隨著物聯(lián)網(wǎng)（IoTs）時代的到來,發(fā)展大規(guī)模多功能傳感系統(tǒng)顯得尤為重要。由于這些傳感器不僅分布范圍廣并且具有移動性,因此需要尋找分布式能源為其供能,這可以通過太陽能,熱能,風(fēng)能還機(jī)械振動能等來實現(xiàn)。王中林院士研究團(tuán)隊在2012年發(fā)明用于收集機(jī)械能的摩擦發(fā)電機(jī)是新時代能源的最佳選擇之一,因為摩擦起電一種普遍且無處不在的現(xiàn)象。本論文基于摩擦發(fā)電原理,在自供能高壓驅(qū)動器和柔性傳感器件兩個方面進(jìn)行了研究與探討。主要研究要點(diǎn)如下:（1）靜電吸附通常使用外部電源供能產(chǎn)生吸附力,常用在機(jī)器人和材料搬運(yùn)領(lǐng)域。在本研究中,我們提出了一種使用增強(qiáng)型摩擦發(fā)電機(jī)（TENG）為靜電吸盤提供電能的自供能靜電吸附系統(tǒng)。通過引入電荷補(bǔ)充通道,TENG的開路電壓可以顯著提升10倍以上,單個TENG單元的開路電壓可從230V左右增加至3300V以上,如此高壓可以為靜電吸盤供能并產(chǎn)生足夠?qū)嶋H應(yīng)用的電吸附力。電荷補(bǔ)充通道通過對耗散電荷的補(bǔ)充作用,使TENG電極維持最佳的電荷分布狀態(tài),在給定的表面電荷密度和器件配置下實現(xiàn)最高的開路電壓。這種自供能靜電吸附系統(tǒng)能夠簡單直接操控各種材料,展現(xiàn)出在材料搬運(yùn)和機(jī)器人領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛能。... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

伴隨著工業(yè)發(fā)展的能源革命[2]

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文，摩擦納米發(fā)電機(jī)通過摩擦起電和靜電感應(yīng)現(xiàn)象相互耦合把機(jī)械能轉(zhuǎn)變種不同材料相摩擦?xí)r，這兩種材料將在接觸表面上產(chǎn)生等量極性相反的兩種材料受外力作用開始分離時，在兩種材料的背電極上的感應(yīng)電荷會動；如果將兩個電極通過導(dǎo)線或者負(fù)載相連接，那么兩材料之間的機(jī)械運(yùn)電子在外電路之間來回流動[9]，這就是摩擦發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理。

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文路流動；（3）單電極式：吸引電子能力強(qiáng)、容易得到電子的材料作為自由移動層易失去電子的材料（例如金屬銅、鋁等材料）作為接地的單電極，與前兩種模式的是其只有一個接地電極；（4）獨(dú)立摩擦層移動式：主要特點(diǎn)為電極周期性的在質(zhì)材料 A 背面分布，電極之間通過負(fù)載連接，電介質(zhì)材料 B 作為自由移動層在質(zhì)材料 A 上移動摩擦，這會使兩電極之間產(chǎn)生電勢差的變化，進(jìn)而驅(qū)動電子電路負(fù)載在兩電極之間來回流動。


本文編號：3450491