[发明专利]一种脉冲摩擦发电机和摩擦发电方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电机，特别是涉及将机械能转化为瞬时高功率脉冲的摩擦发电机以及发电方法。

背景技术

机械能是广泛存在的能量形式，包括海浪、风能、各种运动物体的动能，以及人体活动如步行、跑动、跳动等形式。这些机械能虽然广泛存在，但是常常被忽视，没有有效的收集手段加以利用，通常被浪费。

目前，机械能转化为电能的发电机所利用的原理主要有静电感应，电磁感应和特殊材料的压电性能等。然而，已经发明的静电感应发电机，存在体积大、适用性窄等缺点，电磁感应发电机和压电发电机则普遍存在结构复杂，对材料有特殊要求和成本较高等缺陷。摩擦发电机是最近发明的一种新型的将机械能转化为电能的方式。但是，摩擦发电机存在输出电流和输出功率小的缺点。

发明内容

本发明涉及一种利用摩擦发电机将机械能转化为瞬时大功率的电学脉冲的新方法，能够为电子器件提供大功率脉冲电源。

为实现上述目的，本方法提供一种脉冲摩擦发电机，包括：

第一基板；所述第一基板下表面设置的第一电极层；所述第一电极层下表面接触设置的第一摩擦层；

第二基板；所述第二基板上表面设置的第二电极层；所述第二电极层上表面接触设置的第二摩擦层；

接触式开关，所述接触式开关包括触头和固定设置的两个接触端，其中，所述触头与所述第一电极层连通，并且能够跟随所述第一基板运动；所述两个接触端都与所述第二电极层连通；当所述触头与所述两个接触端中任何一个接触时，所述接触式开关闭合；

第一连接件，所述第一连接件使所述第一摩擦层与所述第二摩擦层面对面设置，并且在外力作用下能够使所述第一基板与第二基板之间的距离改变过程中，所述第一摩擦层下表面与所述第二摩擦层上表面能够接触和分离；

其中，所述触头与第一接触端接触时，所述第一摩擦层与第二摩擦层处于分离状态；所述触头与第二接触端接触时，所述第一摩擦层的下表面与第二摩擦层上表面接触；所述接触式开关闭合时，所述第一电极层与所述触头之间和/或第二电极层与所述接触端之间有脉冲电信号输出。

优选的，在所述接触式开关的触头的可移动距离不小于所述两个接触端之间的设定距离。

优选的，所述接触式开关的触头的可移动距离等于所述两个接触端之间的设定距离。

优选的，所述第一连接件为弹性连接件，所述第一连接件连接在所述第一基板与第二基板之间，或者所述第一连接件固定在所述第一摩擦层与第二摩擦层之间。

优选的，所述接触式开关的两个接触端通过开关支架固定在所述第二基板上。

优选的，所述发电机还包括弹性的第二连接件和第三基板，其中，所述第一连接件为弹性连接件，

所述第一基板与第三基板分别位于所述第二基板的上方和下方；

所述第二连接件连接在所述第二基板与所述第三基板之间，使所述第二基板的下表面与所述第三基板的上表面相对设置；

所述第一连接件连接在所述第一基板与所述第三基板或第二基板之间，使所述第一摩擦层与所述第二摩擦层相对设置。

优选的，所述接触式开关的两个接触端通过开关支架固定在所述第三基板的上表面。

优选的，所述接触式开关的触头的可移动距离大于所述两个接触端之间的设定距离，并且在所述第一摩擦层的下表面与第二摩擦层的上表面接触后所述触头才能与第二接触端接触。

优选的，所述接触式开关的触头的可移动距离等于两个接触端之间的设定距离，并且，当第一基板下表面与第二基板上表面之间的距离最大时，所述触头与第一接触端接触；第二基板下表面与第三基板上表面的距离最小时，所述触头与第二接触端接触。

优选的，所述第一摩擦层和所述第二摩擦层的材料之间存在摩擦电极序差异。