[发明专利]一种螺旋结构摩擦纳米发电机

说明书

本发明公开了一种螺旋结构摩擦纳米发电机，包括压帽，螺旋发电体和底座；压帽中的中心轴插入在底座中的支撑轴中，压帽可沿支撑轴上下移动和旋转；底座内部与螺旋发电体最外层相切合，固定螺旋发电体外部，防止螺旋发电体与底座发生相对滑动。

技术领域

本发明属于电子技术领域，涉及一种螺旋结构摩擦纳米发电机。

背景技术

自2012年以来，基于摩擦电和静电感应原理的摩擦纳米发电机发展十分迅速，由于制作工艺简单，材料便宜易得，器件轻便，转化效率高等特点，使得其成为未来机械发电的另一种选择。但是在其走向实用化的道路上仍然存在着一些没有解决的问题。其中摩擦纳米发电机中的摩擦发电装置和驱动摩擦发电装置动作的主动动作装置之间的连接是本领域技术人员需要解决的技术问题之一。

目前，将往复运动的机械能转换为电能的摩擦纳米发电机，主要使用的是接触起点效应或是滑动摩擦起电模两种模式。接触起电模式的发电器件，输出不平稳，导致得不理想的使用效果。滑动模式由于受接触面积的影响，直接器件的输出效果。

发明内容

其具体技术方案为：

一种螺旋结构摩擦纳米发电机，包括压帽，螺旋发电体和底座；

所述螺旋发电体，在沿轴向伸长和收缩时，内摩擦层和外摩擦层由于摩擦起电，产生电荷转移，内感应电极与外感应电极由于静电感应，产生电势差。

压帽中的中心轴插入在底座中的支撑轴中，压帽可沿支撑轴上下移动和旋转。

进一步，底座内部与螺旋发电体最外层相切合，固定螺旋发电体外部，防止螺旋发电体与底座发生相对滑动。

进一步，所述螺旋发电体为锥形螺旋结构，其中心层使用是绝缘弹性材料，是主要支撑部分。

进一步，所述螺旋发电体的中心层使用的厚度在1mm~2.5mm之间。

进一步，所述螺旋发电体内摩擦层与外摩擦层材料存在摩擦电极序差异。

进一步，所述螺旋发电体其结构由内至外别为，外摩擦层，弹性绝缘薄膜，外感应电极，弹性绝缘塑料，内感应电极，弹性绝缘薄膜，内摩擦层。

进一步，所述内摩擦层、内感应电极与外摩擦层、外感应电极在所述螺旋发电体中心层相对两侧且对称。

进一步，螺旋发电体中的内摩擦层和外摩擦层具有微纳米结构。

进一步，所述内摩擦层、外摩擦层与内感应电极、外感应电极之间使用绝缘体材料进行隔离。

进一步，所述内外摩擦层与内外感应电极尺寸相同。

进一步，所诉外摩擦层为绝缘体材料。

进一步，所述内摩擦层为绝缘体材料、半导体材料或者导体材料。

进一步，所述底座内部与螺旋发电体最外层相切合，固定螺旋发电体外部，防止螺旋发电体与底座发生相对滑动。

进一步，所述内摩擦层与外摩擦层始终贴合。

进一步，所述压帽在向下运动时，由于螺旋发电体会整体向下和向内收缩，由于螺旋发电体最外层固定；在压缩过程中，螺旋发电体的内摩擦层与外摩擦层发生相对滑动，发生电荷转移。由于静电效应，内外感应电极产生电势差，产生电流。

进一步，内感应电极与外感应电极之间的距离固定，形成了一个稳定的电容结构，使得螺旋发电体的输出电压更加稳定，输出电流更大。

有益效果：

本发明的目的在于提供一种往复式运动的螺旋结构摩擦纳米发电机，该产品结构简单，体积小，输出平稳，增强输出性能。

附图说明