[发明专利]一种多电极摩擦发电装置

说明书

本发明公开了一种多电极摩擦发电装置，至少包括一个摩擦发电组，所述摩擦发电组由多个摩擦面按照不同的高低顺序排布构成多块电极，当外力在一次按压过程中，位于最高位置的电极优先接触，导致其它电极上的电子重新平衡，使得电子定向移动，形成电流；当其它电极面依次接触时，电子再次的进行重新分布、平衡，最终产生多个脉冲信号；当外力撤去时，电子流向与施加外力时的电子流向相反，得到大小与方向不同的多个脉冲信号。本发明在一次施加力和撤去力的动作中，通过数目和位置不等的摩擦接触面可以得到大小、方向和数目等特征不同的组合脉冲信号，可广泛的用于分析预测物体的运动状态、加速度传感、振动测量等方面。

技术领域

本发明涉及一种发电装置，尤其涉及一种多电极摩擦发电装置。

背景技术

摩擦发电技术是一种新型的发电技术，与纳米表面修饰技术结合起来，逐渐形成一门摩擦电子学。该类学科研究的是如何把自然界中的随处可见的机械能转化为电能，只要存在滑动、接触等运动形式，都可以利用摩擦发电技术产生电能。该类装置设备简单、造价低、不污染环境、适用范围广，是一种清洁、绿色的能源技术，广泛应用于智能传感、定位、发电等方面。

摩擦是一种自然界中广泛存在的一种形式，产生的静电，无论在生活还是在工业生产中，都被认为是一种危害，是要防止和避免的。然而，自摩擦电子学提出以来，摩擦运动受到国内外研究学者的极大兴趣，正是因为它可以通过设计特殊的发电结构单元，把因接触产生的静电收集起来，使得正、负电荷分别在两个电极上富集，产生一定的电势差，当连接外电路时，可对外提供电能，使得静电能发挥积极正面的作用。

目前，基于摩擦发电装置的应用率相对较低，主要是因为已有的摩擦发电设备相对较少，一次有效触发通常只产生一个周期的电信号，形式相对单一，影响到摩擦发电机的市场应用与开发。

发明内容

为了解决摩擦发电机产生的交流信号周期单一而导致应用受限的问题，本发明提供一种多电极摩擦发电装置，使得一次触发，在两两电极之间可以产生多组不同特征的交流脉冲信号。由于摩擦发电机产生的脉冲信号具有峰值功率高的特点，使得该类型的装置可广泛应用于位置探测、高度传感、加速度传感等方面。

为了达到上述目的，本发明采用的技术手段是：一种多电极摩擦发电装置，至少包括一个摩擦发电组，所述摩擦发电组由多个摩擦面按照不同的高低顺序排布构成多块电极，当外力在一次按压过程中，位于最高位置的电极优先接触，导致其它电极上的电子重新平衡，使得电子定向移动，形成电流；当其它电极面依次接触时，电子再次的进行重新分布、平衡，最终产生多个脉冲信号；当外力撤去时，电子流向与施加外力时的电子流向相反，得到大小与方向不同的多个脉冲信号。

进一步的，所述脉冲信号的信号大小和方向的不同，通过设置不同高度的电极、使用不同的电极功能层或使用不同面积的摩擦面获得。

更进一步的，所述摩擦发电组至少包括一个支撑体，在支撑体上设置有表面覆盖一层导电层的绝缘空心定体，在绝缘空心定体内设置一个动导体，动导体的一端连接弹性件I，弹性件I安装在支撑体上并位于绝缘空心定体的空心内，在动导体上方设置一个用于提供摩擦面的绝缘压盖。

更进一步的，所述绝缘空心定体为空心圆柱体，动导体为圆柱体，绝缘空心定体的圆环表面积与动导体的圆形截面的圆面积相等。

更进一步的，所述绝缘空心定体外设置外绝缘壳体，外绝缘壳体一端连接绝缘压盖，另一端连接安装在支撑体上的弹性件II。

进一步的，所述导电电极层和摩擦接触面的材质为导体材料，绝缘摩擦层的材质为绝缘材料。

更进一步的，所述导体材料为金属单质、合金、非金属导电材料，所述绝缘材料为高分子、氧化物或陶瓷。