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专利摘要

本发明公开了一种双层波浪形杂化纳米发电机，包括若干平置于摩擦源表面的结构单元组成，在每个结构单元中具有：被固定在上、中、下基底上镀有电极的塑料膜与镀有电极的波浪弹性塑料片形成的摩擦单元，以及上下线圈与中间永磁铁所形成的电磁单元；在外界振动作用，摩擦发电机中的中间基板上下振动使得摩擦极性相差较大表面接触面积增大和减小，因而有脉冲信号输出，而电磁发电机中通过上下线圈的磁通量发生变化，因而也有脉冲信号输出。本发明的发电机可以将人体的振动能转变为电能。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN201610357445.4
申请日期:
2016-05-25
专利申请人:
西南交通大学
分类号:
H02N1/04
发明/设计人:
杨维清，靳龙，张磊，张彬彬，张海涛，朱旻昊
权利要求: 1.一种双层波浪形杂化纳米发电机，其特征在于，包括若干平置于摩擦源表面的结构单元组成，在每个结构单元中具有：被固定在上塑料基底(101)、中塑料基底(109)、下塑料基底(117)上镀有电极的塑料膜与镀有电极的波浪弹性塑料片形成的摩擦单元，以及上下线圈与中间永磁铁所形成的电磁单元；在相邻塑料膜与波浪弹性塑料片构成的摩擦单元中包括：附在上塑料基底(101)上的第一电极层(102)和第一摩擦层(103)，附在波浪弹性塑料片(105)上的第二电极层(104)，形成摩擦纳米发电机的第一摩擦发电单元；附在波浪弹性塑料片(105)上的第三电极层(106)，附在中塑料基底(109)上的第四电极层(108)和第二摩擦层(107)，形成摩擦纳米发电机的第二摩擦发电单元；附在中塑料基底(109)上的第五电极层(110)和第三摩擦层(111)，附在波浪弹性塑料片(113)上的第六电极层(112)，形成摩擦纳米发电机的第三摩擦发电单元；附在波浪弹性塑料片(113)上的第七电极层(114)，附在下塑料基底(117)上的第八电极层(116)和第四摩擦层(115)，形成摩擦纳米发电机的第四摩擦发电单元；塑料膜的绝缘材料摩擦层表面设置有微结构阵列修饰层；在线圈与永磁铁构成的电磁单元中包括：嵌入上塑料基底(101)中的线圈(118)和嵌入中塑料基底(109)中的永磁铁(119)构成的第一电磁发电单元：嵌入中塑料基底(109)中的永磁铁和嵌入下塑料基底(117)中的线圈(120)构成的第二电磁发电单元；所述各摩擦发电单元和电磁发电单元均布置有导电引出线，导出各结构单元的电流向外输出。2.根据权利要求1所述的双层波浪形杂化纳米发电机，其特征在于，所述各摩擦发电单元和电磁发电单元的导电引出线以串联、并联或其组合汇集输出电流。3.根据权利要求1所述的双层波浪形杂化纳米发电机，其特征在于，所述塑料膜的摩擦层材料与相邻电极材料之间存在电极序差异。4.根据权利要求1所述的双层波浪形杂化纳米发电机，其特征在于，所述绝缘材料微结构阵列选自高分子材料的纳米线、纳米锥、纳米棒阵列。5.根据权利要求1所述的双层波浪形杂化纳米发电机，其特征在于，所述绝缘材料微结构阵列的高度或深度为200纳米至2微米。6.根据权利要求1所述的双层波浪形杂化纳米发电机，其特征在于，所述第一摩擦层(103)、第二摩擦层(107)、第三摩擦层(111)、第四摩擦层(115)和第一电极层(102)、第二电极层(104)、第三电极层(106)、第四电极层(108)、第五电极层(110)、第六电极层(112)、第七电极层(114)、第八电极层(116)的厚度为0.01-0.8毫米。7.根据权利要求1或3所述的双层波浪形杂化纳米发电机，其特征在于，所述绝缘材料选自高分子聚合物材料:聚四氟乙烯，聚二甲基硅氧烷，聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、再生纤维海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、聚甲基薄膜，甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚异丁烯薄膜、聚氨酯柔性海绵薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、酚醛树脂薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、聚(偏氯乙烯-co-丙烯腈)薄膜或聚乙烯丙二酚碳酸盐薄膜，聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或液晶高分子聚合物、聚氯丁二烯、聚丙烯腈、聚双苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚偏二氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯。8.根据权利要求3所述的双层波浪形杂化纳米发电机，其特征在于，所述电极材料选自金属、合金或导电氧化物，其中，所述金属选自金、银、铝、铜或氧化铟锡。9.根据权利要求1所述的双层波浪形杂化纳米发电机，其特征在于，所述线圈材料选自金属漆包线，其中，所述金属选自金、银、铜。10.根据权利要求1所述的双层波浪形杂化纳米发电机，其特征在于，所述永磁铁材料选自合金，其中，所述合金选自铝镍钴合金、钐钴合金、钕铁硼合金。