[发明专利]一种发电单元、发电装置、监测传感器及可拓展平台

说明书

本发明公开了一种发电单元，发电装置、监测传感器以及可拓展平台，应用于发电技术领域，包括：基球空腔、弹性球、第一电极和第二电极；所述第一电极和所述第二电极相对设置，且置于所述基球空腔的内壁上；所述弹性球置于所述基球空腔内；发电装置，其特征在于，包括：若干发电单元；若干所述发电单元均匀分层排布，每层若干所述发电单元通过串联或并联方式连接。本发明提供了一种基于周期空腔式结构的摩擦发电单元、发电装置、监测传感器及可拓展平台，不仅能够保证电能输出，而且能够起到监测海洋河流的波动、人流量、车流量，同时能够可以为其他用电器进行供电。

技术领域

本发明涉及发电技术领域，更具体的说是涉及一种基于周期空腔式结构的摩擦发电单元、发电装置、监测传感器及可拓展平台。

背景技术

已有的收集振动能量方式有传统的压电式和最近几年新出现的基于摩擦起电原理的发电技术。

压电式俘能器的原理是环境振动带动压电结构的振动产生极化电荷进行发电，具有能量密度高、结构简单、易于加工制作以及实现小型化和集成化等优点，但其主要缺点是需要结构发生共振才有较大能量输出，并且输出电压低、器件加工成本较高。

基于摩擦起电原理的发电技术(简称TENG)，则是基于麦克斯韦位移电流原理，将摩擦起电和静电感应结合起来，能直接将无规则的低频机械运动高效转化为电能，不需要复杂的机构，具有材料选择多样、成本低、器件结构灵活以及输出电压高等诸多优点。然而目前基于摩擦起电原理的单一发电单元的电能收集量小。

因此，如何提供一种大能量的基于摩擦起电原理的周期空腔式结构的摩擦发电单元、发电装置、监测传感器及可拓展平台是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于周期空腔式结构的摩擦发电单元、发电装置、监测传感器及可拓展平台，不仅能够保证电能输出，而且能够起到监测海洋河流的波动、人流量、车流量，同时能够可以为其他用电器进行供电。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种发电单元，包括：基球空腔、弹性球、第一电极和第二电极；所述第一电极和所述第二电极相对设置，且置于所述基球空腔的内壁上；所述弹性球置于所述基球空腔内。

基于上述技术方案，主要是利用摩擦起电现象(即是当两个物体相互接触后，一个物体表面失去或获得电荷，另一个物体则得到或失去等量的电荷)和静电感应原理，把环境中微小的振动能量转化成电能的发电方法。

一种基于周期空腔式结构的摩擦发电装置，包括：若干如权利要求1中所述的发电单元；若干所述发电单元呈三维周期性排布，每层若干所述发电单元和层间发电单元通过串联或并联方式连接。

基于上述技术方案，将发电单元分层排布，大大提高整体的发电效果。

优选的，在上述的一种基于周期空腔式结构的摩擦发电装置中，所述第一电极与相邻的所述发电单元的第一电极连接，同时所述第二电极与相邻的所述发电单元的第二电极连接。

优选的，在上述的一种基于周期空腔式结构的摩擦发电装置中，所述第一电极与相邻的所述发电单元的第二电极连接，同时所述第二电极与另一相邻的所述发电单元的第一电极连接。

一种监测传感器，包括一种基于周期空腔式结构的摩擦发电装置和示波器；所述示波器分别与所述摩擦发电装置的两极连接。

基于上述技术方案，示波器能够根据摩擦发电装置输出的电信号变化，监测海洋河流的波动、人流量、车流量。

一种可拓展平台，包括一种基于周期空腔式结构的摩擦发电装置和用电设备；所述用电设备与所述摩擦发电装置电性连接。

基于上述技术方案，用电设备可以是信号灯，摩擦发电装置为信号灯发电。