[发明专利]基于摩擦和磁感应的发电机

说明书

本发明提供了一种基于摩擦和磁感应的发电机，其为一空心球型，由上、下半球粘合而成，由外向内依次包括：绝缘球壳(1)、光伏层(7)、线圈(2)、电荷感应层(3)及第一摩擦层(4)，绝缘球壳(1)、线圈(2)、电荷感应层(3)及第一摩擦层(4)依次紧贴；球壳内设有磁性球(5)，磁性球(5)外表面包裹有第二摩擦层(6)，可在球壳内任意滚动；在上、下半球连接处，电荷感应层(3)断开，形成两个电极，线圈(2)的两端从上、下半球分别引出；第一摩擦层(4)与第二摩擦层(6)的极性相反。该发电机添加磁感应发电结构和光伏结构，通过摩擦与光电以及磁感应同时发电，大大提高了电信号的输出。

技术领域

本发明涉及发电机领域，尤其涉及一种基于摩擦和磁感应的发电机。

背景技术

近年来，清洁能源已成为全球关注的重点，研究人员已研发了将机械能、振动能、风能及潮汐能等清洁能源转化为电能的发电机。而地球上，海洋面积占据了71％，其包含丰富的资源，因此，合理利用海水的波浪能为新能源的收集提供了一种可靠的研究方向。

目前，在波浪能的收集方面已有相关研究，例如，Xiaofeng Wang等人设计了封闭式球面滚动型的摩擦发电机，通过滚动球与内球壳的贴附材料的摩擦，从而产生电能，发电机输出信号能点亮LED灯；Liang Xu等人也做了相似研究，只是替换了其器件所用的摩擦材料，没有做出其他重大创新。单纯依靠材料的摩擦产生的电能相对较小，很有限，实用性不高。如果将摩擦与磁感应结合起来，既可通过摩擦收集海洋波浪能，同时也可依靠磁感应产生电能，则会大大提高电信号的输出。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有的技术难题，本发明提供一种基于摩擦和磁感应的发电机，用于提高发电机的电信号的输出。

(二)技术方案

本发明提出一种基于摩擦和磁感应的发电机，该发电机为一空心球型，由上、下半球粘合而成，该空心球型的球壳部分从外向内依次包括：

绝缘球壳1、线圈2、电荷感应层3及第一摩擦层4，绝缘球壳1、线圈2、电荷感应层3及第一摩擦层4依次紧贴；空心球型的空心处设有磁性球5，磁性球5外表面包裹有第二摩擦层6，可在空心处任意滚动；在上、下半球连接处，电荷感应层3断开，形成两个电极，线圈2的两端从所述上、下半球分别引出；第一摩擦层4与第二摩擦层6的极性相反；电荷感应层3、第一摩擦层4及第二摩擦层6构成摩擦发电结构，磁性球5与线圈2构成磁感应发电结构。

可选地，第一摩擦层4为摩擦后带正电的摩擦材料，所述第二摩擦层6为摩擦后带负电的摩擦材料。

可选地，第一摩擦层4为尼龙膜，第二摩擦层6为氟化乙烯丙烯共聚物膜。

可选地，第一摩擦层4为摩擦后带负电的摩擦材料，第二摩擦层6为摩擦后带正电的摩擦材料。

可选地，第一摩擦层4为氟化乙烯丙烯共聚物膜，第二摩擦层6为尼龙膜。

可选地，第一摩擦层4为一整片状全贴附于所述电荷感应层3表面，电荷感应层3为一整片状全贴附于线圈2上。

可选地，第一摩擦层4形状为多个条带状，不同条带状之间存在缝隙。

可选地，电荷感应层3形状为多个条带状，不同条带状之间相互连接导通。

可选地，磁性球5的磁场切割所述线圈2产生电流的平均值为3.5毫安，瞬时最大值为7.8毫安，输出电压的平均值为10伏特，瞬时最大值为18伏特；

可选地，第一摩擦层4与第二摩擦层6摩擦产生电流的平均值为0.2微安，瞬时最大值为0.82微安，输出电压的平均值为1.2伏特，瞬时最大值为2.9伏特。

可选地，线圈2为漆包线圈，其两端从上、下半球分别引出，用于输出电流，电荷感应层3为铝箔层。