[发明专利]基于微间隙电晕放电的高输出性能多脉冲发电机及系统

权利要求书

1.一种基于微间隙电晕放电的高输出性能多脉冲发电机，其特征在于，所述发电机包括：摩擦纳米发电机和微间隙结构，其中，摩擦纳米发电机包括，模态激振器、第一支撑板、第二支撑板、第一电极板、第二电极板、导电墨水、电介质层；所述第一支撑板和所述第二支撑板相对设置在所述模态激振器上，且所述模态激振器用于驱动所述第一支撑板和所述第二支撑板往复运动，所述第一电极板上附有有序的微结构，所述第一电极板设置在所述第一支撑板靠近所述第二支撑板的一侧，所述导电墨水喷涂在所述第一电极板的有序的微结构表面，所述电介质层设置在所述第一电极板靠近所述第二支撑板的一侧，所述第二支撑板靠近所述第一支撑板的一侧设置有所述第二电极板，所述微间隙结构包括壳体、基板和尖端部；所述基板和所述尖端部设置在所述壳体内部，其中，所述基板表面设置有凹槽，所述尖端部设置在所述凹槽内部，所述尖端部的材料为金属，所述尖端部包括多个尖端结构，多个所述尖端结构的尖端相对设置，并且多个所述尖端结构的尖端设置在绝对的同一水平面上，且所述微间隙结构的至少一个所述尖端结构的一端与所述第一电极板电连接；

所述发电机在模态激振器的作用下使得第一支撑板和第二支撑板发生往返运动，使得电介质层和第二电极板发生接触分离的往复运动，由于微间隙结构与第一电极板电连接，将平板电极转化为微间距点电极，即第一电极板和第二电极板产生的极化电荷会在点电极上聚集，微间隙两端形成电场，使得微间隙中的正负离子在电场的作用下加速定向运动，与该间隙中的气体分子发生碰撞，使得该间隙中的空气发生电离，进而在该间隙内部产生电晕放电，将发电机的输出信号转化为多脉冲的形式，表现为电荷从微间隙结构的点电极释放，从而增加发电机的输出功率。

2.根据权利要求1所述的基于微间隙电晕放电的高输出性能多脉冲发电机，其特征在于，所述有序的微结构为栅格结构或者倒金字塔结构。

3.根据权利要求2所述的基于微间隙电晕放电的高输出性能多脉冲发电机，其特征在于，所述第一电极板和所述第二电极板的材料均为镀锡铜板。

4.根据权利要求3所述的基于微间隙电晕放电的高输出性能多脉冲发电机，其特征在于，所述第一支撑板和所述第二支撑板的材料均为亚克力。

5.根据权利要求4所述的基于微间隙电晕放电的高输出性能多脉冲发电机，其特征在于，所述电介质层的材料为室温硫化硅橡胶。

6.根据权利要求5所述的基于微间隙电晕放电的高输出性能多脉冲发电机，其特征在于，所述微间隙结构的间隙的距离为8μm～100μm。

7.根据权利要求6所述的基于微间隙电晕放电的高输出性能多脉冲发电机，其特征在于，所述尖端部的所述尖端结构的曲率半径小于15μm。

8.一种基于微间隙电晕放电的高输出性能多脉冲发电系统，其特征在于，所述系统包括：第一电极、第二电极和权利要求1-7任意一项所述的基于微间隙电晕放电的高输出性能多脉冲发电机，所述第一电极与所述发电机的第一电极板电连接，所述第二电极与所述发电机的微间隙结构的另一端电连接。