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龙图腾网获悉重庆邮电大学申请的专利基于风能摩擦纳米发电机的高空脚手架环境监测装置及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119469265B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411653426.7，技术领域涉及：G01D21/02；该发明授权基于风能摩擦纳米发电机的高空脚手架环境监测装置及方法是由张佳佳;张新茹;向敏;严冬;王平设计研发完成，并于2024-11-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于风能摩擦纳米发电机的高空脚手架环境监测装置及方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种基于风能摩擦纳米发电机的高空脚手架环境监测装置及方法，属于高空脚手架环境检测领域。该装置包括风能摩擦纳米发电机、能量管理电路、监测环境的传感器、数据处理单元以及报警装置；风能摩擦纳米发电机安装在脚手架上收集环境中低频风能，并将其转化为电能，通过能量管理电路将电能存储进储能电容中，从而驱动监测环境的传感器；随后，将监测环境的传感器采集的数据发送至数据处理单元分析，根据预设的环境阈值判断脚手架环境的工作安全，当实际数据超过预设范围时，触发报警装置发出警报，及时提醒工作人员该环境下使用脚手架存在安全隐患。本发明能够有效预防施工人员在使用脚手架工作时的安全性和稳定性。

本发明授权基于风能摩擦纳米发电机的高空脚手架环境监测装置及方法在权利要求书中公布了：1.一种基于风能摩擦纳米发电机的高空脚手架环境监测装置，其特征在于，该装置包括风能摩擦纳米发电机、能量管理电路、监测环境的传感器、数据处理单元以及报警装置； 所述风能摩擦纳米发电机安装在脚手架上收集环境中低频风能，并将其转化为电能，通过能量管理电路将电能存储进储能电容中，从而驱动监测环境的传感器；随后，将监测环境的传感器采集的数据发送至数据处理单元分析，根据预设的环境阈值判断脚手架环境的工作安全，当实际数据超过预设范围时，触发报警装置发出警报，及时提醒工作人员该环境下使用脚手架存在安全隐患； 所述风能摩擦纳米发电机包括风驱动转子、摩擦发电单元和定子；当风驱动转子在风力的驱动下进行旋转时，摩擦发电单元产生电荷并输出脉冲交流电； 所述定子包括支撑结构和底端圆盘； 所述风驱动转子包括风杯、顶端圆盘以及中心轴；所述中心轴从上至下依次贯穿风杯、支撑结构和顶端圆盘的中心，并通过轴承与底端圆盘连接，风杯在风力的作用下进行旋转，同时带动顶端圆盘一起旋转； 所述摩擦发电单元包括安装在顶端圆盘下表面的介质摩擦电层、安装在底端圆盘上表面的电极层和机械开关结构； 所述介质摩擦电层安装在顶端圆盘，由一组两个等中心角度间隔设置的扇形单元组成，每个单元和间隔的角度为90°，每一个扇形单元都有一个薄膜固定在两侧，并覆盖在扇形单元的底部空间作为摩擦电表面；薄膜呈扇形且适当大于扇形单元，使得薄膜中间部分能自然拱起与定子接触，避免薄膜与定子硬性摩擦； 所述电极层安装在底端圆盘，由两组四个间隔5°的扇形单元组成，每一个扇形单元固定一个铜箔；每个相邻扇形区域具有相反极性，属于不同的电极组；通过底端圆盘另一侧蚀刻的电路将间隔的同一组电极相连； 所述机械开关结构一侧为底端圆盘上的四对触点，一侧为安装在顶端圆盘由铜环制成的一对触点，当风杯带动顶端圆盘进行旋转一周时，在介质摩擦电层的薄膜与电极层的铜箔进行摩擦的同时，顶端触点会依次接触底端圆盘的四对触点，每一次接触时输出端将会产生一个脉冲电压，当摩擦发电单元旋转一周时会出现四个脉冲电压； 所述能量管理电路包括匹配变压器、快恢复二极管和储能电容；当摩擦纳米发电机输出脉冲电压时，能量输入到匹配变压器初级线圈中，从而在变压器中形成变化的磁场，在次级线圈中产生感应电压通过快恢复二极管将能量输入至储能电容中； 所述匹配变压器选择的关键因素是选择合适尺寸的磁芯AP，根据摩擦纳米发电机最大输出能量计算得到的： 其中，、、、、和分别为变压器的输入电压、输入电流、开关频率、窗口利用率、电流密度和磁通密度的变化；为变压器输入功率，为开关周期； 磁芯的实际AP值由磁芯有效截面积和磁芯窗口面积乘积得到： 所述匹配变压器选择合适磁芯的原则是：当选择磁芯的时，变压器才能将能量从输入端完全传递到输出端。

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