基于摩擦勢能轉(zhuǎn)換的拐杖設(shè)計研究

楊璐然，李雪松

（山東華宇工學院，山東 德州 253034）

0 引言

當今世界，人類社會發(fā)展日益加速，能源短缺的問題也暴露出來，開發(fā)新的能源，利用新能源是現(xiàn)在的首要目的。人們的日常生活環(huán)境中存在大量可以利用的能量。平時的生活中處處存在著種種摩擦，產(chǎn)生了許多微小的機械能，如果我們能將這些能量儲存起來，那將是一種儲量很可觀的新能源。目前，社會老齡化日趨嚴重，老年人口比重加大，老年人出行不便，因此拐杖成為老年人們生活中不可缺少的一物，為了方便老年人夜間出行，可照明的拐杖應(yīng)運而生，但是由于現(xiàn)存的照明拐杖使用的是電池為其供電，當電池沒電時，拐杖的照明功能就無法使用，會給老年人帶來不便。基于能量守恒定律研究可摩擦生電照明的拐杖，利用行走時拐杖低端與地面的摩擦產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換存儲成為電能，供照明使用，夜間行走時照亮避免危險的發(fā)生。

1 系統(tǒng)設(shè)計方案

根據(jù)能量守恒定律，能量既不會被破壞也不會被創(chuàng)造，它只是從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或從一個對象轉(zhuǎn)移到另一個對象，在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，總能量保持不變。兩個不同的物體相互摩擦，其中一個帶正電荷，另一個帶負電荷，這種現(xiàn)象稱為摩擦生電。這是一種摩擦生電的現(xiàn)象，本質(zhì)上涉及電荷的轉(zhuǎn)移。現(xiàn)代科學告訴我們，所有的物體都是由原子組成的，原子由一個帶正電荷的原子核和圍繞原子核運動的帶負電荷的電子組成。……