[发明专利]一种集成三种发电方式的振动能量收集装置

权利要求书

1.一种集成三种发电方式的振动能量收集装置，其特征在于：包括管外壳、管内壁、折纸发电单元、叉指发电单元、电磁发电单元、永磁体和内电路；所述管内壁同轴安装于管外壳内，形成两端封闭的中空圆柱结构，在管外壳和管内壁之间形成环形间隙；所述折纸发电单元、叉指发电单元、电磁发电单元由内电路集成置于管内；所述永磁体同轴放置于管内壁内，两者之间为间隙配合，永磁体能够沿轴向在管内壁内运动；

两个所述折纸发电单元的一端分别固定于所述管内壁的两端内壁上，另一端均为自由端，通过永磁体沿轴向运动交替压缩两端的折纸发电单元，使折纸发电单元产生变形，进而影响电荷分布产生输出电压；

所述叉指发电单元的叉指电极设置于管外壳和管内壁之间的环形间隙内，以聚酰亚胺为基底，铜为电极，是具有指状或梳状的面内有周期性图案的电极；所述永磁体外表面上充以图形化电荷的驻极体薄膜作为另一电极，通过轴向运动与叉指发电单元产生位移，进而影响电荷分布产生输出电压；

所述电磁发电单元由永磁铁和缠绕在管外壳的外周面上的多匝铜丝组成，通过所述永磁体产生的磁场切割磁感线，电磁发电单元输出电压。

2.根据权利要求1所述集成三种发电方式的振动能量收集装置，其特征在于：所述折纸发电单元是由两个矩形长条结构的柔性电极反复交叉折叠形成的三维弹性结构，其中一条是底电极，另一条是对电极。

3.根据权利要求1所述集成三种发电方式的振动能量收集装置，其特征在于：所述折纸发电单元的底电极是电镀铜薄片/聚酰亚胺/电镀铜薄片组成的三层复合结构，是通过工业压延而成的折纸结构；所述折纸发电单元的对电极是驻极体/电镀铜薄片/聚酰亚胺/电镀铜薄片/驻极体五层复合结构，是在所述底电极三层复合结构的基础上，将驻极体薄膜通过化学覆盖，覆盖到其两侧表面形成的复合结构。

4.根据权利要求1所述集成三种发电方式的振动能量收集装置，其特征在于：所述管外壳和管内壁之间的间隙为1mm。

5.根据权利要求1所述集成三种发电方式的振动能量收集装置，其特征在于：所述驻极体薄膜为派瑞林Parylene或特氟龙Teflon，采用化学气象沉积、旋涂、深涂、浇灌的方法覆盖到柔性衬底电极上。

6.根据权利要求1所述集成三种发电方式的振动能量收集装置，其特征在于：所述驻极体薄膜的荷电植入方法为采用电晕充电，电子束辐射方式完成驻极体偶极子预注入。

7.根据权利要求1所述集成三种发电方式的振动能量收集装置，其特征在于：所述电磁发电单元中铜丝组为500匝铜线圈。

8.根据权利要求1所述集成三种发电方式的振动能量收集装置，其特征在于：所述永磁铁为圆柱形，直径18mm，长度20mm。

9.根据权利要求1所述集成三种发电方式的振动能量收集装置，其特征在于：所述叉指发电单元中永磁体表面的驻极体薄膜，采用旋转电荷注入方式，实现图形化的电荷注入。