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      一種復(fù)合型納米發(fā)電機及可穿戴設(shè)備的制作方法

      文檔序號:12161189閱讀:607來源:國知局
      一種復(fù)合型納米發(fā)電機及可穿戴設(shè)備的制作方法與工藝

      本發(fā)明涉及納米發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域,具體地,涉及一種復(fù)合型納米發(fā)電機及可穿戴設(shè)備。



      背景技術(shù):

      目前,由于機械能在生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用,利用新興的技術(shù)來收集機械能從而驅(qū)動日常生活中的電子設(shè)備也越來越受到重視,其中,磁電和壓電技術(shù)的出現(xiàn)使得傳統(tǒng)的機械能收集更為有效。比如,2012年,基于摩擦起電和靜電感應(yīng)耦合技術(shù)制成的摩擦納米發(fā)電機在收集滑動、轉(zhuǎn)動等機械運動過程中產(chǎn)生的能量占據(jù)著重要的地位,另外,單電極摩擦納米發(fā)電機的發(fā)明減少了器件工作過程中的能量損耗。

      雖然基于壓電效應(yīng)、熱電效應(yīng)、摩擦效應(yīng)、磁電效應(yīng)等制成的納米發(fā)電機都被證明能夠有效地收集機械能,但是目前所需要研究的關(guān)鍵問題之一是如何從機械運動中獲得更多的電能。單一效應(yīng)來收集機械能顯然是很有限的,其中,基于壓電效應(yīng)的納米發(fā)電機,輸出電量大,但是其輸出電壓不高且尺寸較大;基于摩擦效應(yīng)的發(fā)電機,輸出電壓高,但是輸出電流較??;基于電磁效應(yīng)的發(fā)電機,相應(yīng)速度慢,輸出電壓小。復(fù)合型納米發(fā)電機的出現(xiàn)通過互補的方式來彌補單一發(fā)電機的不足,大大增加了電能的輸出。比如,中國專利《接觸摩擦式納米發(fā)電機》(CN201420683966)公開了包括第一摩擦單元、第二摩擦單元和移動部件的新型接觸式摩擦納米發(fā)電機,能夠有效地收集周圍環(huán)境中相對滑動的機械能。再比如,中國專利《一種磁力驅(qū)動的納米發(fā)電機》(CN201210122454.7)公開了在至少一個基片上有兩個相互絕緣的電極,在兩個相互絕緣的電極上設(shè)置至少一條線狀的壓電材料一端,其 中兩個相互絕緣的電極分別處于線狀壓電材料與基片面平行的軸面的上方和下方,線狀壓電材料的另一端外伸于基片之外,并在線狀壓電材料的外伸端點處固定設(shè)有一個用磁性材料構(gòu)成的微小顆粒,在這個微小顆粒外的附近設(shè)置有一個磁場強度可周期改變的磁場,從而來產(chǎn)生電能。

      在此基礎(chǔ)上,本發(fā)明利用摩擦效應(yīng)與磁電效應(yīng)的耦合,設(shè)計了一種新型的復(fù)合型納米發(fā)電機。



      技術(shù)實現(xiàn)要素:

      本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合型納米發(fā)電機及應(yīng)用該復(fù)合型納米發(fā)電機的可穿戴設(shè)備,該復(fù)合型納米發(fā)電機用于利用摩擦效應(yīng)和磁電效應(yīng)實現(xiàn)較大的電信號輸出,以驅(qū)動可穿戴設(shè)備。

      為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供一種復(fù)合型納米發(fā)電機,包括:磁電發(fā)電機,設(shè)置在支撐盒內(nèi)部,用于在外力作用下基于磁電效應(yīng)產(chǎn)生磁電信號;以及摩擦納米發(fā)電機,固定在所述支撐盒的外表面,且包括可形變部分和固定部分,用于在外力作用下使所述可形變部分發(fā)生形變,從而與所述固定部分接觸或分離,產(chǎn)生摩擦電信號。

      優(yōu)選地,所述磁電發(fā)電機包括:固定在所述支撐盒的內(nèi)表面的至少一個線圈;以及設(shè)置在所述線圈形成的空間中的可自由運動的磁鐵。

      優(yōu)選地,所述磁鐵為球形或方形。

      優(yōu)選地,所述磁鐵為球形,且所述線圈的數(shù)量為六個,分別固定在所述支撐盒六個方向的內(nèi)表面上,且固定在上、下兩個面的線圈為圓形線圈,固定在周圍四個面的線圈為橢圓形線圈。

      優(yōu)選地,所述磁鐵為方形,且所述線圈的數(shù)量為四個,兩兩固定在所述支撐盒的上、下內(nèi)表面,且固定上內(nèi)表面的線圈與其對應(yīng)的固定在下內(nèi)表面的線圈呈十字交叉放置。

      優(yōu)選地,所述線圈匝數(shù)大于2000匝。

      優(yōu)選地,所述可形變部分固定在所述支撐盒側(cè)面的外表面上;所述固定部分固定在所述支撐盒的底面的外表面上。

      優(yōu)選地,所述可形變部分包括:第一摩擦材料層,該第一摩擦材料層的摩擦材料為柔性材料;以及設(shè)置在所述第一摩擦材料層下方的第一導(dǎo)電層。

      優(yōu)選地,所述第一摩擦材料層的摩擦材料為以下柔性材料中的一者或多者:聚四氟乙烯,聚酰亞胺,聚甲醛,聚酰胺,聚乙二醇丁二酸酯,聚己二酸乙二醇酯,纖維素,再生纖維海綿,苯乙烯丙烯共聚物,人造纖維,聚甲基,聚乙烯醇,聚酯,聚乙烯,聚丙烯,聚氯乙烯,天然橡膠,聚碳酸酯,聚氯醚,液晶高分子聚合物和聚氨酯柔性海綿。

      優(yōu)選地,所述固定部分包括:第二導(dǎo)電層;以及設(shè)置在所述第二導(dǎo)電層下方的第二摩擦材料層,該第二摩擦材料層與所述第一摩擦材料層在外力作用下發(fā)生接觸或分離;其中,所述第一摩擦材料層和第二摩擦材料層的摩擦材料之間有摩擦電序列差。

      優(yōu)選地,所述第二摩擦材料層的材料為絕緣材料,優(yōu)選為PDMS-PVB材料。

      優(yōu)選地,在所述可變形部分的第一導(dǎo)電層下方設(shè)置第一緩沖層;和/或,在所述固定部分的第二導(dǎo)電層上方設(shè)置第二緩沖層。

      優(yōu)選地,所述第二摩擦材料層為帶狀結(jié)構(gòu)。

      優(yōu)選地,所述第一摩擦材料層和所述第二摩擦材料層的摩擦材料表面具有納米結(jié)構(gòu)。

      優(yōu)選地,所述復(fù)合型納米發(fā)電機還包括:輸出電路,其連接所述磁電發(fā)電機和所述摩擦納米發(fā)電機的輸出端,用于分別輸出所述磁電發(fā)電機和所述摩擦納米發(fā)電機產(chǎn)生的磁電信號和摩擦電信號。

      本發(fā)明還提供了一種可穿戴設(shè)備,包括上述的復(fù)合型納米發(fā)電機。

      優(yōu)選地,所述可穿戴設(shè)備為智能手表,且所述固定部分制成帶狀結(jié)構(gòu),作為該智能手表的表帶,以使所述復(fù)合型納米發(fā)電機將手腕運動產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)化成電能。

      通過上述技術(shù)方案,本發(fā)明的技術(shù)效果是:

      1、本發(fā)明利用摩擦效應(yīng)與磁電效應(yīng)的耦合以及接觸分離式的元器件結(jié)構(gòu)設(shè)計,提出了一種磁電摩擦復(fù)合型納米發(fā)電機,該復(fù)合型納米發(fā)電機運動便捷,且提高了納米發(fā)電機的電信號輸出,可以將手腕的運動等產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)化成為電能,用于驅(qū)動小型可穿戴設(shè)備,方便人們的生活。

      2、本發(fā)明結(jié)合智能手表的結(jié)構(gòu)和實用性優(yōu)化了納米發(fā)電機性能,首次提出了一種利用磁電摩擦復(fù)合型納米發(fā)電機進行自驅(qū)動的智能手表。

      本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

      附圖說明

      附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解,并且構(gòu)成說明書的一部分,與下面的具體實施方式一起用于解釋本發(fā)明,但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:

      圖1(a)是本發(fā)明的實施例一中復(fù)合型納米發(fā)電機的結(jié)構(gòu)的正視圖。

      圖1(b)是本發(fā)明的實施例一中復(fù)合型納米發(fā)電機的結(jié)構(gòu)的俯視圖。

      圖2(a)是本發(fā)明的實施例二中復(fù)合型納米發(fā)電機的結(jié)構(gòu)的正視圖。

      圖2(b)是本發(fā)明的實施例二中復(fù)合型納米發(fā)電機的結(jié)構(gòu)的俯視圖。

      圖2(c)是本發(fā)明的實施例二中復(fù)合型納米發(fā)電機的結(jié)構(gòu)的仰視圖。

      圖3(a)是本發(fā)明的實施例中的摩擦納米發(fā)電機的輸出電流波形圖。

      圖3(b)是本發(fā)明的實施例中的摩擦納米發(fā)電機的輸出電壓波形圖。

      圖4(a)是本發(fā)明的實施例一中的磁電發(fā)電機的單個圓形線圈的輸出電流電壓的柱形圖。

      圖4(b)是本發(fā)明的實施例一中的磁電發(fā)電機的單個橢圓形線圈的輸出電流電壓的柱形圖。

      圖5是本發(fā)明的實施例二中的磁電發(fā)電機的單個線圈的輸出電流電壓的柱形圖。

      附圖標記說明

      A1 第一摩擦材料層 A2 第一導(dǎo)電層

      A3 第一緩沖層 A4 第二緩沖層

      A5 第二導(dǎo)電層 A6 第二摩擦材料層

      B1-B6 線圈 C 磁鐵

      D 支撐盒

      具體實施方式

      以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。應(yīng)當理解的是,此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明,并不用于限制本發(fā)明。

      在本發(fā)明中,在未作相反說明的情況下,使用的方位詞如“上、下、左、右、前、后”通常是指相應(yīng)輪廓的上、下、左、右、前和后,“內(nèi)、外”是指相應(yīng)輪廓的內(nèi)和外,僅是參考附圖中輪廓的方向。因此,本發(fā)明中使用的方位詞并不限定本發(fā)明的保護范圍。

      實施例一

      本實施例提供了一種復(fù)合型納米發(fā)電機,包括:磁電發(fā)電機,設(shè)置在支撐盒內(nèi)部,用于在外力作用下基于磁電效應(yīng)產(chǎn)生磁電信號;以及摩擦納米發(fā)電機,固定在所述支撐盒的外表面,且包括可形變部分和固定部分,用于在外力作用下使所述可形變部分發(fā)生形變,從而與所述固定部分接觸或分離, 產(chǎn)生摩擦電信號。

      本實施例的復(fù)合型納米發(fā)電機將磁電發(fā)電機與摩擦納米發(fā)電機相結(jié)合,結(jié)構(gòu)簡單,提高了納米發(fā)電機的電信號輸出。

      一、摩擦納米發(fā)電機

      所述摩擦納米發(fā)電機為接觸分離式元器件結(jié)構(gòu),其通過可形變部分與固定部分的接觸-分離產(chǎn)生摩擦電信號。

      如圖1(a)及圖1(b)所示,所述可形變部分包括:第一摩擦材料層A1,且該第一摩擦材料層A1的摩擦材料為柔性材料;設(shè)置在所述第一摩擦材料層A1下方的第一導(dǎo)電層A2;以及設(shè)置在所述第一導(dǎo)電層A2下方的第一緩沖層A3。

      所述固定部分則包括:第二緩沖層A4;設(shè)置在所述第二緩沖層A4下方的第二導(dǎo)電層A5;以及設(shè)置在所述第二導(dǎo)電層A5下方的第二摩擦材料層A6,該第二摩擦材料層A6與所述第一摩擦材料層A1在外力作用下發(fā)生接觸或分離。

      其中,所述第一摩擦材料層A1和第二摩擦材料層A6的摩擦材料之間有摩擦電序列差,以更好地保證兩者發(fā)生接觸或分離時,能夠產(chǎn)生摩擦電信號。二者均優(yōu)選為絕緣材料,特別是有機物絕緣材料。

      所述第一摩擦材料層A1是所述可形變部分的重要組成,其為柔性材料,以便于能在外力作用下發(fā)生形變。具體地,所述第一摩擦材料層A1可以是以下柔性材料中的一者或多者:聚四氟乙烯,聚酰亞胺,聚甲醛,聚酰胺,聚乙二醇丁二酸酯,聚己二酸乙二醇酯,纖維素,再生纖維海綿,苯乙烯丙烯共聚物,人造纖維,聚甲基,聚乙烯醇,聚酯,聚乙烯,聚丙烯,聚氯乙烯,天然橡膠,聚碳酸酯,聚氯醚,液晶高分子聚合物和聚氨酯柔性海綿。

      所述第二摩擦材料層A6的材料也可以為上述絕緣材料,優(yōu)選為PDMS-PVB,該PDMS-PVB易于制成帶狀結(jié)構(gòu),而當本實施例的復(fù)合型摩 擦發(fā)電機用于為智能手表等供電時,帶狀結(jié)構(gòu)的第二摩擦材料層A6可直接作為智能手表的表帶,便于復(fù)合型摩擦發(fā)電機獲得手腕運動產(chǎn)生的機械能。

      優(yōu)選地,所述第一摩擦材料層A1和所述第二摩擦材料層的A6摩擦材料表面具有納米結(jié)構(gòu),該納米結(jié)構(gòu)可以是由納米材料制成的修飾或者涂層,且可通過靜電紡絲的方法制作。例如,只有摩擦層A6表面有納米結(jié)構(gòu),具體為將PVB(Polyvinyl Butyral,聚乙烯醇縮丁醛)靜電紡絲,然后在所得材料表面涂PDMS(polydimethylsiloxane,聚二甲基硅氧烷),以保證PVB納米線不會掉落,形成PDMS-PVB材料,其中,在裝配過程中,PVB納米線一側(cè)是朝下作為摩擦層A6的納米結(jié)構(gòu)。

      本實施例中,所述第一導(dǎo)電層A2和所述第二導(dǎo)電層A5由含有金、銀、鋁、鉑、銅中的一者或多者的任意比例合金制成。導(dǎo)電層可以通過磁控濺射、蒸鍍和印刷打印技術(shù)來制作,但是為了組裝時工藝簡單,成本低廉,也可以直接選用金屬Al、Cu箔等作為導(dǎo)電層。從兩個導(dǎo)電層引出導(dǎo)線,就形成了摩擦納米發(fā)電機的輸出端。

      此外,所述第一緩沖層A3和所述第二緩沖層A4的材料為柔性或者彈性材料,優(yōu)選為為Kapton,該Kapton材料為本領(lǐng)域的常用材料,這里不再多述。需說明的是,設(shè)置第一緩沖層和第二緩沖層是優(yōu)選的設(shè)計,在其他實施例中也可以不設(shè)置緩沖層,或者僅設(shè)置一個緩沖層。

      二、磁電發(fā)電機

      本實施例的磁電發(fā)電機包括:固定在所述支撐盒的內(nèi)表面的至少一個線圈;以及設(shè)置在所述線圈形成的空間中的可自由運動的磁鐵。

      如圖1(a)及圖1(b)所示,本實施例的磁鐵C優(yōu)選為球形,且線圈共有六個,即線圈B1-B6,分別固定在所述支撐盒D的六個面,且固定在上、下兩個面的線圈B1和B2為圓形線圈,固定在周圍四個面的線圈B3、B4、B5和B6為橢圓形線圈。每個線圈的兩端分別與導(dǎo)線連接,構(gòu)成了磁電發(fā)電 機的輸出端。

      所述磁電發(fā)電機的安裝需要與所述摩擦納米發(fā)電機相配合,以保證線圈和磁鐵的位置相對應(yīng),以產(chǎn)生電磁效應(yīng)。優(yōu)選地,所述摩擦納米發(fā)電機的可形變部分固定在所述支撐盒側(cè)面的外表面上,以使所述磁鐵處于所述可形變部分的上方位置;所述摩擦納米發(fā)電機的固定部分固定在所述支撐盒的底面的外表面上,以使所述線圈處于在所述固定部分的上方位置。這樣的優(yōu)選設(shè)計能夠保證磁鐵與線圈處于最佳的對應(yīng)位置,有助于獲得最大的磁電信號。

      另外,所述磁鐵與線圈的尺寸要匹配合適,以使得線圈能夠更有效地切割磁感線,輸出最大的電流。優(yōu)選地,本實施例中,所述磁電發(fā)電機的線圈要大于2000匝。

      另外,本實施例的復(fù)合型納米發(fā)電機還應(yīng)包括有輸出電路,該輸出電路連接所述磁電發(fā)電機和所述摩擦納米發(fā)電機的輸出端,用于分別輸出所述磁電發(fā)電機和所述摩擦納米發(fā)電機產(chǎn)生的磁電信號和摩擦電信號。輸出電路為本領(lǐng)域的一種常規(guī)電路,因此本實施方式不對其結(jié)構(gòu)進行具體描述。

      實施例二

      實施例二也提供了一種復(fù)合型納米發(fā)電機,其相對于實施例一,主要區(qū)別在于磁電發(fā)電機的結(jié)構(gòu),而摩擦納米發(fā)電機部分與其它相關(guān)部件與實施例一相同。

      在實施例二中,所述磁電發(fā)電機也包括:固定在所述支撐盒的內(nèi)表面的至少一個線圈;以及設(shè)置在所述線圈形成的空間中的可自由運動的磁鐵。但是,不同實施例一,如圖2(a)-圖2(c)所示,實施例二的磁鐵C優(yōu)選為方形磁鐵,且共有四個橢圓形線圈B1-B4,該四個橢圓形線圈沿所述支撐盒的上、下兩個面兩兩設(shè)置,且設(shè)置上內(nèi)表面的線圈B1和B2與其對應(yīng)的設(shè)置在下內(nèi)表面的線圈B3和B4呈十字交叉放置。這種結(jié)構(gòu)的磁電發(fā)電機,周圍四個面沒有線圈,實現(xiàn)了磁電發(fā)電機厚度的優(yōu)化,而內(nèi)部磁鐵由球形替 換成方形的片狀磁鐵,進一步適應(yīng)于厚度的改進。

      需說明的是,上述兩個實施例的磁電發(fā)電機的磁鐵形狀、線圈數(shù)量及布局均存在不同,但是本發(fā)明并不只限制于這兩種結(jié)構(gòu)的磁電發(fā)電機,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)應(yīng)用實踐,合理地調(diào)整磁鐵形狀、線圈數(shù)量及線圈布局。

      上述兩個實施例的復(fù)合型納米發(fā)電機利用摩擦效應(yīng)與磁電效應(yīng)的耦合以及接觸分離式的元器件結(jié)構(gòu)設(shè)計,可將手腕等運動產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)化成電能,用于驅(qū)動小型移動電子設(shè)備。因此,該復(fù)合型納米發(fā)電機適用于智能手表等可穿戴設(shè)備,可作為所述可穿戴設(shè)備的供電裝置。比如,當所述可穿戴設(shè)備為智能手表時,可將摩擦納米發(fā)電機的固定部分制成帶狀,作為該智能手表的表帶,以使所述復(fù)合型納米發(fā)電機將手腕運動產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)化成電能,并向智能手表供電,實現(xiàn)智能手表的自驅(qū)動。

      在實現(xiàn)智能手表自驅(qū)動的具體應(yīng)用中,上述實施例的復(fù)合型納米發(fā)電機的PDMS-PVB帶固定在手腕上,手腕進行運動,一方面,由于摩擦納米發(fā)電機的可形變部分在外力作用下可以發(fā)生形變,導(dǎo)致兩個摩擦材料層不斷接觸分離,根據(jù)摩擦效應(yīng),由于兩側(cè)摩擦材料層的材料的摩擦系數(shù)不同,將在兩個摩擦材料層的摩擦面上產(chǎn)生不同的電荷,進而經(jīng)由輸出電路對外輸出摩擦電信號;另一方面,由于磁電發(fā)電機的磁鐵在亞克力板制成的支撐盒內(nèi)可自由運動,當復(fù)合型納米發(fā)電機隨著手腕震蕩時,磁鐵會發(fā)生運動,根據(jù)磁電效應(yīng),穿過線圈的磁通量會發(fā)生變化,進而在線圈兩端產(chǎn)生電位差,實現(xiàn)對外輸出。因此,對于摩擦納米發(fā)電機,只要將PDMS-PVB帶固定,通過外力使器件進行運動,就會持續(xù)對外輸出電信號,實現(xiàn)器件的自驅(qū)動。

      下面進一步介紹上述兩個實施例中復(fù)合型納米發(fā)電機的制作方法。

      對于圖1(a)及圖1(b)所示的實施例一的復(fù)合型納米發(fā)電機,其制作過程主要包括以下步驟:

      1)支撐盒制作及磁鐵放置:分別切割兩個長30mm*寬30mm*厚1mm 和四個長30mm*寬15.4mm*厚1mm的亞克力板,并將它們粘貼起來作為放置磁鐵的支撐盒,封裝之前在里面放上直徑為11mm的球形磁鐵。

      2)線圈安裝:再分別切割兩塊長30mm*寬30mm*厚3mm和八塊長30mm*寬3.84mm*厚2mm的亞克力板(其中有四塊上面分別有一個長3mm*寬2mm的孔),將其粘起來并用雙面膠在凹槽中固定圓形線圈,固定在支撐盒的上下兩個面上;再分別切割四塊長30mm*寬15.4mm*厚3mm、八塊長30mm*寬4mm*厚2mm(分別有兩個長3mm*寬2mm的孔)和八塊長15.4mm*寬4mm*厚2mm的亞克力板將其粘起來并用雙面膠在凹槽中固定橢圓形線圈,固定在支撐盒的周圍四個面上。

      3)摩擦納米發(fā)電機的制作:在支撐盒的底部的面上自上而下分別貼上長30mm*寬30mm*厚0.1mm的kapton、長30mm*寬30mm的Cu金屬層和長180mm*寬30mm的PDMS-PVB層(PVB一面朝下),形成摩擦納米發(fā)電機的固定部分;再分別裁一塊長75mm*寬30mm的尼龍膜、Cu金屬層和kapton,用雙面膠固定在一起,再用膠帶固定在支撐盒上,形成摩擦納米發(fā)電機的可形變部分,其中,是將長邊兩端分別取3.5mm固定在支撐盒的兩個側(cè)面以達到固定可形變部分。

      按上述步驟制作完成后,當可形變部分受到外力發(fā)生形變,與摩擦納米發(fā)電機的固定部分接觸分離,產(chǎn)生摩擦電信號,支撐盒里的球形磁鐵發(fā)生運動時封裝在亞克力板之間的線圈會切割磁感線,從而產(chǎn)生摩擦電信號和磁電信號。

      對于圖2(a)-圖2(c)所示的實施例二的復(fù)合型納米發(fā)電機,摩擦納米發(fā)電機部件與圖1所示的器件完全相同,對于磁電發(fā)電機則進行了改進,從而減少了器件的厚度。其磁電發(fā)電機的制作步驟主要包括:

      1)支撐盒制作及磁鐵放置:分別切割兩個長37.9mm*寬37.9mm*厚1mm和四個長37.9mm*寬2.2mm*厚1mm的亞克力板,并將它們粘貼起來作為放 置磁鐵的支撐盒,封裝之前在里面放上直徑為長15mm*寬15mm*厚3mm的方形磁鐵。對比實施例一,可知此處的四個長37.9mm*寬2.2mm*厚1mm的亞克力板相對于實施例一的四個長30mm*寬15.4mm*厚1mm的亞克力板,寬度上有明顯減小,這是因為實施例二不需要在支撐盒的周圍四個面安裝線圈。因此,實施例二實現(xiàn)了磁電發(fā)電機厚度的優(yōu)化。

      2)線圈安裝:再分別切割兩塊長37.9mm*寬37.9mm*厚3mm和八塊長37.9mm*寬2.6mm*厚2mm的亞克力板(其中有四塊上面分別有兩個長3mm*寬2mm的孔),將其粘起來并用雙面膠在每個凹槽中并排固定兩個橢圓形線圈,固定在支撐盒的上下兩個面上,并確保上下兩個面的磁鐵呈十字交叉放置。

      制作完成后,可對上述制作的復(fù)合型納米發(fā)電機的輸出性能進行測試。兩個實施例中的摩擦納米發(fā)電機結(jié)構(gòu)相同,因此對于摩擦納米發(fā)電機,分別使用Stanford Research System生產(chǎn)的SR570和Keithely生產(chǎn)的6514測量第一導(dǎo)電層A2和第二導(dǎo)電層A5間的電流輸出和電壓輸出,結(jié)果分別如圖3(a)和圖3(b)所示。對于磁電發(fā)電機,將器件分別沿X方向和Z方向往返運動,使用Keithely生產(chǎn)的6514分別測量圓形線圈和橢圓形線圈電流和電壓輸出,測試實施例一的復(fù)合型納米發(fā)電機的結(jié)果分別如圖4(a)和圖4(b)所示,測試實施例二的復(fù)合型納米發(fā)電機的結(jié)果如圖5所示。其中,對于圖1所示的器件,將器件分別沿X方向和Z方向往返運動,圖4(a)是兩側(cè)橢圓形線圈的輸出電流電壓的柱形圖,圖4(b)是上下兩面的圓形線圈的輸出電流電壓的柱形圖,對于圖2所示的器件,將器件沿X方向往返運動,圖5是上下兩個面的橢圓形線圈的輸出電流電壓的柱形圖。

      復(fù)合型納米發(fā)電機制成之后,結(jié)合上述的對智能手表進行自驅(qū)動的原理,對復(fù)合型納米發(fā)電機的每一部分的信號輸出進行整流再并聯(lián),并連接100μF的電容,利用電容實現(xiàn)電量的存儲,最后接上智能手表,即制成自驅(qū)動 智能手表。

      以上結(jié)合附圖詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例,但是,本發(fā)明并不限于上述實施例中的具體細節(jié),在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi),可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種簡單變型,這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。比如,將實施例一磁鐵變?yōu)榉叫未盆F、減少實施例一中的線圈數(shù)量等。

      另外需要說明的是,在上述具體實施例中所描述的各個具體技術(shù)特征,在不矛盾的情況下,可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復(fù),本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

      此外,本發(fā)明的各種不同的實施例之間也可以進行任意組合,只要其不違背本發(fā)明的思想,其同樣應(yīng)當視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。

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