[发明专利]一种摩擦发电机测试装置

说明书

本发明公开了一种摩擦发电机测试装置，涉及发电机技术领域。该摩擦发电机测试装置包括：屏蔽箱、线性马达、马达推杆、固‑液震荡固定台、磁吸式样品板、待测摩擦发电机、平板压力传感器、电流表和电压表；通过线性马达的直线往复式运动，可以精确控制对待测摩擦发电机产生的作用力；同时平板压力传感器还实时测定线性马达对待测摩擦发电机产生的撞击力度，提高了对待测摩擦发电机的测试精确度。该摩擦发电机测试装置的屏蔽箱为一体式屏蔽箱，占地面积小，更便于移动使用；可以实现对待测摩擦发电机垂直方向的检测和水平方向的检测，适用于对需要排除重力因素的待测摩擦发电机。

技术领域

本发明涉及发电机技术领域，特别是涉及一种摩擦发电机测试装置。

背景技术

摩擦发电机是近几年来兴起的一个新的研究方向，自2012年发明以来，受到越来越多人的关注。摩擦发电机可以将两个物体接触或摩擦产生的静电收集成可以利用的电能。摩擦纳米发电机按驱动方式主要分为滑动式和接触式两种。接触式摩擦发电机的原理为两种聚合物薄膜周期性的接触-分离会带有电性相反的摩擦电荷，两种聚合物薄膜的内表面会紧密接触并发生电荷转移，从而使得一种聚合物的内表面带正电，另一种聚合物的内表面带负电；当外力释放的时候，两个带相反电荷的表面就会自动分开，相反的摩擦电荷将会在两个表面之间产生一个电场，从而两种聚合物相当于两个电极，在两个电极之间形成电势差；而这个电势差会驱动电荷在外电路从一个电极流到另一个电极，直到两个电极的电势达到平衡状态；随后，当两种聚合物再次由于压缩而接触时，摩擦电荷诱导的电势差开始降低到零，转移的电荷将通过外电路流回，从而产生另一个方向相反的电流脉冲。当这种周期性的机械形变持续时，就会在电路回路中产生持续不断的交流信号。由于测试条件的多样性，目前尚未有较为专业的摩擦发电机装置的测试装置。现有的摩擦发电机测试装置使用的驱动装置由多个伺服电机以及滑轨组合而成，通过重力下落的方式来实现对摩擦层的撞击接触，无法达到目前摩擦发电机所需要的精确控制行程、压力和频率等苛刻条件。因此，现有的测试装置存在精确度差的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种摩擦发电机测试装置，解决了测试装置精确度差的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种摩擦发电机测试装置，包括：屏蔽箱、线性马达、马达推杆、固-液震荡固定台、磁吸式样品板、待测摩擦发电机、平板压力传感器、电流表和电压表；

所述屏蔽箱的内部用第一隔板分为第一空间和第二空间，所述第一空间用第二隔板分为第三空间和第四空间，所述第二空间用第三隔板分为第五空间和第六空间；

所述线性马达固定在所述第四空间；

所述马达推杆的一端穿过所述第二隔板与所述线性马达的输出轴固定连接，所述线性马达用于带动所述马达推杆进行直线往复式运动；

所述固-液震荡固定台设置在所述第三空间，所述固-液震荡固定台固定在所述马达推杆上；

所述磁吸式样品板设置在所述第三空间，所述磁吸式样品板包括：第一磁吸式样品板和第二磁吸式样品板；

所述第一磁吸式样品板的一面与所述马达推杆的另一端固定连接；所述第一磁吸式样品板的另一面与所述第二磁吸式样品板的一面相对设置；

所述待测摩擦发电机固定在所述固-液震荡固定台上，或所述待测摩擦发电机的电极设置在所述第一磁吸式样品板和所述第二磁吸式样品板上；

所述平板压力传感器设置在所述第三空间，所述平板压力传感器与所述第二磁吸式样品板固定连接，所述平板压力传感器用于实时测定所述线性马达在测试过程中产生的撞击力度；

所述电流表和所述电压表均设置在所述第五空间，所述电流表和所述电压表均与所述待测摩擦发电机电连接，所述电流表用于测量所述待测摩擦发电机在测试过程中产生的电流值，所述电压表用于测量所述待测摩擦发电机在测试过程中产生的电压值。