[发明专利]一种电机内置式柱状摩擦发电装置

说明书

本发明提出的一种电机内置式柱状摩擦发电装置，属于发电装置技术领域。包括由左端盖、外筒上盖、外筒下盖和右端盖围合而成的外筒，以及位于该外筒内部的外转子无刷电机和圆柱状内筒；外转子无刷电机的定子与左端盖固定连接，外转子无刷电机的转子跟内筒左端固定连接，在外转子无刷电机转子的带动下，内筒在外筒内做周期性旋转运动；内筒包括内筒本体和粘贴于该内筒本体外表面的第一摩擦层；外筒上盖和外筒下盖结构相同，均分别包括外筒盖本体，以及在该外筒盖本体内侧依次粘贴的电极层和第二摩擦层。本发明将旋转电机放置在柱状摩擦发电装置内，便携性好。电机的定子和转子分别跟外筒和内筒固定，避免了连轴器连接，结构紧凑、稳定性好。

技术领域

本发明属于发电装置技术领域，涉及一种柱状摩擦发电装置，特别是提供了一种电机内置式柱状摩擦发电装置结构。

背景技术

能量采集是目前世界的一个研究热点，通过各种装置，从自然界中采集和存储能量。美国佐治亚理工学院的王中林教授课题组开创的纳米摩擦发电机是其中非常热门的一种，通过摩擦起电和静电效应，将一部分机械能转化为电能。目前纳米摩擦发电机已经在很多方面得到应用，比如柔性可穿戴服装、信号检测、蓝色能源等。摩擦发电机能够在多种频率下产生电压和电流，特别是满足功率需求不高的用电器使用。

旋转运动是最常见的机械运动，运动具有周期性，容易实现，因此多种形式的旋转摩擦发电机被发明出来，如：

中国专利公开号CN101527528A，公开日是2009年9月9日，发明专利名称为旋转摩擦发电机，该专利提出的一种旋转摩擦发电机为三维柱状，通过定子和转子上的不同绝缘材料进行轴向的圆周面旋转摩擦产生电荷。

中国专利公开号CN103780136A，公开日是2014年5月7日，发明专利名称为输出恒定电流的旋转摩擦发电机，该专利提出的旋转摩擦发电机是双层平面结构，两个摩擦层相对摩擦产生电荷，未摩擦的面上设置有电极。

中国专利公开号CN103825489A，公开日是2014年5月28日，发明专利名称为旋转摩擦发电机、稳压输出电路和供电装置，该专利中提出的旋转摩擦发电机，上方是平面摩擦层，下方是平面交错电极层，通过摩擦层跟电极层的径向平面旋转摩擦产生电荷。

以上三个专利围绕旋转发电装置结构设计展开叙述，但没有考虑外部动力输入装置的集成方式。旋转式摩擦发电装置由于机械旋转运动具有周期性，是一种发电信号比较稳定的装置，然而以上发电装置一般要有外部动力输入，比如手摇，水力冲击或者电机。手摇的快慢和水流的大小都会影响输出信号的波动，为了获得稳定的电信号，使用定速装置是一种优先选择。典型的定速装置是定速电机，而常用的电机是外置的，电机轴直接作为以上装置的旋转轴或者通过连轴器将电机轴同以上装置旋转轴连接起来，外置电机和连轴器要占用额外的空间体积，而且连轴器的使用也给动力传递带来了一定的不稳定性。电机跟发电装置的一体化结构设计是装置实现小型化和增加便携性的过程中一个亟待解决的问题。

发明内容

为了实现旋转电机跟发电装置的一体化设计，改善整体装置的便携性，本发明提出了一种电机内置式柱状摩擦发电装置，该装置将电机跟发电结构集成设计，将电机内置到发电装置中。通过将装置的定子和转子分别同电机的定子和转子固联，避免了连轴器额外固定的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提出的一种电机内置式柱状摩擦发电装置，其特征在于，包括由左端盖、外筒上盖、外筒下盖和右端盖围合而成且内部具有圆柱状空间的外筒，以及位于该外筒内部的外转子无刷电机和圆柱状内筒；

所述外转子无刷电机的定子与所述左端盖固定连接，所述外转子无刷电机的转子跟所述内筒左端固定连接，在外转子无刷电机转子的带动下，所述内筒在所述外筒内部做周期性旋转运动；

所述内筒包括内筒本体和粘贴于所述内筒本体外表面的第一摩擦层，该第一摩擦层由N个第一摩擦子层构成，N＝1～18；