基于风力摩擦发电与太阳能发电相结合的便携式移动电源的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于风力摩擦发电与太阳能发电相结合的便携式移动电源，包括具有容纳腔室的壳体；设置在所述容纳腔室的内部的风力发电装置、太阳能发电装置、控制电路模块，所述风力发电装置包括多个摩擦发电机，每个所述摩擦发电机包括：第一基板和第二基板；至少一个支撑件；第一电极层和第二电极层；至少一层高分子聚合物绝缘层，所述第一电极层和/或所述第二电极层与一层或多层高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面；和/或，所述多层高分子聚合物绝缘层中的至少两层之间形成有摩擦界面；形成所述摩擦界面的两层中的至少一层为自由活动层。根据本发明的便携式移动电源，既能利用风能，又能利用太阳能，且结构简单、造价低廉。
【专利说明】基于风力摩擦发电与太阳能发电相结合的便携式移动电源
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种便携式移动电源，尤其涉及一种可同时利用风能、太阳能发电的便携式移动电源。
【背景技术】
[0002]随着科技的进步，人们对用电设备的依赖程度越来越大，如手机、MP3、笔记本电脑等，可以说用电设备已经全面覆盖了人们的工作、学习、生活之中。目前，以上用电设备的充电过程大多都是在室内靠固定电源来完成。但有的时候，如出差、长时间野外工作、野外徒步旅行时，用电设备的电能耗尽又不能找到固定电源进行充电，这种情况给人们带来了极大的不便。
[0003]随着目前数码产品的普及，便携式移动电源的种类也随之快速增长而发展起来，便携式移动电源属于移动电源的一个分类，统指方便携带的移动电源，其一般配备多种电源转接头，可随时随地为手机、数码相机、MP3、MP4、PDA、掌上电脑、掌上游戏机等多种数码产品供电或待机充电。
[0004]太阳能、风能作为一种新型能源，具有绿色、清洁、环保、取之不尽用之不竭且无地域限制的特点。目前采用太阳能和风能的发电技术都已经是比较成熟且公知的技术，尤其是将太阳能电池板用作便携移动电源是当下非常成熟的技术。
[0005]然而，把风力发电技术应用于便携移动电源已有先例但还不成熟，无法把移动电源做到足够小便于携带，同时发电效率很低。而且两种发电技术的单独应用还存在着以下问题，当阳光充足但无风的时候，风力发电机无法工作；当有风但阴雨天气时，太阳能电池板无法工作。因此，上述现有技术中的单独使用风力发电机、或者单独使用太阳能电池板的情况，造成了充电过程的不连续性，出现电能中断情况。
[0006]为了克服上述缺陷，本领域技术人员亟需一种新型的结合风力摩擦发电与太阳能发电的便携式移动电源。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题在于提供一种基于风力摩擦发电与太阳能发电相结合的便携式移动电源，既能利用风能，又能利用太阳能，且结构简单、造价低廉。
[0008]为实现上述目的，本发明提供了一种基于风力摩擦发电与太阳能发电相结合的便携式移动电源，包括具有容纳腔室的壳体；设置在所述容纳腔室的内部的风力发电装置、太阳能发电装置、控制电路模块，所述风力发电装置包括多个摩擦发电机，每个所述摩擦发电机包括:平行相对设置的第一基板和第二基板；垂直地设置在第一基板和第二基板的边缘之间的至少一个支撑件；位于第一基板和第二基板之间的第一电极层和第二电极层；以及位于第一电极层和第二电极层之间的至少一层高分子聚合物绝缘层，所述第一电极层和/或所述第二电极层与一层或多层高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面；和/或，所述多层高分子聚合物绝缘层中的至少两层之间形成有摩擦界面；形成所述至少一个摩擦界面中的两层中的至少一层为自由活动层，所述自由活动层的一端为固定端，另一端为自由端，第一电极层和第二电极层构成摩擦发电机的两个输出电极。
[0009]进一步地，第一电极层和第二电极层分别固定在第一基板和第二基板上，高分子聚合物绝缘层的一端固定在支撑件上，高分子聚合物绝缘层的另一端为自由端；其中所述第一电极层和/或第二电极层与高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面。
[0010]进一步地，第二电极层固定在第二基板上，高分子聚合物绝缘层的一端和第一电极层的一端共同固定在支撑件上，高分子聚合物绝缘层的另一端和第一电极层的另一端为自由端；其中所述高分子聚合物绝缘层与第二电极层之间形成有摩擦界面。
[0011]进一步地，至少一层高分子聚合物绝缘层包括第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层；其中第一电极层固定在第一基板上，第二电极层和第二高分子聚合物绝缘层一起固定在第二基板上，第一高分子聚合物绝缘层的一端固定在支撑件上，第一高分子聚合物绝缘层的另一端为自由端；其中所述第一高分子聚合物绝缘层与第一电极层之间形成有摩擦界面，并且所述第一高分子聚合物绝缘层与第二高分子聚合物绝缘层之间也形成有摩擦界面。
[0012]进一步地，至少一层高分子聚合物绝缘层包括第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层；其中第一电极层和第一高分子聚合物绝缘层共同固定在第一基板上，第二高分子聚合物绝缘层的一端和第二电极层的一端共同固定在支撑件上，第二高分子聚合物绝缘层的另一端和第二电极层的另一端分别为自由端；其中仅所述第一高分子聚合物绝缘层与第二高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面。
[0013]进一步地，至少一层高分子聚合物绝缘层包括第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层；至少一个支撑件包括第一支撑件和第二支撑件，所述第一支撑件连接所述第一基板的第一端和所述第二基板的第一端；所述第二支撑件连接所述第一基板的第二端和所述第二基板的第二端，所述第二支撑件的长度小于所述第一支撑件的长度，其中，所述第一电极层紧邻所述第一基板，所述第一高分子聚合物绝缘层的第一端、所述第二高分子聚合物绝缘层的第一端和第二电极层的第一端均固定在所述第一支撑件上，所述第一高分子聚合物绝缘层的第二端、所述第二高分子聚合物绝缘层的第二端和第二电极层的第二端为自由端，其中所述第一高分子聚合物绝缘层与第一电极层之间形成有摩擦界面，并且所述第一高分子聚合物绝缘层与第二高分子聚合物绝缘层之间也形成有摩擦界面。
[0014]进一步地，形成所述摩擦界面的两层相对的面中至少一面设有微纳结构。
[0015]进一步地，所述风力发电装置还包括用于容纳所述多个摩擦发电机的网格状框架结构，该网格状框架结构的底壁通过转动组件可旋转地连接到壳体的一个侧壁。
[0016]进一步地，所述网格状框架结构的底部还设置有凸起部，用以容纳并卡接于壳体的凹陷部，所述转动组件包括设置在所述凸起部的侧部的啮合部，以及与啮合部相互配合的卡合部，该卡合部设置在壳体的侧壁上。
[0017]进一步地，所述网格状框架结构可通过转动组件围绕壳体的侧壁旋转0-90度，当网格状框架结构处于折叠状态时，其完全容纳在容纳腔室的内部，当网格状框架结构需要展开时，其能够旋转至垂直于壳体底面的位置，并能实现定位。
[0018]进一步地，所述网格状框架结构上开设有多个网格，所述网格的形状和尺寸与摩擦发电机的形状和尺寸相适配。
[0019]进一步地，所述多个摩擦发电机相互堆叠以形成网格状框架结构。
[0020]进一步地，所述太阳能发电装置包括多个太阳能电池板，所述太阳能电池板包括硬质平板基底、以及设置在其上的整块或多块太阳能电池。
[0021]进一步地，所述太阳能发电装置包括有三个太阳能电池板，所述三个太阳能电池板分别连接到所述壳体的一个侧壁和两个端壁。
[0022]进一步地，每个所述太阳能电池板的其中一个端部通过铰链连接到所述壳体的侧壁或端壁。
[0023]进一步地，所述壳体具有底面、以及位于该底面的相对上方的顶面，每个所述太阳能电池板的形状和尺寸与壳体的顶面的形状和尺寸相适配。
[0024]进一步地，每个所述太阳能电池板均能够实现0-180度的旋转，当处于展开状态时，每个太阳能电池板均能向外打开，并且平铺在壳体的外周处，当实现折叠时，两个连接到壳体的端壁处的太阳能电池板依次折叠到位，使其完全覆盖到壳体的容纳腔室的上方，接着连接到壳体的侧壁处的太阳能电池板最后实现折叠，直到覆盖到壳体的容纳腔室的最上方，从而形成壳体的上盖。
[0025]进一步地，多个摩擦发电机通过导线串联或并联在一起，并具有一个总输出端，其与控制电路模块的输入端连接，控制电路模块安装在容纳腔室的一部分预留空间内。
[0026]进一步地，太阳能发电装置也具有一个总输出端，其与控制电路模块的输入端连接。
[0027]进一步地，所述容纳腔室的内部还设置有用于实现电力续航的蓄电池，所述蓄电池与控制电路模块相连。
[0028]进一步地，所述容纳腔室的内部还设置有用于显示所述蓄电池的充电工作状态的蓄电池充电显示装置。
[0029]进一步地，所述控制电路模块还具有输出端口和输入端口，所述输出端口用于连接用电设备，所述输入端口可接市电，经控制电路模块处理后，用于给蓄电池充电。
[0030]本发明的便携式移动电源中的风力发电装置、太阳能电池板均采用可折叠结构，有效减小便携式移动电源的体积。通过采用新型的摩擦发电机，可以实现高频风力发电，从而提高了发电效率。由于便携式移动电源上集成了风力发电装置与太阳能电池板，能够实现全天侯发电，最大程度的保证用户在没有固定电源的情况下可以使用用电设备，并且由于该电源体积小、结构精简，可以满足用户的便携性要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。其中:
[0032]图1为根据本发明的第一种实施方式的便携式移动电源的处于打开状态时的结构示意图；
[0033]图2为根据本发明的1#摩擦发电机的结构示意图；
[0034]图3为根据本发明的2#摩擦发电机的结构示意图；
[0035]图4为根据本发明的1#摩擦发电机的第一种实施例的截面结构示意图；
[0036]图5为根据本发明的2#摩擦发电机的第一种实施例的截面结构示意图；
[0037]图6为根据本发明的2#摩擦发电机的第二种实施例的截面结构示意图；
[0038]图7为根据本发明的2#摩擦发电机的第三种实施例的截面结构示意图；
[0039]图8为根据本发明的2#摩擦发电机的第四种实施例的截面结构示意图；
[0040]图9为根据本发明的便携式移动电源的风力发电装置的结构示意图
[0041]图10为根据本发明的便携式移动电源的壳体的结构示意图；
[0042]图11为图1中的便携式移动电源的处于折叠状态时的结构示意图；
[0043]图12为根据本发明的第二种实施方式的便携式移动电源的处于打开状态时的结构示意图，其中还设置有蓄电池；
[0044]图13为根据本发明的便携式移动电源的工作原理示意图；以及
[0045]图14为根据本发明的便携式移动电源的电路原理示意图。
【具体实施方式】
[0046]下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其它实施方式中。
[0047]针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于风力摩擦发电与太阳能发电相结合的便携式移动电源。参阅图1，示出了根据本发明的第一种实施方式的便携式移动电源M，该便携式移动电源M包括壳体20，该壳体20的内部还设置有容纳腔室21 ；设置在所述容纳腔室21的内部的风力发电装置30、太阳能发电装置40、控制电路模块50。较佳地是，所述风力发电装置30和太阳能发电装置40均采用可折叠结构，从而有效减小便携式移动电源的体积。值得指出地是，风力发电装置30包括:多个摩擦发电机G，每个所述摩擦发电机G包括:平行相对设置的第一基板和第二基板；垂直地设置在第一基板和第二基板的边缘之间的至少一个支撑件；位于第一基板和第二基板之间的第一电极层和第二电极层；以及位于第一电极层和第二电极层之间的至少一层高分子聚合物绝缘层。所述第一电极层和/或所述第二电极层与一层或多层高分子聚合物绝缘层之间形成有摩擦界面；和/或，所述多层高分子聚合物绝缘层中的至少两层之间形成有摩擦界面；形成所述摩擦界面的两层中的至少一层为自由活动层，所述自由活动层的一端为固定端，另一端为自由端。
[0048]下面将要描述的所述的摩擦发电机G还具有如下两种形式:S卩1#摩擦发电机和2#摩擦发电机。图2和图3分别示出了 1#摩擦发电机Gl和2#摩擦发电机G2的具体结构。应当指出的是，本发明中涉及的摩擦发电机G可以是1#摩擦发电机Gl和2#摩擦发电机G2中的任意一者或两者的组合。
[0049]具体来说，结合图2所示，1#摩擦发电机Gl包括:依次由上而下设置的、形状尺寸匹配的第一基板11、第一电极层14、第一高分子聚合物绝缘层161、第二高分子聚合物绝缘层162、第二电极层15和第二基板12 ;第一支撑件131，所述第一支撑件131连接所述第一基板11的第一端和所述第二基板12的第一端；和第二支撑件132，所述第二支撑件132连接所述第一基板11的第二端和所述第二基板12的第二端，所述第二支撑件132的长度小于所述第一垂直支撑件132的长度，其中，所述第一电极层14紧邻所述第一基板11，所述第一高分子聚合物绝缘层161的第一端、所述第二高分子聚合物绝缘层162的第一端和第二电极层15的第一端均固定在所述第一支撑件131上，所述第一高分子聚合物绝缘层161的第二端、所述第二高分子聚合物绝缘层162的第二端和第二电极层15的第二端为自由端。其中所述第一高分子聚合物绝缘层161与第一电极层14之间形成有摩擦界面，并且所述第一高分子聚合物绝缘层161与第二高分子聚合物绝缘层162之间也形成有摩擦界面。所述第一电极层14和第二电极层15分别为摩擦发电机的两个输出电极。
[0050]为了提高摩擦发电机的发电能力，在第一高分子聚合物绝缘层161和第一电极层14相对的两个面中的至少一个面上设有微米级或纳米级的微纳结构，和/或第一高分子聚合物绝缘层161和第二高分子聚合物绝缘层162的相对的两个面中至少一个面上设有微米级或纳米级的微纳结构。
[0051]具体来说，结合图3所示，2#摩擦发电机G2包括:平行相对设置的第一基板11和第二基板12，垂直设置在所述第一基板11和第二基板12之间、且位于所述第一基板11和第二基板12边缘的至少一个支撑件13 ;所述第一基板11和第二基板12之间具有由所述支撑件13形成的至少一个通风口 ；位于第一基板11和第二基板12之间的第一电极层14、第二电极层15 ;以及形成在所述第一电极层14和第二电极层15之间的至少一层高分子聚合物绝缘层16 ;其中，所述第一电极层14和/或所述第二电极层15与一层或多层高分子聚合物绝缘层16之间形成有摩擦界面；和/或，所述多层高分子聚合物绝缘层中的至少两层之间形成有摩擦界面；所述第一电极层14和第二电极层15分别为摩擦发电机的两个输出电极；形成所述摩擦界面的两层中的至少一层为自由活动层，所述自由活动层的一端为固定端，另一端为自由端。
[0052]如图4示出了第一种具体实施例的1#摩擦发电机Gl的截面结构示意图。图5-8示出了四种具体实施例的2#摩擦发电机G2的截面结构示意图。
[0053]具体来说，如图5所示，第一电极层14和第二电极层15分别固定在第一基板11和第二基板12上，高分子聚合物绝缘层16的一端固定在支撑件上，高分子聚合物绝缘层16的另一端为自由端、其中所述第一电极层14和/或第二电极层15与高分子聚合物绝缘层16之间形成有摩擦界面。第一电极层14和第二电极层15构成摩擦发电机的两个输出电极。为了提高摩擦发电机的发电能力，在高分子聚合物绝缘层16和第一电极层14相对的两个面中的至少一个面上设有微米级或纳米级的微纳结构，和/或高分子聚合物绝缘层16和第二电极层15相对的两个面中的至少一个面上设有微米级或纳米级的微纳结构。
[0054]可选地是，还可将第二电极层15固定在第一基板11或第二基板12上。具体来说，如图6所示，第二电极层15固定在第二基板12上，高分子聚合物绝缘层16的一端和第一电极层14的一端共同固定在支撑件上，高分子聚合物绝缘层16的另一端和第一电极层14的另一端为自由端，其中所述高分子聚合物绝缘层16与第二电极层15之间形成有摩擦界面。第一电极层14和第二电极层15构成摩擦发电机的两个输出电极。为了提高摩擦发电机的发电能力，在高分子聚合物绝缘层16和第二电极层15相对的两个面中的至少一个面上设有微米级或纳米级的微纳结构。
[0055]应当指出，至少一层高分子聚合物绝缘层16还可以包括有第一高分子聚合物绝缘层161和第二高分子聚合物绝缘层162。
[0056]如图7所不,第一电极层14固定在第一基板11上,第二电极层15和第二高分子聚合物绝缘层162共同固定在第二基板12上，第一高分子聚合物绝缘层161的一端固定在支撑件上，第一高分子聚合物绝缘层161的另一端为自由端。其中，所述第一高分子聚合物绝缘层161与第一电极层14之间形成有摩擦界面，并且所述第一高分子聚合物绝缘层161与第二高分子聚合物绝缘层162之间也形成有摩擦界面。第一电极层14和第二电极层15构成摩擦发电机的两个输出电极。为了提高摩擦发电机的发电能力，在第一高分子聚合物绝缘层161和第一电极层14相对的两个面中的至少一个面上设有微米级或纳米级的微纳结构，，和/或第一高分子聚合物绝缘层161和第二高分子聚合物绝缘层162相对的两个面中的至少一个面上设有微米级或纳米级的微纳结构。
[0057]如图8所示，第一电极层14和第一高分子聚合物绝缘层161共同固定在第一基板11上，第二高分子聚合物绝缘层162的一端和第二电极层15的一端共同固定在支撑件上，第二高分子聚合物绝缘层162的另一端和第二电极层15的另一端分别为自由端。其中，仅所述第一高分子聚合物绝缘层161与第二高分子聚合物绝缘层162之间形成有摩擦界面。第一电极层14和第二电极层15构成摩擦发电机的两个输出电极。为了提高摩擦发电机的发电能力，在第一高分子聚合物绝缘层161和第二高分子聚合物绝缘层162相对的两个面中的至少一个面上设有微米级或纳米级的微纳结构。
[0058]以上所述的微纳结构具体可以采取如下两种可能的实现方式:第一种方式为，该微纳结构是微米级或纳米级的非常小的凹凸结构。该凹凸结构能够增加摩擦阻力，提高发电效率。所述凹凸结构能够在薄膜制备时直接形成，也能够用打磨的方法使高分子聚合物绝缘层的表面形成不规则的凹凸结构。具体地，该凹凸结构可以是半圆形、条纹状、立方体型、四棱锥型、或圆柱形等形状的凹凸结构。第二种方式为，该微纳结构是纳米级孔状结构，此时高分子聚合物绝缘层所用材料优选为聚偏氟乙烯(PVDF)，其厚度为0.5-1.2mm (优选1.0mm)，且其相对第二电极层的一面上设有多个纳米孔。其中，每个纳米孔的尺寸，即宽度和深度，可以根据应用的需要进行选择，优选的纳米孔的尺寸为:宽度为1-1OOnm以及深度为4-50 μ m。纳米孔的数量可以根据需要的输出电流值和电压值进行调整，优选的这些纳米孔是孔间距为2-30 μ m的均匀分布，更优选的平均孔间距为9 μ m的均匀分布。
[0059]应当理解的是，上述两种类型的1#摩擦发电机Gl和2#摩擦发电机G2的结构还可以做相应的其他变型，例如所述至少一层高分子聚合物绝缘层还可以包括具有三层或三层以上的高分子聚合物绝缘层。所述摩擦界面以及自由活动层的具体形式也并不唯一，本领域技术人员可根据具体需求做任意改动。
[0060]结合图9和图10所示，为了实现较好的支承和固定的作用，所述风力发电装置30还包括网格状框架结构31，用于容纳所述多个摩擦发电机G1，G2。值得指出地是，该网格状框架结构31的底壁通过转动组件可旋转地连接到壳体20的一个侧壁。
[0061]更加优选地是，所述网格状框架结构的底部还设置有凸起部313，用以容纳并卡接于壳体20的凹陷部314。所述转动组件包括设置在所述凸起部313的侧部的啮合部311，和与其相互配合的卡合部312，该卡合部312设置在壳体20的侧壁上。
[0062]由于存在上述转动结构，所述网格状框架结构31可通过转动组件围绕壳体20的侧壁旋转0-90度。当网格状框架结构31处于折叠状态时，其能够完全容纳在容纳腔室21的内部，当网格状框架结构31需要展开时，其能够旋转至垂直于壳体20底面的位置，并能实现定位。
[0063]所述网格状框架结构31上开设有多个网格，可设置多行多列。所述网格的形状和尺寸与摩擦发电机Gl，G2的形状和尺寸相适配，本领域技术人员可根据实际需要做相应变型。应当指出地是，所述多个摩擦发电机G1，G2相互堆叠，也能够形成网格状框架结构31。
[0064]参照图1、图10和图11，具体来说，所述太阳能发电装置40包括多个太阳能电池板41，所述太阳能电池板包括硬质平板基底、以及设置在其上的整块或多块太阳能电池。
[0065]根据本发明的一个优选实施例，所述太阳能发电装置包括有三个太阳能电池板41，所述三个太阳能电池板分别连接到所述壳体20的一个侧壁20a和两个端壁20b。更加优选地是，为了便于实现太阳能电池板的折叠和展开，每个所述太阳能电池板41的其中一个端部通过铰链活动连接到所述壳体20的侧壁20a或端壁20b。根据本发明的一个具体实施例，在壳体20的一个侧壁20a的两端处分别设置有插销孔411，与侧壁20a相连接的太阳能电池板41的一个端部对应插销孔411还设置有两个插销412，用于与插销孔411相互配合连接。在壳体20的每个端壁20b的两端处也分别设置有插销孔411，与端壁20b相连的太阳能电池板41的一个端部对应插销孔411还设置有两个插销412，用于与插销孔411相互配合连接。应当理解，太阳能电池板的个数并不唯一，与此同时，此处的连接件的结构和形式也并不唯一，任何能够实现太阳能电池板与壳体之间的活动连接的连接件都是可行的。
[0066]已知，所述壳体具有底面、形成在底面周围的两个侧壁和两个端壁，以及位于该底面的相对上方的顶面。为了使得本发明的便携式电源的结构精巧，从而便于携带，每个所述太阳能电池板41的形状和尺寸与壳体20的顶面的形状和尺寸相适配，在本发明的一个具体实施例中，太阳能电池板41为呈矩形的平板，当其折叠时，恰好能够完全覆盖到壳体20的顶面，从而起到了节省空间的作用。应当理解，太阳能电池板的形状和尺寸并不唯一，本领域技术人员可根据实际需要做相应变型。
[0067]更加优选地是，每个所述太阳能电池板41均能够实现0-180度的旋转。当处于展开状态时，每个太阳能电池板41能够向外打开，并且能够平铺在壳体20的外周处。当实现折叠时，两个连接到壳体20的端壁处的太阳能电池板41依次折叠到位，使其完全覆盖到壳体20的顶面，接着连接到壳体20的侧壁处的太阳能电池板41最后实现折叠，直到覆盖到壳体20的底面的最上方，从而形成壳体的上盖，折叠后的具体结构可参见图U。
[0068]参阅图12，示出了根据本发明的第二种实施方式的便携式移动电源的结构示意图。该便携式移动电源M也包括壳体20，该壳体20的内部还设置有容纳腔室21 ;设置在所述容纳腔室21的内部的风力发电装置30、太阳能发电装置40、控制电路模块50。较佳地是，所述风力发电装置30和太阳能发电装置40均采用可折叠结构，从而有效减小便携式移动电源的体积。与第一种实施方式不同的是，所述容纳腔室21的内部还设置有用于实现电力续航的蓄电池60。
[0069]较佳地是，所述控制电路模块50安装在容纳腔室21的一部分预留空间内。多个摩擦发电机Gl，G2通过导线串联或并联在一起，并具有一个总输出端，其与控制电路模块50的输入端连接。太阳能发电装置40也具有一个总输出端，其与控制电路模块50的输入端连接。
[0070]具体来说，所述蓄电池60与控制电路模块50相连。所说蓄电池60用于存储电能与输出电能，可存储风力发电装置30与太阳能电池板41产生的电能，也可以通过固定电源对其进行充电以备使用，使得蓄电池60可以在不能实现自供电的时候，满足用户一段时间的充电需求。进一步地，所述容纳腔室21的内部还设置有用于显示所述蓄电池60的充电工作状态的蓄电池充电显示装置。
[0071]所述控制电路模块50还具有输出端口 51和输入端口 52，所述输出端口 51用于连接用电设备，例如手机、数码相机、MP3、MP4、PDA、掌上电脑、掌上游戏机等多种数码产品。所述输入端口 52可接市电，经控制电路模块50处理后，用于给蓄电池60充电。
[0072]下面结合图12和图13，具体介绍本发明的便携式移动电源的整个工作过程:
[0073]1、太阳能电池板41所产生电能经控制电路模块50转换并存储进蓄电池60，或直接用于给用电设备充电、供电。
[0074]2、风力发电装置30所产生电能经控制电路模块50转换并存储进蓄电池60，或直接用于给用电设备充电、供电。
[0075]3、输入端口 52可接市电经控制电路模块50处理后给蓄电池60充电。
[0076]4、蓄电池60内存储电能通过控制电路模块50处理后经输出端口 51给用电设备充电、供电。
[0077]5、控制电路模块50检测到蓄电池60已充满电后停止给其充电。
[0078]与此同时，本发明的便携式移动电源还具有第二种实施方式。与第一种实施方式不同的是，所述容纳腔室21的内部不具有用于实现电力续航的蓄电池60，从而省略了存储电能以备用户将来的充电需求的功能，其直接将风力摩擦发电装置和太阳能发电装置产生的电能输送给用电设备。第二种实施方式的便携式移动电源的其他结构和功能与第一种实施方式的便携式移动电源的结构和功能相同，为了节省篇幅，此处不再赘述。
[0079]综上所述，根据本发明的基于风力摩擦发电与太阳能发电相结合的便携式移动电源，通过巧妙地集成了风力发电系统与太阳能电池板，既能利用风能，又能利用太阳能，能够实现全天候发电，且提高了发电效率，最大程度的保证用户在没有固定电源的情况下可以使用用电设备，并且由于该电源体积小、结构精简，造价低廉，可以满足用户的便携性要求，特别适合于长期户外活动时使用。
[0080]可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另夕卜，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种基于风力摩擦发电与太阳能发电相结合的便携式移动电源(M)，其特征在于，包括具有容纳腔室(21)的壳体(20);设置在所述容纳腔室(21)的内部的风力发电装置(30)、太阳能发电装置(40)、控制电路模块(50)，所述风力发电装置(30)包括多个摩擦发电机(G1，G2)，每个所述摩擦发电机(G1，G2)包括:平行相对设置的第一基板(11)和第二基板(12);垂直地设置在第一基板(11)和第二基板(12)的边缘之间的至少一个支撑件；位于第一基板(11)和第二基板(12)之间的第一电极层(14)和第二电极层(15);以及位于第一电极层(14)和第二电极层(15)之间的至少一层高分子聚合物绝缘层(16)，所述第一电极层(14)和/或所述第二电极层(15)与一层或多层高分子聚合物绝缘层(16)之间形成有摩擦界面；和/或，所述多层高分子聚合物绝缘层(16)中的至少两层之间形成有摩擦界面；形成所述的至少一个摩擦界面中的两层中的至少一层为自由活动层，所述自由活动层的一端为固定端，另一端为自由端，第一电极层(14)和第二电极层(15)构成摩擦发电机的两个输出电极。
2.如权利要求1所述的便携式移动电源，其特征在于，第一电极层(14)和第二电极层(15)分别固定在第一基板(11)和第二基板(12)上，高分子聚合物绝缘层(16)的一端固定在支撑件上，高分子聚合物绝缘层(16)的另一端为自由端； 其中所述第一电极层(14)和/或第二电极层(15)与高分子聚合物绝缘层(16)之间形成有摩擦界面。
3.如权利要求1所述的便携式移动电源，其特征在于，第二电极层(15)固定在第二基板(12)上，高分子聚合物绝缘层(16)的一端和第一电极层(14)的一端共同固定在支撑件上，高分子聚合物绝缘层(16)的另一端和第一电极层(14)的另一端为自由端； 其中所述高分子聚合物绝缘层(16)与第二电极层(15)之间形成有摩擦界面。
4.如权利要求1所述的便携式移动电源，其特征在于，至少一层高分子聚合物绝缘层(16)包括第一高分子聚合物绝缘层(161)和第二高分子聚合物绝缘层(162);其中第一电极层(14)固定在第一基板(11)上，第二电极层(15)和第二高分子聚合物绝缘层(162) —起固定在第二基板(12)上，第一高分子聚合物绝缘层(161)的一端固定在支撑件上，第一高分子聚合物绝缘层(161)的另一端为自由端； 其中所述第一高分子聚合物绝缘层(161)与第一电极层(14)之间形成有摩擦界面，并且所述第一高分子聚合物绝缘层(161)与第二高分子聚合物绝缘层(162)之间也形成有摩擦界面。
5.如权利要求1所述的便携式移动电源，其特征在于，至少一层高分子聚合物绝缘层(16)包括第一高分子聚合物绝缘层(161)和第二高分子聚合物绝缘层(162);其中第一电极层(14)和第一高分子聚合物绝缘层(161)共同固定在第一基板(11)上，第二高分子聚合物绝缘层(162)的一端和第二电极层(15)的一端共同固定在支撑件上，第二高分子聚合物绝缘层(162)的另一端和第二电极层(15)的另一端分别为自由端； 其中仅所述第一高分子聚合物绝缘层(161)与第二高分子聚合物绝缘层(162)之间形成有摩擦界面。
6.如权利要求1所述的便携式移动电源，其特征在于，至少一层高分子聚合物绝缘层(16)包括第一高分子聚合物绝缘层(161)和第二高分子聚合物绝缘层(162);至少一个支撑件包括第一支撑件(131)和第二支撑件(132)，所述第一支撑件(131)连接所述第一基板(11)的第一端和所述第二基板(12)的第一端; 所述第二支撑件(132)连接所述第一基板(11)的第二端和所述第二基板(12)的第二端，所述第二支撑件(132)的长度小于所述第一支撑件(131)的长度， 其中，所述第一电极层(14)紧邻所述第一基板(11 )，所述第一高分子聚合物绝缘层(161)的第一端、所述第二高分子聚合物绝缘层(162)的第一端和第二电极层(15)的第一端均固定在所述第一支撑件(131)上，所述第一高分子聚合物绝缘层(161)的第二端、所述第二高分子聚合物绝缘层(162)的第二端和第二电极层(15)的第二端为自由端， 其中所述第一高分子聚合物绝缘层(161)与第一电极层(14)之间形成有摩擦界面，并且所述第一高分子聚合物绝缘层(161)与第二高分子聚合物绝缘层(162)之间也形成有摩擦界面。
7.如权利要求2-6中任一项所述的便携式移动电源，其特征在于，形成所述摩擦界面的两层相对的面中至少一面设有微纳结构。
8.如权利要求1所述的便携式移动电源，其特征在于，所述风力发电装置(30)还包括用于容纳所述多个摩擦发电机(G1，G2)的网格状框架结构(31)，该网格状框架结构(31)的底壁通过转动组件可旋转地连接到壳体(20)的一个侧壁。
9.如权利要求8所述的便携式移动电源，其特征在于，所述网格状框架结构的底部还设置有凸起部(313)，用以容纳并卡接于壳体的凹陷部(314)，所述转动组件包括设置在所述凸起部(313)的侧部的啮合部(311)，以及与啮合部(311)相互配合的卡合部(312)，该卡合部(312)设置在壳体的侧壁上。
10.如权利要求8所述的便携式移动电源，其特征在于，所述网格状框架结构(31)可通过转动组件围绕壳体(20)的侧壁旋转0-90度，当网格状框架结构(31)处于折叠状态时，其完全容纳在容纳腔室(21)的内部，当网格状框架结构(31)需要展开时，其能够旋转至垂直于壳体(20)底面的位置，并能实现定位。
11.如权利要求8所述的便携式移动电源，其特征在于，所述网格状框架结构(31)上开设有多个网格，所述网格的形状和尺寸与摩擦发电机(Gl，G2)的形状和尺寸相适配。
12.如权利要求8所述的便携式移动电源，其特征在于，所述多个摩擦发电机(Gl，G2)相互堆叠以形成网格状框架结构(31)。
13.如权利要求1所述的便携式移动电源，其特征在于，所述太阳能发电装置(40)包括多个太阳能电池板(41)，所述太阳能电池板包括硬质平板基底、以及设置在其上的整块或多块太阳能电池。
14.如权利要求13所述的便携式移动电源，其特征在于，所述太阳能发电装置包括有三个太阳能电池板(41)，所述三个太阳能电池板(41)分别连接到所述壳体(20)的一个侧壁和两个端壁。
15.如权利要求14所述的便携式移动电源，其特征在于，每个所述太阳能电池板(41)的其中一个端部通过铰链连接到所述壳体(20 )的侧壁或端壁。
16.如权利要求14所述的便携式移动电源，其特征在于，所述壳体具有底面、以及位于该底面的相对上方的顶面，每个所述太阳能电池板(41)的形状和尺寸与壳体(20)的顶面的形状和尺寸相适配。
17.如权利要求14所述的便携式移动电源，其特征在于，每个所述太阳能电池板(41)均能够实现0-180度的旋转，当处于展开状态时，每个太阳能电池板(41)均能向外打开，并且平铺在壳体(20)的外周处，当实现折叠时，两个连接到壳体(20)的端壁处的太阳能电池板(41)依次折叠到位，使其完全覆盖到壳体(20)的顶面，接着连接到壳体(20)的侧壁处的太阳能电池板(41)最后实现折叠，直到覆盖到壳体(20)的顶面的最上方，从而形成壳体的上盖。
18.如权利要求16所述的便携式移动电源，其特征在于，多个摩擦发电机(G1，G2)通过导线串联或并联在一起，并具有一个总输出端，其与控制电路模块(50)的输入端连接，控制电路模块(50)安装在容纳腔室(21)的一部分预留空间内。
19.如权利要求18所述的便携式移动电源，其特征在于，太阳能发电装置(40)也具有一个总输出端，其与控制电路模块(50 )的输入端连接。
20.如权利要求18所述的便携式移动电源，其特征在于，所述容纳腔室(21)的内部还设置有用于实现电力续航的蓄电池(60)，所述蓄电池与控制电路模块(50)相连。
21.如权利要求20所述的便携式移动电源，其特征在于，所述容纳腔室(21)的内部还设置有用于显示所述蓄电池(60)的充电工作状态的蓄电池充电显示装置。
22.如权利要求20所述的便携式移动电源，其特征在于，所述控制电路模块(50)还具有输出端口(51)和输入端口(52)，所述输出端口(51)用于连接用电设备，所述输入端口(52 )可接市电，经控制电路模块(50 )处理后，用于给蓄电池(60 )充电。
【文档编号】B32B3/30GK104426458SQ201310403413
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年9月5日 优先权日:2013年9月5日
【发明者】徐传毅 申请人:纳米新能源（唐山）有限责任公司