[发明专利]一种使用折纸结构摩擦纳米发电机的防风障

权利要求书

1.一种使用折纸结构摩擦纳米发电机的防风障，包括防风障主体（7），所述防风障主体（7）主要由风障立柱（1）、风障条（2）、风障拉索（3）、风障夹板与阻尼橡胶套（4）组成，其特征在于，所述防风障主体（7）的外侧安装有摩擦纳米发电装置（8）和风速传感器（10），所述摩擦纳米发电装置（8）用于将风能转换为电能，所述摩擦纳米发电装置（8）内部设有用于缓冲侧风压力以及增大摩擦面积的折纸结构（13），所述折纸结构（13）采用类蜂窝胞壁形式，以产生缓冲和抗压作用，所述防风障主体（7）上还安装有警示装置（12），所述风速传感器（10）连接有处理器（101），所述摩擦纳米发电装置（8）的输出端分别连接至所述风速传感器（10）、通过可控开关（11）连接至所述警示装置（12），以分别提供电能给所述风速传感器（10）和所述警示装置（12），所述处理器（101）与所述可控开关（11）相连接，以控制所述可控开关（11）的导通与关断；

所述摩擦纳米发电装置（8）具体为垂直接触分离式摩擦纳米发电装置（8），所述摩擦纳米发电装置（8）还包括摩擦层（15）、TENG电路（16）和相互对称设置的电极（14），所述折纸结构（13）位于电极（14）之间，所述摩擦层（15）覆盖在所述折纸结构（13）的外表面，所述TENG电路（16）的输入端与电极（14）相连接，所述TENG电路（16）的输出端分别连接至所述风速传感器（10）、通过所述可控开关（11）连接至所述警示装置（12），所述TENG电路（16）的输出端依次连接有全波整流电路和滤波电容，所述滤波电容分别连接至所述风速传感器（10）、通过所述可控开关（11）连接至所述警示装置（12）；

所述防风障的具体工作原理为：当无侧风作用时，所述摩擦纳米发电装置（8）的电极（14）处于分离状态，此时所述摩擦纳米发电装置（8）不输出电能；

当有侧风作用时，侧风压力作用于位于所述风障条（2）外侧的摩擦纳米发电装置（8），所述折纸结构（13）压缩，所述折纸结构（13）与所述摩擦层（15）接触摩擦，通过摩擦起电以及静电感应，两个电极（14）之间产生电势差，伴随侧风压力大小的不规则变化，形成电极（14）之间周期性的接触分离过程，所述TENG电路（16）依此将风能转换为电能，输出交流电，该交流电经过所述全波整流电路变换为直流电，再经过所述滤波电容输出平稳的直流电，该直流电输出给所述风速传感器（10），所述风速传感器（10）检测当前侧风的风速，若所述处理器（101）判断当前侧风的风速值是否超过预设的风速阈值，若判断为是，则控制所述可控开关（11）导通，所述警示装置（12）从所述摩擦纳米发电装置（8）得电后，发出闪烁的黄色灯光，从而提醒桥梁路面的行驶车辆当前风速过大、需注意安全行驶；若判断为否，则控制所述可控开关（11）关断，所述警示装置（12）失电，不对桥梁路面的行驶车辆进行提醒。

2.根据权利要求1所述的一种使用折纸结构摩擦纳米发电机的防风障，其特征在于，所述摩擦层（15）的负极采用全氟烷材料，所述摩擦层（15）的正极采用弹性乳胶材料。

3.根据权利要求1所述的一种使用折纸结构摩擦纳米发电机的防风障，其特征在于，所述电极（14）采用金属铝材质。

4.根据权利要求1所述的一种使用折纸结构摩擦纳米发电机的防风障，其特征在于，所述摩擦纳米发电装置（8）以简支形式安装在防风障主体（7）的外侧。

5.根据权利要求1所述的一种使用折纸结构摩擦纳米发电机的防风障，其特征在于，所述警示装置（12）安装在所述风障条（2）的内侧。

6.根据权利要求1所述的一种使用折纸结构摩擦纳米发电机的防风障，其特征在于，所述警示装置（12）包括多个发光二极管。

7.根据权利要求6所述的一种使用折纸结构摩擦纳米发电机的防风障，其特征在于，所述发光二极管得电后发出以预设频率进行闪烁的黄色灯光。