǎn)動便會重復(fù)上述過程。
[0068]本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)通過轉(zhuǎn)動輥上的摩擦面與支撐架內(nèi)壁上的電極板的電荷感應(yīng)作用，使得接觸摩擦面的一次摩擦可產(chǎn)生多次發(fā)電效果，降低了摩擦阻力以及由于摩擦帶來的能量損失，提高了發(fā)電效率，保證了發(fā)電量。
[0069]此外，應(yīng)注意的是，本實(shí)用新型中的第一摩擦發(fā)電單元和第二摩擦發(fā)電單元也可分開使用。例如，一個(gè)摩擦發(fā)電單元可與一個(gè)由摩擦發(fā)電材料層、電極材料層組成的構(gòu)件相對設(shè)置，并使摩擦發(fā)電單元中的轉(zhuǎn)動輥上的接觸摩擦面與該構(gòu)件中的摩擦發(fā)電材料層相互接觸摩擦。由此，便可通過使摩擦發(fā)電單元中的轉(zhuǎn)動輥上的接觸摩擦面與該構(gòu)件中的摩擦發(fā)電材料層相互接觸摩擦，以感應(yīng)出相應(yīng)的電荷，進(jìn)而便可在摩擦發(fā)電單元中的電極板與該構(gòu)件中的電極材料層之間產(chǎn)生電流。
[0070]另外，本實(shí)用新型的摩擦發(fā)電單元還可以將多個(gè)摩擦發(fā)電單元組合在一起使用，此處不做限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。如上述所述的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)，是將第一摩擦發(fā)電單元和第二摩擦發(fā)電單元相對設(shè)置，但是，也可以在第一摩擦發(fā)電單元的另一側(cè)相對于第二摩擦發(fā)電單元對稱的位置設(shè)置第三摩擦發(fā)電單元，使三個(gè)摩擦發(fā)電單元同時(shí)轉(zhuǎn)動接觸摩擦。且當(dāng)為多個(gè)摩擦發(fā)電單元時(shí)，對于摩擦發(fā)電單元中的轉(zhuǎn)動輥的大小可以相等也可以不相等，此處不做限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0071]以上借助具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做了進(jìn)一步描述，但是應(yīng)該理解的是，這里具體的描述，不應(yīng)理解為對本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和范圍的限定，本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員在閱讀本說明書后對上述實(shí)施例做出的各種修改，都屬于本實(shí)用新型所保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，包括相對設(shè)置的第一摩擦發(fā)電單元(100)和第二摩擦發(fā)電單元(200)，第一摩擦發(fā)電單元(100)和第二摩擦發(fā)電單元(200)包括: 可轉(zhuǎn)動的摩擦體(110，210)，摩擦體(110，210)的外表面經(jīng)過摩擦易產(chǎn)生電荷；以及 套設(shè)在摩擦體外側(cè)的電極體(120，220)，外表面上帶有電荷的摩擦體(110，210)可使外側(cè)的電極體(120，220)上感應(yīng)出異種電荷； 其中，第一摩擦發(fā)電單元(100)和第二摩擦發(fā)電單元(200)中的摩擦體(110，210)可接觸摩擦，且兩個(gè)摩擦體(110，210)相互接觸的外表面上易產(chǎn)生的電荷的電性相反； 第一摩擦發(fā)電單元(100)和第二摩擦發(fā)電單元(200)中的電極體(120，220)為轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)的輸出電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，第一摩擦發(fā)電單元(100)和第二摩擦發(fā)電單元(200)中的可轉(zhuǎn)動的摩擦體為轉(zhuǎn)動輥(110，210)，轉(zhuǎn)動輥(110，210)的外圓周面上間隔設(shè)置有多個(gè)接觸摩擦面(112，212)，接觸摩擦面(112，212)沿轉(zhuǎn)動輥(110，210)的軸向延伸，接觸摩擦面(112，212)經(jīng)過摩擦易產(chǎn)生電荷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，轉(zhuǎn)動輥(110，210)上的接觸摩擦面(112，212)的數(shù)目為奇數(shù)，轉(zhuǎn)動輥(110，210)上的多個(gè)接觸摩擦面(112，212)上經(jīng)過摩擦易產(chǎn)生的電荷的電性相同；或轉(zhuǎn)動輥(110，210)上的接觸摩擦面(112，212)的數(shù)目為偶數(shù)，轉(zhuǎn)動輥(110，210)上相鄰的接觸摩擦面(112，212)上經(jīng)過摩擦易產(chǎn)生的電荷的電性相反。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，第一摩擦發(fā)電單元(100)和第二摩擦發(fā)電單元(200)中的轉(zhuǎn)動輥(110，210)上分別設(shè)置有同步齒輪(113，213)，兩個(gè)同步齒輪(113，213)相互嚙合，以使第一摩擦發(fā)電單元(100)和第二摩擦發(fā)電單元(200)中的轉(zhuǎn)動輥(110，210)的轉(zhuǎn)動保持同步。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，轉(zhuǎn)動輥(110，210)上相鄰的接觸摩擦面(112，212)之間的間距與接觸摩擦面(112，212)在轉(zhuǎn)動輥(110，210)的圓周方向上的寬度相等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，第一摩擦發(fā)電單元(100)和第二摩擦發(fā)電單元(200)中的套設(shè)在摩擦體外側(cè)的電極體為支撐架(120，220)，支撐架(120,220)上形成有可環(huán)繞摩擦體的殼體(121，221)，殼體(121，221)的內(nèi)表面上間隔設(shè)置有多個(gè)電極板(122，222)，電極板(122，222)沿殼體(121，221)的軸向延伸，外表面上帶有電荷的摩擦體可使殼體(121，221)內(nèi)表面上的電極板(122，222)感應(yīng)出相應(yīng)的電荷。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)動摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，支撐架(120，220)上設(shè)置有固定架(123，223)，可轉(zhuǎn)動的摩擦體的轉(zhuǎn)動軸設(shè)置在固定架(123，223)上，以使摩擦體與殼體(121，221)內(nèi)表面上的電極板(122，222)之間形成空隙。
8.—種摩擦發(fā)電單元，其特征在于，包括: 可轉(zhuǎn)動的摩擦體(110，210)，摩擦體(110，210)的外表面經(jīng)過摩擦易產(chǎn)生電荷；以及 套設(shè)在摩擦體外側(cè)的電極體(120，220)，外表面上帶有電荷的摩擦體(110，210)可使外側(cè)的電極體(120，220)上感應(yīng)出異種電荷。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的摩擦發(fā)電單元，其特征在于，可轉(zhuǎn)動的摩擦體為轉(zhuǎn)動輥(110，210)，轉(zhuǎn)動輥(110，210)的外圓周面上間隔設(shè)置有多個(gè)接觸摩擦面(112，212)，接觸摩擦面(112,212)沿轉(zhuǎn)動輥(110，210)的軸向延伸，接觸摩擦面(112，212)經(jīng)過摩擦易產(chǎn)生電荷。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的摩擦發(fā)電單元，其特征在于，套設(shè)在摩擦體外側(cè)的電極體為支撐架(120，220)，支撐架(120，220)上形成有可環(huán)繞摩擦體的殼體(121，221)，殼體(121，221)的內(nèi)表面上間隔設(shè)置有多個(gè)電極板(122，222)，電極板(122，222)沿殼體(121,221)的軸向延伸，外表面上帶有電荷的摩擦體可使殼體(121，221)內(nèi)表面上的電極板(122，222)感應(yīng)出異種電荷。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的摩擦發(fā)電單元，其特征在于，支撐架(120，220)上設(shè)置有固定架(123，223)，可轉(zhuǎn)動的摩擦體的轉(zhuǎn)動軸設(shè)置在固定架(123，223)上，并使摩擦體與殼體(121，221)內(nèi)表面上的電極板(122，222)之間形成空隙。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的摩擦發(fā)電單元，其特征在于，轉(zhuǎn)動輥(110，210)上相鄰的接觸摩擦面(112，212)之間的間距與接觸摩擦面(112，212)在轉(zhuǎn)動輥(110，210)的圓周方向上的寬度相等。
【文檔編號】H02N1/04GK204156751SQ201420587836
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】孫利佳, 刁海豐, 趙豪 申請人:納米新能源（唐山）有限責(zé)任公司