[发明专利]一种利用风能的摩擦静电发电机

权利要求书

1.一种利用风能的摩擦静电发电机，其特征在于：所述摩擦静电发电机包括若干正负极结构、绝缘转盘、绝缘圆筒外壳、空心连接轴、电极部件及外引导线；所述绝缘转盘置于绝缘圆筒外壳内，且绝缘转盘与绝缘圆筒外壳保持同心同轴；所述空心连接轴作为绝缘转盘的动力部件，安装于绝缘转盘内，带动绝缘转盘转动；所述正负极结构由摩擦电极、弹簧夹头两部分组成，弹簧夹头采用楔形夹紧的方式将摩擦电极的圆柱形一端夹紧于弹簧夹头的弹簧套一端；所述正负极结构分为同等数量的两部分，一部分均布在绝缘圆筒外壳的内壁上；同等数量的另一部分均布在绝缘转盘的外壁上；其中，绝缘转盘转动时上述两部分正负极结构作相对运动，每转过一定的角度，上述两部分正负极结构便产生相互摩擦接触；所述电极部件固定于弹簧夹头上，利用外引导线将弹簧夹头上各个电极部件连接；其中与所述绝缘转盘相连接的弹簧夹头，该弹簧夹头上的电极部件通过外引导线以串联方式连接，之后缠绕于绝缘转盘外壁的凹槽内，形成第一电极并导出；与所述绝缘圆筒外壳连接的弹簧夹头，该弹簧夹头上的电极部件同样通过外引导线以串联方式连接，之后缠绕于绝缘圆筒外壳内壁的凹槽内，形成第二电极并导出；

所述摩擦电极以高分子聚合物为主体，一端为夹紧于弹簧夹头的弹簧套的圆柱形，另一端为乒乓球拍形，采用磁控溅射的方法，在乒乓球拍形的正面或背面镀一层金属层；为了增强摩擦电极的韧性，延长其工作寿命，在高分子聚合物的内部嵌入一层人工纤维；

为了增强摩擦效应提高发电机的输出效率，从增大两部分正负极结构的摩擦电极表面积着手，即从增大转动过程中相接触的金属层与高分子聚合物的接触面积入手，将摩擦电极设计成乒乓球拍的形状；其中上述所采用的磁控溅射方法是针对高分子聚合物兵乓球拍面的正面或背面进行处理，当对正面进行处理，则背面与侧面不做任何处理；当对背面进行处理，则正面与侧面不做任何处理。

2.如权利要求1所述的一种利用风能的摩擦静电发电机，其特征在于：所述正负极结构分为同等数量的两部分，一部分均布在绝缘圆筒外壳的内壁上；同等数量的另一部分均布在绝缘转盘的外壁上，指：一部分正负极结构通过弹簧夹头的弹簧套相对端与绝缘转盘外壁通过平键以过盈配合方式连接，并随绝缘转盘转动；同等数量的另一部分正负极结构通过弹簧夹头的弹簧套相对端与绝缘圆筒外壳内壁通过平键以过盈配合方式连接。

3.如权利要求1所述的一种利用风能的摩擦静电发电机，其特征在于：所述高分子聚合物为聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、苯胺甲醛树脂、聚甲醛、乙基纤维素、聚酰胺、三聚氰胺甲醛、聚乙二醇丁二酸酯、纤维素、纤维素乙酸酯或聚己二酸乙二醇酯。

4.如权利要求1所述的一种利用风能的摩擦静电发电机，其特征在于：为了增强摩擦效应提高发电机的输出效率，在高分子聚合物表面用微加工的方法制作各种规则的模型阵列，微结构阵列结构为纳米方块或纳米棒，通过阳极氧化、光刻蚀或离子刻蚀制备。

5.如权利要求1所述的一种利用风能的摩擦静电发电机，其特征在于：所述摩擦电极的金属层采用的材料是铜。

6.如权利要求1所述的一种利用风能的摩擦静电发电机，其特征在于：所述正负极结构规格相同、相对位置不变且间隔均匀，分别安装在绝缘转盘外壁和绝缘圆筒外壳内壁上，其中安装在绝缘转盘外壁上相邻的正负极结构的圆心角与安装在绝缘圆筒外壳内壁上相邻的正负极结构的圆心角相等。

7.如权利要求1所述的一种利用风能的摩擦静电发电机，其特征在于：安装在绝缘转盘外壁上的正负极结构和绝缘圆筒外壳内壁上的正负极结构，为了确保在风能的推动下能充分接触摩擦产生摩擦电荷，应使绝缘转盘外壁上的正负极结构的摩擦电极的金属层面与绝缘圆筒外壳内壁上的正负极结构的摩擦电极的高分子聚合物面相接触或使绝缘转盘外壁上的正负极结构的摩擦电极的高分子聚合物面与绝缘圆筒外壳内壁上的正负极结构的摩擦电极的金属层面相接触。

8.如权利要求1所述的一种利用风能的摩擦静电发电机，其特征在于：空心连接轴的顶端安装有风能机械结构。