[发明专利]一种基于多介质的微发电机和发电机组

说明书

本申请公开了一种基于多介质的微发电机和发电机组，包括滑动件，绝缘介质层和电极；绝缘介质层包括在平行于滑动件滑动方向上分布的多个介质单元；绝缘介质层和滑动件带有电荷，且相邻介质单元所带电荷电性相反；滑动件在多个介质单元的上表面往复滑动。绝缘介质层包括多个介质单元，当滑动件在相邻介质单元中的第一种介质单元上时，电极中的电荷量为第二种介质单元与滑动件之间的转移电荷量，当滑动件滑动至第二种介质单元上时，电极中的电荷量变为第一种介质单元与滑动件之间的转移电荷量，由于相邻介质单元所带的电荷电性相反，电极中转移的电荷量总量为所有介质单元中所带电荷量的数量和，发电机的输出性能增强。

技术领域

本申请涉及微型发电设备技术领域，特别是涉及一种基于多介质的微发电机和发电机组。

背景技术

微发电机可以在非常小的外界作用力下发生滑动摩擦，进而产生电能，其尺寸很小，广泛应用于传感器、物联网、传感器网络、大数据、个人医疗系统、人工智能等领域。

微发电机中的滑动件与均匀单一的绝缘介质层发生相对滑动，滑动件与绝缘介质层在相对静止时带有电性相反的电荷，在滑动件发生滑动过程中，微发电机电极中出现电荷转移，电荷转移量为滑动件与绝缘介质层之间的转移电荷量，滑动件与绝缘介质层之间的转移电荷量比较小，导致微发电机的输出性能较差。

因此，如何提升微发电机的输出性能应是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种基于多介质的微发电机和发电机组，以提升微发电机的输出性能。

为解决上述技术问题，本申请提供一种基于多介质的微发电机，包括滑动件，绝缘介质层和电极；

所述绝缘介质层包括在平行于所述滑动件滑动方向上分布的多个介质单元；所述绝缘介质层和所述滑动件带有电荷，且相邻所述介质单元所带电荷电性相反；所述滑动件在多个所述介质单元的上表面往复滑动。

可选的，相邻所述介质单元的间距为零。

可选的，相邻所述介质单元之间具有间隙。

可选的，还包括：

位于相邻所述介质单元之间的绝缘填充层，且所述绝缘填充层的上表面低于所述绝缘介质层的上表面。

可选的，所述绝缘介质层和所述滑动件接触电荷转移起电。

可选的，相邻所述介质单元在平行于滑动方向上的长度相等，且与所述滑动件的长度相等。

可选的，所述介质单元的数量为两个。

可选的，所述滑动件的下表面与所述绝缘介质层的上表面形成结构超滑接触状态。

可选的，所述绝缘介质层的材料包括浮法玻璃、硼硅酸盐玻璃、锆钛酸铅中的至少一种，以及氮化铝、石英玻璃的至少一种。

本申请还提供一种发电机组，所述发电机组包括多个串联和/或并联的上述任一种所述的基于多介质的微发电机。

本申请所提供的一种基于多介质的微发电机，包括滑动件，绝缘介质层和电极；所述绝缘介质层包括在平行于所述滑动件滑动方向上分布的多个介质单元；所述绝缘介质层和所述滑动件带有电荷，且相邻所述介质单元所带电荷电性相反；所述滑动件在多个所述介质单元的上表面往复滑动。

可见，本申请中的微发电机中的绝缘介质层包括多个介质单元，当滑动件在绝缘介质层中相邻介质单元中的第一种介质单元上时，电极中的电荷量为第二种介质单元与滑动件之间的转移电荷量，当滑动件滑动至第二种介质单元上时，电极中的电荷量变为第一种介质单元与滑动件之间的转移电荷量，由于相邻介质单元所带的电荷电性相反，所以电极中转移的电荷量总量为所有介质单元中所带电荷量的数量和，相较于单一绝缘介质层，转移的电荷总量增多，所以微发电机的输出性能增强。