摩擦发电机

摘要

本发明提供了一种摩擦发电机，涉及发电机技术领域，解决了现有技术中存在的摩擦纳米发电机发电效率相对低的技术问题。该装置包括座体、类棘轮组件以及可移动组件，其中，类棘轮组件与座体转动连接，可移动组件位于座体内，可移动组件沿类棘轮组件的周向方向分布且可移动组件能与类棘轮组件相接触；可移动组件与座体之间和/或可移动组件与类棘轮组件之间存在摩擦发电单元；当类棘轮组件转动时，可移动组件能做直线往复运动以实现摩擦发电单元摩擦生电。本发明用于外界风能或水流能等带动扇叶转动，产生电能输出，实现环境能量俘获。

权利要求

1.一种摩擦发电机，其特征在于，包括座体（1）、类棘轮组件（2）以及可移动组件（3），其中，

所述类棘轮组件（2）与所述座体（1）转动连接，所述可移动组件（3）位于所述座体（1）内，所述可移动组件（3）沿所述类棘轮组件（2）的周向方向分布且所述可移动组件（3）能与所述类棘轮组件（2）相接触；所述可移动组件（3）与所述座体（1）之间以及所述可移动组件（3）与所述类棘轮组件（2）之间存在摩擦发电单元；当所述类棘轮组件（2）转动时，所述可移动组件（3）能做直线往复运动以实现所述摩擦发电单元摩擦生电；

所述可移动组件（3）包括滑块（31）和导杆件（32），所述滑块（31）与所述导杆件（32）相连接，所述导杆件（32）穿过设置在所述座体（1）内的周向隔板（12）且所述导杆件（32）自由端的抵接部（321）与所述类棘轮组件（2）相接触，所述导杆件（32）上套设有弹性件（7）且所述弹性件（7）位于所述周向隔板（12）以及所述抵接部（321）之间。

2.根据权利要求1所述的摩擦发电机，其特征在于，所述座体（1）内设置有径向隔板（11），所述径向隔板（11）分离相邻的两个所述可移动组件（3），所述径向隔板（11）以及所述可移动组件（3）上设置有摩擦电极层（4）且两者的所述摩擦电极层（4）形成接触‑分离模式发电单元，当所述可移动组件（3）与所述类棘轮组件（2）类棘轮（21）的齿根相接触时，所述径向隔板（11）上的所述摩擦电极层（4）与所述可移动组件（3）的所述摩擦电极层（4）相接触。

3.根据权利要求2所述的摩擦发电机，其特征在于，所述径向隔板（11）沿所述类棘轮组件（2）的周向方向均匀分布在所述座体（1）内且所述径向隔板（11）沿所述座体（1）的径向方向延伸，所述可移动组件（3）位于两个所述径向隔板（11）之间且所述可移动组件（3）与相邻两侧的所述径向隔板（11）之间均存在接触‑分离模式发电单元。

4.根据权利要求3所述的摩擦发电机，其特征在于，所述径向隔板（11）靠近所述座体（1）中心的一侧设置有周向隔板（12），所述周向隔板（12）连接相邻的两个所述径向隔板（11），所述可移动组件（3）穿过所述周向隔板（12）且所述可移动组件（3）靠近所述类棘轮组件（2）一端的端部与所述周向隔板（12）之间设置有弹性件（7）。

5.根据权利要求4所述的摩擦发电机，其特征在于，所述周向隔板（12）围成的形状与所述座体（1）侧部的形状相一致且所述周向隔板（12）围成的轮廓形状为正棱柱状；所述周向隔板（12）分别与所述座体（1）侧部对应的侧面相平行，所述径向隔板（11）远离所述周向隔板（12）的一端向所述座体（1）侧部对应的棱边延伸。

6.根据权利要求1所述的摩擦发电机，其特征在于，所述座体（1）端部的内侧面上设置有摩擦电极层（4），所述可移动组件（3）与所述座体（1）端部内侧面相贴合的面上设置有摩擦电极层（4），所述座体（1）上的所述摩擦电极层（4）与对应的所述可移动组件（3）上的所述摩擦电极层（4）形成水平滑动模式发电单元。

7.根据权利要求1所述的摩擦发电机，其特征在于，所述类棘轮组件（2）类棘轮（21）的侧壁上设置有摩擦材料，所述可移动组件（3）与所述类棘轮（21）相抵接的面上设置有导电材料，所述类棘轮组件（2）上的摩擦材料与所述可移动组件（3）上的导电材料形成单电极模式发电单元。

8.根据权利要求1所述的摩擦发电机，其特征在于，所述类棘轮组件（2）的类棘轮（21）上设置有磁铁（5），所述座体（1）上设置有线圈（6），所述磁铁（5）随所述类棘轮组件（2）时，所述线圈（6）能做切割磁感线运动。

9.根据权利要求8所述的摩擦发电机，其特征在于，所述磁铁（5）沿所述类棘轮（21）的周向方向均匀插入所述类棘轮（21）且所述磁铁（5）的轴线与所述类棘轮（21）的轴线平行；

所述座体（1）的端部上设置有线圈安装轴（13），所述线圈安装轴（13）沿所述座体（1）的周向方向均匀分布在所述座体（1）的端面上，所述线圈（6）套设在所述线圈安装轴（13）上。

10.根据权利要求1所述的摩擦发电机，其特征在于，所述滑块（31）与所述周向隔板（12）之间存在接触‑分离模式发电单元，当所述可移动组件（3）与所述类棘轮组件（2）类棘轮（21）的齿根相接触时，所述周向隔板（12）上的摩擦电极层（4）与所述滑块（31）上的摩擦电极层（4）相接触。

11.根据权利要求1所述的摩擦发电机，其特征在于，所述导杆件（32）包括柱形部（322）和所述抵接部（321），所述柱形部（322）与所述抵接部（321）相连接，所述柱形部（322）插入所述滑块（31）且所述柱形部（322）上套设有所述弹性件（7），所述抵接部（321）与所述类棘轮组件（2）相接触的面为弧形面。

12.根据权利要求1‑9中任一项所述的摩擦发电机，其特征在于，所述摩擦发电机还包括导向组件（8），所述导向组件（8）包括限位杆（81）和导向孔（82），所述导向孔（82）设置在所述可移动组件（3）上，所述限位杆（81）穿过所述导向孔（82）且所述限位杆（81）与所述座体（1）相连接，所述可移动组件（3）在所述导向孔（82）与所述限位杆（81）的配合下做直线运动。

13.根据权利要求2所述的摩擦发电机，其特征在于，所述座体（1）包括基座（14）、外壳（15）和端盖（16），所述外壳（15）夹设在所述基座（14）和所述端盖（16）之间且所述外壳（15）与所述基座（14）和所述端盖（16）相连接；所述类棘轮组件（2）的类棘轮（21）位于所述座体（1）内且所述类棘轮组件（2）的转轴（22）与所述基座（14）以及所述端盖（16）通过轴承（23）转动连接；所述转轴（22）突出所述端盖（16）的一端设置有扇叶（9）。

14.根据权利要求13所述的摩擦发电机，其特征在于，所述径向隔板（11）上设置有限位凹槽（111），所述端盖（16）上设置有限位凸起（161），所述限位凸起（161）插入对应的所述限位凹槽（111）内。

说明书

摩擦发电机

技术领域

[0001] 本发明涉及发电机技术领域，尤其是涉及一种基于类棘轮的增频运动模式转换型摩擦/电磁复合发电机。

背景技术

[0002] 随着现代生活水平不断提高，生活节奏不断加快，出现了应用方便、对环境依赖度低的自发电设备可用于满足未来的能量需求。

[0003] 摩擦起电是自然界中最常见的一种现象之一，通过物体和物体之间相互进行摩擦，就会使一方带上负电，另一方带上正电，但摩擦电又很难被收集和利用，因此往往被忽
视。2006年，美国佐治亚理工学院教授王中林等成功地在纳米尺度范围内将机械能转换成
电能，研制出世界上最小的发电机‑纳米发电机。纳米发电机的基本原理是：当纳米线(NWs)
在外力下动态拉伸时，纳米线中生成压电电势，相应瞬变电流在两端流动以平衡费米能级。

[0004] 现有的摩擦发电机有四种基本工作模式，分别为接触‑分离模式、水平滑动模式、单电极模式以及独立层模式，通过高分子聚合物与金属电极之间或者高分子聚合物之间构
成摩擦面进行工作。当前的摩擦发电机的结构的限制以及采用的发电模式单一，存在发电
量相对少、发电效率相对低的问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种摩擦发电机，解决了现有技术中存在的摩擦纳米发电机发电效率相对低的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的
诸多技术效果详见下文阐述。

[0006] 为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

[0007] 本发明提供的一种摩擦发电机，包括座体、类棘轮组件以及可移动组件，其中，所述类棘轮组件与所述座体转动连接，所述可移动组件位于所述座体内，所述可移动组件沿
所述类棘轮组件的周向方向分布且所述可移动组件能与所述类棘轮组件相接触；所述可移
动组件与所述座体之间和所述可移动组件与所述类棘轮组件之间存在摩擦发电单元；当所
述类棘轮组件转动时，所述可移动组件能做直线往复运动以实现所述摩擦发电单元摩擦生
电。

[0008] 优选地，所述座体内设置有径向隔板，所述径向隔板分离相邻的两个所述可移动组件，所述径向隔板以及所述可移动组件上设置有摩擦电极层且两者的所述摩擦电极层形
成接触‑分离模式发电单元，当所述可移动组件与所述类棘轮组件类棘轮的齿根相接触时，
所述径向隔板上的所述摩擦电极层与对应的所述可移动组件所述摩擦电极层相接触。

[0009] 优选地，所述径向隔板沿所述类棘轮组件的周向方向均匀分布在所述座体内且所述径向隔板沿所述座体的径向方向延伸，所述可移动组件位于两个所述径向隔板之间且所
述可移动组件与相邻两侧的所述径向隔板之间均存在接触‑分离模式发电单元。

[0010] 优选地，所述径向隔板靠近所述座体中心的一侧设置有周向隔板，所述周向隔板连接相邻的两个所述径向隔板，所述可移动组件穿过所述周向隔板且所述可移动组件靠近
所述类棘轮组件一端的端部与所述周向隔板之间设置有弹性件。

[0011] 优选地，所述周向隔板围成的形状与所述座体侧部的形状相一致且所述周向隔板围成的轮廓形状为正棱柱状；所述周向隔板分别与所述座体侧部对应的侧面相平行，所述
径向隔板远离所述周向隔板的一端向所述座体侧部对应的棱边延伸。

[0012] 优选地，所述座体端部的内侧面上设置有摩擦电极层，所述可移动组件与所述座体端部内侧面相贴合的面上设置有摩擦电极层，所述座体上的所述摩擦电极层与所述可移
动组件上对应的所述摩擦电极层形成水平滑动模式发电单元。

[0013] 优选地，所述类棘轮组件类棘轮的侧壁上设置有摩擦材料，所述可移动组件与所述类棘轮相抵接的面上设置有导电材料，所述类棘轮组件上的摩擦材料与所述可移动组件
上的导电材料形成单电极模式发电单元。

[0014] 优选地，所述类棘轮组件的类棘轮上设置有磁铁，所述座体上设置有线圈，所述磁铁随所述类棘轮组件时，所述线圈能做切割磁感线运动。

[0015] 优选地，所述磁铁沿所述类棘轮的周向方向均匀插入所述类棘轮且所述磁铁的轴线与所述类棘轮的轴线平行；所述座体的端部上设置有线圈安装轴，所述线圈安装轴沿所
述座体的周向方向均匀分布在所述座体的端面上，所述线圈套设在所述线圈安装轴上。

[0016] 优选地，所述可移动组件包括滑块和导杆件，所述滑块与所述导杆件相连接，所述导杆件穿过设置在所述座体内的周向隔板且所述导杆件自由端的抵接部与所述类棘轮组
件相接触，所述导杆件上套设有弹性件且所述弹性件位于所述周向隔板以及所述抵接部之
间。

[0017] 优选地，所述滑块与所述周向隔板之间存在接触‑分离模式发电单元，当所述可移动组件与所述类棘轮组件类棘轮的齿根相接触时，所述周向隔板上的摩擦电极层与所述滑
块上的摩擦电极层相接触。

[0018] 优选地，所述导杆件包括柱形部和所述抵接部，所述柱形部与所述抵接部相连接，所述柱形部插入所述滑块且所述柱形部上套设有所述弹性件，所述抵接部与所述类棘轮组
件相接触的面为弧形面。

[0019] 优选地，所述摩擦发电机还包括导向组件，所述导向组件包括限位杆和导向孔，所述导向孔设置在所述可移动组件上，所述限位杆穿过所述导向孔且所述限位杆与所述座体
相连接，所述可移动组件在所述导向孔与所述限位杆的配合下做直线运动。

[0020] 优选地，所述座体包括基座、外壳和端盖，所述外壳夹设在所述基座和所述端盖之间且所述外壳与所述基座和所述端盖相连接；所述类棘轮组件的类棘轮位于所述座体内且
所述类棘轮组件的转轴与所述基座以及所述端盖通过轴承转动连接；所述转轴突出所述端
盖的一端设置有扇叶。

[0021] 优选地，所述径向隔板上设置有限位凹槽，所述端盖上设置有限位凸起，所述限位凸起插入对应的所述限位凹槽内。

[0022] 本发明的一种摩擦发电机，采用连续旋转运动作为输入源带动类棘轮组件的类棘轮旋转，类棘轮安装在座体内，当类棘轮转动时，可移动组件能做直线往复运动以实现摩擦
发电单元摩擦生电；本发明结构简单、稳定性高，发电密度大，通过结构的设计使发电机频
率增加，解决了现有技术中存在的摩擦纳米发电机发电效率相对低的技术问题。

[0023] 本发明优选技术方案至少还可以产生如下技术效果：

[0024] 类棘轮组件的类棘轮上设置有磁铁，座体上设置有线圈，磁铁随类棘轮组件时，线圈可以与磁体相互感应产生电磁发电，通过增加电磁复合发电，可以使发电机的输出得到
更大的提高。

附图说明

[0025] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。

[0026] 图1是本发明实施例提供的摩擦发电机的整体结构示意图；

[0027] 图2是本发明实施例提供的摩擦发电机的粘贴有摩擦电极层的基座的结构示意图；

[0028] 图3是本发明实施例提供的摩擦发电机的基座底部结构示意图；

[0029] 图4是本发明实施例提供的摩擦发电机的基座的结构示意图；

[0030] 图5是本发明实施例提供的摩擦发电机的粘贴有摩擦电极层的可移动组件的结构示意图；

[0031] 图6是本发明实施例提供的摩擦发电机的滑块的结构示意图；

[0032] 图7是本发明实施例提供的摩擦发电机的导杆件的结构示意图；

[0033] 图8是本发明实施例提供的摩擦发电机的粘贴有摩擦材料的类棘轮组件的结构示意图；

[0034] 图9是本发明实施例提供的摩擦发电机的类棘轮的结构示意图；

[0035] 图10是本发明实施例提供的摩擦发电机的外壳的结构示意图；

[0036] 图11是本发明实施例提供的摩擦发电机的端盖的结构示意图；

[0037] 图12是本发明实施例提供的摩擦发电机的应用示意图；

[0038] 图13是本发明实施例提供的摩擦发电机的类棘轮的正视图。

[0039] 图中1‑座体；11‑径向隔板；111‑限位凹槽；12‑周向隔板；121‑导杆孔；13‑线圈安装轴；14‑基座；141‑底座安装孔；142‑下限位孔；15‑外壳；151‑外壳通孔；16‑端盖；161‑限
位凸起；162‑端盖固定孔；163‑限位孔；17‑轴承安装孔；2‑类棘轮组件；21‑类棘轮；211‑磁
体安装孔；212‑转轴安装孔；22‑转轴；23‑轴承；3‑可移动组件；31‑滑块；311‑导杆安装孔；
32‑导杆件；321‑抵接部；322‑柱形部；4‑摩擦电极层；5‑磁铁；6‑线圈；7‑弹性件；8‑导向组
件；81‑限位杆；82‑导向孔；9‑扇叶；10‑螺钉。

具体实施方式

[0040] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基
于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有
其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

[0041] 参见图1‑图13，本发明提供了一种摩擦发电机，包括座体1、类棘轮组件2以及可移动组件3，其中，类棘轮组件2与座体1转动连接，可移动组件3位于座体1内，可移动组件3沿
类棘轮组件2的周向方向分布且可移动组件3能与类棘轮组件2相接触；可移动组件3与座体
1之间和可移动组件3与类棘轮组件2之间存在摩擦发电单元；当类棘轮组件2转动时，可移
动组件3能做直线往复运动以实现摩擦发电单元摩擦生电。本发明采用连续旋转运动作为
输入源带动类棘轮组件2转动，类棘轮组件2的类棘轮21位于座体1内，当类棘轮组件2的转
轴22转动带动类棘轮21转动时，此时，可移动组件3可以在座体1内做直线往复运动，可移动
组件3与座体1之间可形成接触‑分离模式发电单元和/或水平滑动模式发电单元，可移动组
件3与类棘轮组件2可形成单电极模式发电单元，在可移动组件3的移动过程中可实现摩擦
发电；通过将旋转运动转为直线运动，产生增频效果，提高摩擦发电机的发电效率。此外，本
发明要说明的是，也可以仅在可移动组件3与座体1之间设置摩擦发电单元，或者，也可以仅
在可移动组件3与类棘轮组件2之间设置摩擦发电单元。

[0042] 作为本发明实施例可选地实施方式，座体1内设置有径向隔板11，径向隔板11分离相邻的两个可移动组件3，径向隔板11以及可移动组件3上设置有摩擦电极层4且两者的摩
擦电极层4形成接触‑分离模式发电单元，当可移动组件3与类棘轮组件2类棘轮21的齿根相
接触时，径向隔板11上的摩擦电极层4与对应的可移动组件3摩擦电极层4相接触。径向隔板
11在座体1内具体的分布情况可以如下：径向隔板11沿类棘轮组件2的周向方向均匀分布在
座体1内且径向隔板11沿座体1的径向方向延伸，可移动组件3位于两个径向隔板11之间且
可移动组件3与相邻两侧的径向隔板11之间均存在接触‑分离模式发电单元，参见图1和图
2，可移动组件3滑块31的横截面形状可以为梯形，当可移动组件3与类棘轮21的齿根相接触
时，径向隔板11上的摩擦电极层4与可移动组件3对应的摩擦电极层4相接触，使得滑块31与
径向隔板11形成接触‑分离模式发电单元。

[0043] 此外，参见图1，图1示意出了可移动组件3与类棘轮21齿根相抵接且沿类棘轮21的周向方向上均匀分布，每个齿根均对应一个可移动组件3；参见图13，类棘轮21齿顶圆直径
为D2，齿根圆直径为D1，齿顶圆D2与齿根圆D1直径高度差为H＝(D2‑D1)/2；类棘轮齿根圆圆
角为R1，齿顶圆圆角为R2。

[0044] 作为本发明实施例可选地实施方式，参见图1‑图2以及图4‑图5，径向隔板11靠近座体1中心的一侧设置有周向隔板12，周向隔板12连接相邻的两个径向隔板11，可移动组件
3穿过周向隔板12且可移动组件3靠近类棘轮组件2一端的端部与周向隔板12之间设置有弹
性件7。当可移动组件3与类棘轮21的齿根相接触且类棘轮21转动时，可移动组件3向远离类
棘轮21的方向移动直至类棘轮21的齿顶与可移动组件3相接触，此时，弹性件7处于压缩状
态，当类棘轮21继续转动时，可移动组件3在弹性件7的作用下向靠近类棘轮21的方向移动
并保证可移动组件7与类棘轮21始终相抵接，直至可移动组件3与类棘轮21的齿根相接触。

[0045] 作为本发明实施例可选地实施方式，周向隔板12围成的形状与座体1侧部的形状相一致且周向隔板12围成的轮廓形状为正棱柱状；周向隔板12分别与座体1侧部对应的侧
面相平行，径向隔板11远离周向隔板12的一端向座体1侧部对应的棱边延伸。此外，也可以
在可移动组件3远离类棘轮组件2的一端设置摩擦电极层4，使得类棘轮组件2与座体1侧部
之间形成接触‑分离模式发电单元。

[0046] 作为本发明实施例可选地实施方式，参见图2和图5，座体1端部的内侧面上设置有摩擦电极层4，可移动组件3与座体1端部内侧面相贴合的面上设置有摩擦电极层4，座体1上
的摩擦电极层4与可移动组件3上的摩擦电极层4形成水平滑动模式发电单元。

[0047] 此外，座体1上的摩擦电极层4可以包括摩擦层和电极层，摩擦层粘贴在电极层上，电极层粘贴在座体1上，电极层可以采用铜或铝材质制成，摩擦层可以采用PTFE、PDMS、或
PVC等负电性强的聚合物材质制成；对于可移动组件3上的摩擦电极层，可以采用铜或铝等
正电性强的金属材质，既可作为摩擦材料使用，也可以作为电极使用。

[0048] 作为本发明实施例可选地实施方式，类棘轮组件2类棘轮21的侧壁上设置有摩擦材料，可移动组件3与类棘轮相抵接的面上设置有导电材料，类棘轮组件2上的摩擦材料与
可移动组件3上的导电材料形成单电极模式发电单元。导电材料可以采用铜或铝等具有正
电性的、可导电的金属材质制成，摩擦材料可以采用PTFE、PDMS、或PVC等负电性强的聚合物
材质制成。

[0049] 作为本发明实施例可选地实施方式，类棘轮组件2的类棘轮21上设置有磁铁5，座体1上设置有线圈6，磁铁5随类棘轮组件2时，线圈6能做切割磁感线运动。通过增加电磁复
合发电，可以使发电机的输出得到更大的提高。具体磁体5类棘轮21上的分布方式如下：磁
铁5沿类棘轮21的周向方向均匀插入类棘轮21且磁铁5的轴线与类棘轮21的轴线平行，类棘
轮21上设置有磁体安装孔211，磁体5插入磁体安装孔211内，磁体5随类棘轮21转动；座体1
的端部上设置有线圈安装轴13，线圈安装轴13沿座体1的周向方向均匀分布在座体1的端面
上，线圈6套设在线圈安装轴13上。

[0050] 作为本发明实施例可选地实施方式，参见图5‑图6，可移动组件3包括滑块31和导杆件32，滑块31与导杆件32相连接，导杆件32穿过设置在座体1内的周向隔板12且导杆件32
自由端的抵接部321与类棘轮组件2相接触，导杆件32上套设有弹性件7且弹性件7位于周向
隔板12以及抵接部321之间。导杆件32的具体形状可以如下：导杆件32包括柱形部322和抵
接部321，柱形部322与抵接部321相连接，柱形部322插入滑块31上的导杆安装孔311，柱形
部322上套设有弹性件7，弹性件7可以是弹簧，抵接部321与类棘轮组件2相接触的面为弧形
面。

[0051] 此外，滑块31与周向隔板12之间也可以设置接触‑分离模式发电单元，当可移动组件3与类棘轮组件2类棘轮21的齿根相接触时，周向隔板12上的摩擦电极层4与滑块31上的
摩擦电极层4相接触。

[0052] 作为本发明实施例可选地实施方式，参见图1，摩擦发电机还包括导向组件8，导向组件8包括限位杆81和导向孔82，导向孔82设置在可移动组件3上，限位杆81穿过导向孔82
且限位杆81与座体1相连接，可移动组件3在导向孔82与限位杆81的配合下做直线运动；端
盖16上开设有限位孔163，限位杆81插入对应的限位孔163。

[0053] 作为本发明实施例可选地实施方式，座体1包括基座14、外壳15和端盖16，外壳15夹设在基座14和端盖16之间且外壳15与基座14和端盖16相连接，基座14、外壳15以及端盖
16上分别设置有下限位孔142、外壳通孔151以及端盖固定孔162，螺钉10通过端盖固定孔
162、外壳通孔151和下限位孔142件外壳15和端盖16固定在基座14上；类棘轮组件2的类棘
轮21位于座体1内且类棘轮组件2的转轴22与基座14以及端盖16通过轴承23转动连接，转轴
22与轴承23过盈配合安装，基座14以及端盖16的中间设置有轴承安装孔17，轴承23设置在
轴承安装孔17内且与轴承安装孔17过盈配合安装；转轴22突出端盖16的一端设置有扇叶9，
扇叶9通过过盈配合与转轴22进行固定安装，通过外界风能或水流能等带动扇叶9进行转
动，进而带动类棘轮21转动，产生电能输出，实现环境能量俘获。此外，径向隔板11上设置有
限位凹槽111，端盖16上设置有限位凸起161，限位凸起161插入对应的限位凹槽111内。

[0054] 本发明提供的摩擦发电机工作状况：工作时，扇叶9在风能或水能带动下转动，并通过类棘轮21与可移动组件3的配合，将旋转运动转换成高频直线往复运动，此时径向隔板
11的摩擦电极层4与滑块31侧面上的摩擦电极层4产生接触分离运动，形成接触‑分离模式
发电单元；基座14内端面上的摩擦电极层4与滑块31侧面上的摩擦电极层10产生相对滑动
运动，形成滑动模式发电单元；导杆件32抵接部321上的导电材料与类棘轮21侧面上的摩擦
材料产生相对运行，形成单电极模式发电单元，基于摩擦起电及静电感应原理，在外电路产
生能量输出；同时安装于棘轮21的磁铁5在类棘轮21的带动下与线圈6产生切割磁感线的相
对运动，进而在外电路产生能量输出。

[0055] 本发明提供的摩擦发电机，解决当前摩擦纳米发电机发电性能弱及电磁发电机在低频下无法进行有效的能量收集等问题；本发明所提出的基于类棘轮增频的运动模式转换
型摩擦/电磁复合发电机，采用圆周阵列的摩擦发电单元，具有结构紧凑，发电单元数量多，
有效发电面积大的优点；通过类棘轮组件将旋转运动转化为往复直线运动，增加了摩擦发
电的工作频率，发电效率提升；通过线圈与磁铁感应增大了电磁发电效率；在低频的能量收
集(如风能和水流能等)场合中具有广泛的应用前景，并为自供能传感器供电提供了一种新
的结构。

[0056] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵
盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。