[发明专利]一种基于3D打印技术制作的多接触层摩擦纳米发电机

权利要求书

1.一种基于3D打印技术制作的多接触层摩擦纳米发电机，其特征在于包括支撑底板及设置于支撑底板上且相互连接传动的风力扇叶机构和摩擦发电机构，风力扇叶机构中扇叶固定于中心转轴的一端，中心转轴通过轴承固定于扇叶固定架上，扇叶固定架通过螺栓组件固定于支撑底板上，中心转轴另一端贯穿摩擦发电机构的轴心位置且摩擦发电机构两侧的中心转轴分别通过轴承及轴承支架固定于转子固定架上，转子固定架分别通过螺栓组件固定于支撑底板上；摩擦发电机构中筒形基座通过螺栓组件固定于支撑底板上，筒形基座内侧壁上沿圆周方向均布有多组倾斜设置的圆周阵列式发电固定板，邻近发电固定板与筒形基座连接处的发电固定板上通过弧形弹性连接片固定有与发电固定板相对设置的发电活动板，发电活动板与发电固定板的相对侧分别设有第一摩擦单元和第二摩擦单元，各第一摩擦单元与第二摩擦单元分别并联连接，筒形基座内部的设有与筒形基座同心装配的转子，该转子与中心转轴通过键连接传动，转子上设有与筒形基座内侧壁上圆周阵列式发电活动板交替同步挤压的拨齿，摩擦纳米发电机在风力扇叶的驱动下，通过中心转轴带动转子转动，转子上各拨齿与筒形基座内侧壁上圆周阵列式发电活动板交替同步挤压，致使圆周阵列式发电活动板与圆周阵列式发电固定板不断接触分离实现第一摩擦单元与第二摩擦单元不断同步接触分离进而实现摩擦发电。

2.根据权利要求1所述的基于3D打印技术制作的多接触层摩擦纳米发电机，其特征在于：所述第一摩擦单元包括第一摩擦层和金属背电极层，第一摩擦层紧密贴附在第一金属背电极层上，第一金属背电极层通过海绵缓冲层贴附于发电活动板上；第二摩擦单元包括第二摩擦层和第二金属背电极层，第二摩擦层紧密贴附在第二金属背电极层上，第二金属背电极层通过海绵缓冲层贴附于发电固定板上，第一摩擦层和第二摩擦层均为绝缘有机薄膜材料且两种材料的介电常数相差较大，第一金属背电极层与第二金属背电极层均为导电性较好的金属材料，当第一摩擦层采用金属薄膜时，直接使用第一金属背电极充当第一摩擦层。

3.根据权利要求1所述的基于3D打印技术制作的多接触层摩擦纳米发电机，其特征在于：所述第一摩擦层的材质为电阻率较小的铝、铜、金、银或任意比例的合金；第二摩擦层的材质为介电常数较高的聚四氟乙烯薄膜材料，第一摩擦层和第二摩擦层的厚度均为50μm-1mm。

4.根据权利要求1所述的基于3D打印技术制作的多接触层摩擦纳米发电机，其特征在于：所述第二摩擦层进行电荷注入预处理，优选高压电晕极化处理，用于提升第二摩擦层表面电荷密度，所述海绵缓冲层的厚度为1mm。