[实用新型]一种薄膜摩擦发电智能球

说明书

技术领域

本实用新型涉及智能球技术领域，具体涉及一种薄膜摩擦发电智能球。

背景技术

球体，例如足球、篮球、橄榄球等，其作为运动载体的同时被不断地通过拍打、撞击等方式实现运动辅助功能。然而，现有的球体其功能定位仅限于运动辅助，而球体本身由于被外部势能的作用而产生的形变和震动的本身能量，却没有被很好的利用。现有技术中有通过在球体内部设置感应线圈和永磁体，通过永磁体在运动过程中的运动切割感应线圈，来实现电磁感应发电。电磁感应发电其涉及到在球体内部部署永磁体及感应线圈，其大大增加整个球体的重量。

实用新型内容

为此，需要提供一种薄膜摩擦发电智能球，通过一种全新的方式来获得高效球内发电的同时并不过多增加球体的重量，并且能够实现对球体运动过程中对于球体形变及运动势能的高效捕捉，并最大程度地转换为电能进行存储。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种薄膜摩擦发电智能球，包括球体，所述球体内设有N对发电薄膜层，每对发电薄膜层包括第一电极薄膜层和第二电极薄膜层，所述第一电极薄膜层和第二电极薄膜层相对设置，所述第一电极薄膜层和第二电极薄膜层的相对面分别设置有第一摩擦增益层和第二摩擦增益层，所述第一电极薄膜层和第二电极薄膜层的背离面分别镀设有第一电极层和第二电极层，所述第一摩擦增益层和第二摩擦增益层相对且相互之间的垂直距离d满足以下条件： 0≤d≤1cm，所述球体内壁还设有电路组件，所述发电薄膜层通过导线与电路组件电性连接。

进一步的，所述第一电极薄膜层和第二电极薄膜层选自聚四氟乙烯（PTFE）、聚酯纤维、聚二甲基硅氧烷（PDMS）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）材料经氧气以及四氟化碳混合气体所产生的等离子体进行表面改性后的材质中的一种，但所述第一电极薄膜层和第二电极薄膜层材质不同。若所述第一电极薄膜层和第二电极薄膜层选择相同的材质制作，则当摩擦发生时，两第一电极薄膜层和第二电极薄膜层之间产生电荷分离并形成电势差过小，经由外部电路组件形成的电流过小。

优选的，第一电极薄膜层选用聚酯纤维材质制作而成，所述第二电极薄膜层采用聚二甲基硅氧烷材质制作而成。

进一步的，所述第一电极层采用金属导电材料通过真空溅射法或化学气相沉积工艺，在第一电极薄膜层一侧表面制作出完整的金属电极。

进一步的，所述第二电极层采用金属导电材料通过真空溅射法或化学气相沉积工艺，在第二电极薄膜层一侧表面制作出完整的金属电极。

优选的，所述金属电极为圆形或非圆形金属电极。

优选的，所述金属导电材料选自金、银、铜、铝、钛、钨、烙及其合金中的一种，金属电极厚度优选为100nm-4000nm。

进一步的，所述摩擦增益层105包括设置在第一电极薄膜层另一侧表面的第一微粒状凸起层，以及覆盖在第一微粒状凸起层上且与第一电极薄膜层紧密贴合的第一纳米金属层。

进一步的，所述摩擦增益层106包括设置在第二电极薄膜层另一侧表面的第二微粒状凸起层，以及覆盖在第二微粒状凸起层上且与第二电极薄膜层紧密贴合的第二纳米金属层。

优选的，所述第一微粒状凸起层和第二微粒状凸起层均采用纳米级SiO 2和纳米级Al2O3材料混合制作而成。

优选的，所述第一纳米金属层和第二纳米金属层利用溅射或蒸发工艺制作而成。

区别于现有技术，上述技术方案具有的有益效果如下：通过在球体内设置N对发电薄膜层，每对N对发电薄膜层构成摩擦发电装置，借助一种分离技术，当摩擦发生时，两层电极薄膜层之间产生电荷分离并形成电势差，经由外部电路即可形成电流。在摩擦中，第一电极薄膜层产生电子，第二电极薄膜层则负责接收电子，从将产生的电流和电压通过导线输出到电路组件中，并通过整流滤波过程为摩擦发电智能球的电路组件的其他电子器件供电。

2、每对发电薄膜层的相对侧面均设有摩擦增益层，该摩擦增益层结构采用微粒状凸起层和纳米金属层结构，当两个发电薄膜层发生摩擦时，该微粒状凸起层能够在竖直方向上增加摩擦，而纳米金属层能够在水平方向上增加摩擦，从而从两个维度极大地增加了摩擦表面的摩擦力度，进一步提高输出电压电流。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的剖视图。

图2为本实用新型实施例1的发电薄膜层结构剖视图（局部省略）。

图3为本实用新型实施例1的电路结构示意图。

图4为本实用新型实施例2的剖视图。

附图标记说明：