[发明专利]滑动模式摩擦纳米发电机结构

说明书

公开了一种滑动模式摩擦纳米发电机结构，滑动模式摩擦纳米发电机结构中，圆柱体外壳具有中心轴线和围绕中心轴线的筒壁，筒壁在垂直于中心轴线的周向上延伸预定厚度；外侧电极设于筒壁的端部，外侧电极沿着端部远离中心轴线的外缘延伸；内侧电极设于筒壁的端部，内侧电极沿着端部靠近中心轴线的内缘延伸；摩擦层设于外侧电极的靠近中心轴线的内侧；液体金属可滑动地位于内侧电极和摩擦层之间，液体金属摩擦层和内侧电极的切向上自由滑动，液体金属在滑动过程中始终与内侧电极以及摩擦层相接触，液体金属和摩擦层接触面积发生变化产生交流信号。

技术领域

本发明属于摩擦纳米发电机技术领域，特别是一种滑动模式摩擦纳米发电机结构。

背景技术

振动是人类生活环境中最重要、最普遍的机械运动形式之一，它可以由各种不同的来源产生，如机械、基础设施(如建筑、桥梁等)，甚至是海浪和潮汐。因此在当今能源形势紧张的时代，如何利用这些能量，将其转换为对人类有益的能源是亟需解决的问题。

海洋占据地球约四分之三的面积，其中蕴藏着巨大的能量，是目前最优异的可再生能源之一。海洋能量具有能量频率低、能量峰值随机性高、能量环境复杂、分布面积广等特点。目前主要依靠的电磁感应原理的发电机适用于高能量频率、能量来源于统一运动方向以及大规模集中式发电，因此并不适用于海洋能量的收集。摩擦纳米发电机具有高电压、低电流的输出特性，并且成本低、易分布以及适应能力强的优势，并且在低频范围内具有优异的发电能力，因此在收集海洋能方面具有明显的优势。

摩擦纳米发电具有结构简单，便于加工，成本较低的优势，因此在大规模应用上，成本相较于传统电磁发电机具有较大优势。由于海洋流场环境复杂多变，传统摩擦纳米发电机在长时间工作后损耗较高，不能保证性能，因此如何设计环境适应性强且具有较高输出的新型摩擦纳米发电机是亟需解决的问题。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种滑动模式摩擦纳米发电机结构,用于收集潮汐能和海洋能,全新的圆柱体构型采用滑动模式的摩擦纳米发电机原理，实现摩擦发电的效果。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现，一种滑动模式摩擦纳米发电机结构包括：

圆柱体外壳，其具有中心轴线和围绕所述中心轴线的筒壁，所述筒壁在垂直于所述中心轴线的周向上延伸预定厚度；

外侧电极，其设于所述筒壁的端部，所述外侧电极沿着所述端部远离所述中心轴线的外缘延伸；

内侧电极，其设于所述筒壁的端部，所述内侧电极沿着所述端部靠近所述中心轴线的内缘延伸；

摩擦层，其设于所述外侧电极的靠近所述中心轴线的内侧；

液体金属，其可滑动地位于所述内侧电极和摩擦层之间，所述液体金属摩擦层和内侧电极的切向上自由滑动，液体金属在滑动过程中始终与内侧电极以及摩擦层相接触，液体金属和摩擦层接触面积发生变化产生交流信号。

所述的滑动模式摩擦纳米发电机结构中，所述液体金属位于所述内侧电极和摩擦层之间且在中心轴线方向上自由滑动。

所述的滑动模式摩擦纳米发电机结构中，所述圆柱体外壳设有球铰结构以相互组合形成滑动模式摩擦纳米发电机结构阵列。

所述的滑动模式摩擦纳米发电机结构中，所述圆柱体外壳为非完整圆柱的对称结构。

所述的滑动模式摩擦纳米发电机结构中，所述非完整圆柱的对称结构为半圆柱结构。

所述的滑动模式摩擦纳米发电机结构中，所述外侧电极、摩擦层和内侧电极为圆弧结构。

所述的滑动模式摩擦纳米发电机结构中，所述外侧电极、摩擦层和内侧电极共圆心。