[发明专利]自适应宽速度范围摩擦静电风能采集及风速测量装置

说明书

本发明涉及一种自适应宽速度范围摩擦静电风能采集及风速测量装置，包括防水叶片、上盖板、中套、下底板，中套内部中央位置处安装有转轴，转轴分别与上盖板、下底板通过轴承连接，转轴顶部穿过上盖板后与防水叶片相连接，并在防水叶片的带动下作旋转运动，转轴中部连接有若干自适应伸缩臂，自适应伸缩臂沿周向均匀分布，自适应伸缩臂末端连接有得电子驻电极板，中套内侧设有铝电极一和铝电极二，铝电极一与铝电极二沿周向错开布置，电子驻极体7在转轴及自适应伸缩臂的带动下与铝电极一、铝电极二依次接触或分离；本发明同现有技术相比，既具有较好发电性能，又极大地减少了摩擦阻力和材料磨损，显著提高了器件性能和使用寿命。

[技术领域]

本发明涉及小型风能采集技术领域，具体地说是一种自适应宽速度范围摩擦静电风能采集及风速测量装置。

[背景技术]

摩擦纳米发电机通过摩擦起电效应和静电感应将机械能转化为电能。基于摩擦起电效应，两种对电子吸引能力不同的材料相互接触时产生静电荷；通过机械运动使正负静电荷发生分离，从而两种材料外侧的电极之间产生电势差。当两个电极接通，两个电极中的电子会因为电势差的存在而产生流动，从而产生感应电流和电压。目前，现有的摩擦纳米发电机结构简单、易集成，可小型化，适合低频激励，具有高电压输出；但是，基于摩擦纳米技术的风能采集装置存在一个关键问题是摩擦会产生较大的阻力和材料磨损，从而极大地影响了器件性能和使用寿命。

[发明内容]

本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种自适应宽速度范围摩擦静电风能采集及风速测量装置，既具有较好发电性能，又极大地减少了摩擦阻力和材料磨损，显著提高了器件性能和使用寿命，解决了现有风能采集技术环境适应性差、能量密度低、可靠性低等问题。

为实现上述目的设计一种自适应宽速度范围摩擦静电风能采集及风速测量装置，包括防水叶片1、上盖板2、中套3、下底板4、转轴5，所述中套3为上下端敞口、内部设有空腔的筒状，所述中套3上、下端敞口处分别装设有上盖板2、下底板4，所述中套3内部中央位置处安装有转轴5，所述转轴5竖直布置，所述转轴5分别与上盖板2、下底板4通过轴承连接，所述转轴5顶部穿过上盖板2后与防水叶片1相连接，并在防水叶片1的带动下作旋转运动，所述转轴5中部连接有若干自适应伸缩臂6，所述自适应伸缩臂6沿周向均匀分布，所述自适应伸缩臂6末端连接有得电子驻电极板7，所述中套3内侧设有铝电极一8和铝电极二9，所述铝电极一8与铝电极二9沿周向错开布置，所述得电子驻电极板7在转轴5及自适应伸缩臂6的带动下与铝电极一8、铝电极二9依次接触或分离。

进一步地，所述防水叶片1设置有至少两个，至少两个防水叶片1沿周向均匀布置，所述防水叶片1通过连接筋18固定在连接套19上，所述转轴5顶部穿过上盖板2后伸入连接套19内，并通过连接套19、连接筋18由防水叶片1带动作旋转运动。

进一步地，所述防水叶片1横截面呈弧形，且沿竖直方向延伸，所述防水叶片1底部设有防水板17。

进一步地，所述自适应伸缩臂6包括伸缩臂安装架10、伸缩杆11、永磁体一12、永磁体二13，所述伸缩臂安装架10上安装有可沿径向活动的伸缩杆11，所述伸缩杆11上套设有永磁体一12、永磁体二13，所述永磁体一12固定在伸缩臂安装架10后端，且位于伸缩杆11后部，所述永磁体二13固定在伸缩杆11前部，所述永磁体一12与永磁体二13相互排斥构成非线性磁力弹簧，所述伸缩杆11末端固定有安装板14，所述得电子驻电极板7粘贴在安装板14上。

进一步地，所述伸缩杆11中部设置有螺纹，所述永磁体二13前侧固定有调节螺母15，所述调节螺母15旋装于伸缩杆11的螺纹段，所述永磁体二13通过螺纹段、调节螺母15固定在伸缩杆11上。

进一步地，所述伸缩臂安装架10由安装架底板20、前端板一21、前端板二22和后端板23构成，所述伸缩臂安装架10纵截面呈E型，所述永磁体一12、永磁体二13设置在后端板23与前端板二22之间。