买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：崂山国家实验室;北京航天控制仪器研究所

摘要：本发明公开了一种负载自调节的纳米摩擦发电浮标及方法，属于浮标技术领域。浮标包括浮标主体、摩擦纳米发电机、方向调整板、姿态传感器、发电量采集模块、处理器核心模块和供电单元。浮标主体具有防水舱，摩擦纳米发电机和姿态传感器设于防水舱内。两个方向调整板对称安装在浮标主体两侧。姿态传感器采集摩擦纳米发电机的位置、运动速度、姿态、加速度和角速度数据。发电量采集模块测量摩擦纳米发电机的发电量。处理器核心模块获取姿态传感器采集的数据、获取发电量采集模块测量的发电量、调节摩擦纳米发电机的负载。本发明提供的负载自调节的纳米摩擦发电浮标及方法可以自适应调节负载，提高了对摩擦纳米发电机发电量长时间测量的准确性。

主权项：1.一种负载自调节的纳米摩擦发电浮标的发电方法，其特征在于，所述负载自调节的纳米摩擦发电浮标包括：浮标主体，所述浮标主体具有防水舱；摩擦纳米发电机，所述摩擦纳米发电机设于所述防水舱内的底部平面上；方向调整板，所述方向调整板设有两个，两个所述方向调整板对称安装在所述浮标主体两侧，两个所述方向调整板随海浪冲击调整所述浮标主体的方向，以使所述摩擦纳米发电机的运动方向与海浪方向一致；姿态传感器，所述姿态传感器设于所述防水舱内的底部平面上，所述姿态传感器具有X轴、Y轴和Z轴，所述姿态传感器的X轴与所述摩擦纳米发电机的运动方向平行，所述姿态传感器的Y轴与所述方向调整板平行，所述姿态传感器的Z轴与所述防水舱的底部平面垂直,所述姿态传感器用以采集所述摩擦纳米发电机的位置、运动速度、姿态、加速度和角速度数据；发电量采集模块，所述发电量采集模块与所述摩擦纳米发电机连接以测量所述摩擦纳米发电机的发电量；处理器核心模块，所述处理器核心模块分别与所述姿态传感器和发电量采集模块连接，以获取所述姿态传感器采集的数据、获取所述发电量采集模块测量的发电量、调节所述摩擦纳米发电机的负载；供电单元，所述供电单元分别与所述姿态传感器、发电量采集模块和处理器核心模块连接以提供工作电源；所述发电量采集模块包括：可调电阻，所述可调电阻连接所述摩擦纳米发电机的正极；采样电阻，所述采样电阻与所述可调电阻串联连接，所述采样电阻连接所述摩擦纳米发电机的负极，所述采样电阻接地；带编码器电机，所述带编码器电机连接所述可调电阻以调节所述可调电阻的阻值，所述带编码器电机通过RS485连接所述处理器核心模块；模数转换器，所述模数转换器连接所述采样电阻的两端以获取所述采样电阻两端的电压，所述模数转换器通过IIC连接所述处理器核心模块；所述摩擦纳米发电机包括支撑板和摩擦纳米发电球，所述支撑板设有多层，每层所述支撑板上安装有多个摩擦纳米发电球，每个所述摩擦纳米发电球的安装方向相同以使每个所述摩擦纳米发电球的内部材料的相对运动方向与所述方向调整板垂直；所述负载自调节的纳米摩擦发电浮标的发电方法包括如下步骤：S1、根据设定海域的海况数据，确定最高海况参数下对应可调电阻的阻值为RA，平均海况参数下对应可调电阻的阻值为RB，五分之一平均海况参数下对应可调电阻的阻值为RC，设计可调电阻的阻值调节范围为RA~RC，负载自调节的纳米摩擦发电浮标布设到设定海域后随海浪摇摆运动；S2、将可调电阻的阻值调为RB，姿态传感器测得摩擦纳米发电机的摇摆周期T的变化率低于10%，设姿态传感器测得X轴的加速度开始反向时为摩擦纳米发电机一次摇摆运动的开始时刻T0，姿态传感器测得X轴的加速度再次反向时为摩擦纳米发电机一次摇摆运动的结束时刻T1，获取一次摇摆运动的摩擦纳米发电机的最大输出功率；S3、可调电阻以阻值RB为初始值，以阻值RC的十分之一为调节量，逐次增大可调电阻的阻值，每增大一次可调电阻的阻值，获取一次摇摆运动的摩擦纳米发电机的最大输出功率，直至本次摇摆运动所获取的摩擦纳米发电机的最大输出功率不大于上次摇摆运动所获取的摩擦纳米发电机的最大输出功率；S4、以阻值RC的十分之一为调节量，逐次减小可调电阻的阻值，每减小一次可调电阻的阻值，获取一次摇摆运动的摩擦纳米发电机的最大输出功率，直至本次摇摆运动所获取的摩擦纳米发电机的最大输出功率不大于上次摇摆运动所获取的摩擦纳米发电机的最大输出功率；S5、当上次电阻调节量的十分之一不小于可调电阻的最小可调量时，以上次电阻调节量的十分之一为本次电阻调节量，当上次电阻调节量的十分之一小于可调电阻的最小可调量时，以可调电阻的最小可调量为本次电阻调节量，确认本次电阻调节量后，反向调节可调电阻的阻值，获取一次摇摆运动的摩擦纳米发电机的最大输出功率，当本次摇摆运动所获取的摩擦纳米发电机的最大输出功率大于上次摇摆运动所获取的摩擦纳米发电机的最大输出功率时，继续以上次的电阻调节量和调节方向调节可调电阻的阻值，直至本次摇摆运动所获取的摩擦纳米发电机的最大输出功率不大于上次摇摆运动所获取的摩擦纳米发电机的最大输出功率，重复本步骤。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 崂山国家实验室 北京航天控制仪器研究所 负载自调节的纳米摩擦发电浮标的发电方法