[0030] 实施例1：以下结合附图与具体实施例对本发明作出详细说明。
[0031] 下述列明实施例中使用的的缩写词的英文名及其中文名的对照。
[0032] PDMS:英文名：polydimethylsiloxane 中文名：聚二甲基硅氧烷[0033] PET:英文名：Polyethylene terephthalate 中文名：聚对苯二甲酸乙二醇酯[0034] 本实施例提供一种自供电的水上求救信号发生装置，由两个模块组成，A模块是基于TENG的水能发电机，主要由空心小球1(如图9)、具有两个小孔的空心大球4(如图1)、铅锤6，尼龙连接绳、导线组成。B模块是由气囊包裹的求救信号发生装置，所述的气囊可以选择救生衣等，求救信号发生装置主要由可充电锂电池、二极管、芯片LM317、电容、电阻、若干LED灯和信号发射装置(如黑匣子)组成。如图2所示。
[0035] 下面对两个模块作出详细的说明：
[0036] 所述A模块(如图3)，其中的：
[0037] 空心大球4：由两个直径为7cm的空心半球螺旋而成，其中，两个半球中的一个，其表面带有两个5mm小孔，作为导线孔，另一个半球表面完整。两个半球的球壁厚度为2mm。在所述表面完整的空心半球的底部，有一个直径为5mm的半圆环，半圆环下部连接一个铅锤6，铅锤6不连接在具有导线孔的半球，而连接在其相对的另一个半球，目的是导线要连接信号发射装置，而铅锤6的作用是为了增加球的重量，使得其能时时位于波浪中，为了避免导线与铅锤6接触，且导线能更安全的与信号发射装置连接，因而，使得导线孔与铅锤6相对设置在不同的半球。空心大球4内表面先镀有金层，作为电极，ZnO纳米棒使用水热法在金属电极上生长，使用有机聚合物PDMS7，包裹聚合生长在纳米ZnO阵列8外部，对摩擦材料形成保护性包裹。提高了纳米ZnO阵列8的柔韧性。采用低温射频等离子体刻蚀技术刻蚀PDMS暴露ZnO纳米棒的尖端。当与带负电的摩擦材料摩擦时，ZnO纳米棒产生负感应电荷。
[0038] 空心小球1：由两个直径为4cm的空心半球拼接而成，球壁厚度为5mm。空心小球1外表面镀金层，作为电极，在金层上附着PET3，作为摩擦材料。当与带正电的摩擦材料摩擦时，PET3产生正感应电荷。
[0039] 该空心小球1置于空心大球4中，并通过尼龙连接绳连接起来，让空心小球1的底部区域和空心大球4底部的内表面区域接触。一条尼龙连接绳的一端用空心小球1夹住固定，另一端粘在空心大球4的导线孔附近的球壁，空心小球1的电极通过导线缠绕尼龙连接绳牵引出来，空心大球4的电极通过导线缠绕尼龙连接绳从内表面通过自身的孔牵引出来。当然，尼龙连接绳也可以由导线孔导出，用于与其他组成部件的固定，如图4所示。导线引出之后用热熔胶密封空心大球4的两个导线孔，使之形成一个密闭空间。当装置在水中时，水产生的波浪让空心大球4产生晃动，从而使空心小球1的外表面撞击空心大球4内表面摩擦产生电能。B模块：是由水上求救信号发生装置和气囊两部分构成的，气囊可以是救生衣，其中水上求救信号发生装置安装在气囊上。
[0040] 水上求救信号发生装置：整流电路、滤波电路、稳压电路、可充电锂电池、若干LED、信号发射装置组成。整流电路是由四个二极管构成的整流桥，将交流电变为脉动直流电。滤波电路由电容构成，是将脉动直流电变为比较平滑的直流电。但是得到的直流电不稳定。稳压电路由芯片LM317A，二极管，电阻，电容构成，能够得到稳定的直流电。所以A模型中产生的交流电通过整流滤波稳压使交流电变为稳定的直流电，并用可充电锂电池储存电能，使与其连接的LED灯发光。电路图如图5所示。A模块产生的交流电，经过整流滤波稳压之后，还可以为其他的信号发射装置供电，其原理同上，例如为黑匣子这种信号发射装置供电。
[0041] 本发明制作发电装置的方法是：将A模块中空心大球4内表面先镀有金层，作为电极，ZnO纳米棒拟使用水热法在金属电极上生长(水热法是以醋酸锌和氢氧化钠为前驱物,采用聚已二醇为表面活性剂,在63％的填充度条件下,反应合成了平均长径比约为7～20的ZnO纳米棒,实现了ZnO纳米结构的可控生长)。使用有机聚合物PDMS7，包裹聚合生长在纳米ZnO阵列8外部，对摩擦材料形成保护性包裹。采用低温射频等离子体刻蚀技术刻蚀PDMS暴露ZnO纳米棒的尖端。其中需要对纳米摩擦材料的表面进行修饰与性能改善，这部分是决定产生摩擦电量多少的关键，也是提高能量转化率的关键。基于纳米ZnO阵列柔性保护层材料的生长与与刻蚀技术工艺研究可以有效的保护纳米ZnO阵列，提高摩擦面积，增加摩擦表面电荷，提高转化电量。选择柔性好，易于聚合，绝缘性好的有机聚合物PDMS7，包裹聚合生长在纳米ZnO阵列外部，对摩擦材料形成保护性包裹。选用柔性效果较好的有机材料对ZnO纳米棒阵列进行表面修饰和保护，增加ZnO纳米棒阵列的韧性和摩擦效率。同时选择PET3作为摩擦材料附着在空心小球1外表面金层上,并且通过对PET3摩擦材料进行表面修饰和表面改性,使其通过摩擦能够在材料表面最大限度地聚集更多的摩擦电荷，提高电能转化率和输出特性。材料分布如图6所示。
[0042] 发电方法如下：摩擦时工作原理如图7所示。A模型在初始状态下，空心大球4内表面摩擦层材料带正电，而空心小球1外表面摩擦层材料带负电，当装置在水中时，由于水的流动使空心小球1与空心大球4摩擦冲撞，当带有负电材料表面和带有正电材料表面接触产生摩擦时，区域内电场分布将发生改变，其将吸引负电荷从空心小球1外表面电极转移到空心大球4内表面电极，从而产生电流；当带有负电材料表面和带有正电材料表面离开产生摩擦时，区域内电场分布将再次发生改变，其将吸引负电荷从空心大球4内表面电极转移到空心小球1外表面电极，从而产生一个与接触时产生的电流方向相反的电流。运动过程中电压变化如图8所示。当两球表面反复接触和分离时，这时在两电极间就会交替产生电势差，发出电能。A模型中产生的交流电通过整流电路将交流电变为脉动直流电，再通过滤波电路将脉动直流电变为比较平滑的直流电，这时的直流电仍然不太稳定，然后将这种不太稳定直流电通过稳压电路来得到稳定的直流电。可充电锂电池将这种直流电储存起来，使与其连接的LED灯能够持续的发光。因而本发明声称的水上求救信号发生装置的自供电问题得以解决，由上述可以知晓，大球4和小球1在波浪中才能具有球面的摩擦，一旦波浪过大，如果没有铅锤6，大球4和小球1会由于较轻而被风浪抛向空中，再空中，不具有即时的波浪使得两球产生相反方向的摩擦，因而，在空中的这段时间会导致发电中止，出现蓄电中止，而如果蓄电本来就不存在，信号的发射和LED灯发光均是依靠即时发电，这必然导致信号中止和发光中止，而使用铅锤6，能够增加大球4和小球1的重量，在风浪中始终能够尽量漂浮于波浪中，不会因为被甩入空中而中止摩擦，导致发电中止，使得信号为不间断连续发射或者发光不停止，该设备更容易被找寻到。
[0043] 在另一种实施例中，一种水面自供电信号发射装置，包括发电装置、信号发射装置，所述的发电装置在水中漂浮并在水面的晃动使得其部件间摩擦产生电荷，电荷被导线导出并供给信号发射装置。
[0044] 所述发电装置包括，空心大球4和空心小球1，空心大球4内表面镀电极，金属氧化物纳米棒在电极上生长并形成纳米阵列，空心小球1外表面镀电极，金层附着摩擦材料，空心小球1置于空心大球4内部，且小球1外部与大球4内部具有使小球1运动的空间，一条导线连接在空心小球1的电极，并贯穿空心大球4并由其上的一个导线孔导出，另一条导线连接在空心大球4的电极，并有空心大球4的另一个导线孔导出，两个导线孔引出导线并被密封，两条导线连接信号发射装置以供电。
[0045] 第一连接绳9的一端由空心小球1夹住固定，其另一端粘在空心大球4的导线孔附近的球壁，与空心小球1电极连接的导线，缠绕第一连接绳9并牵引出导线孔，第二连接绳12固定于空心大球4内表面，与空心大球4的电极连接的导线，缠绕第二连接绳12并牵引出导线孔，热熔胶密封空心大球4其上的两个导线孔，使之形成一个密闭空间。
[0046] 空心大球4内表面镀金层作为电极，金属氧化物纳米棒是ZnO纳米棒，ZnO纳米棒在电极上生长并形成纳米ZnO阵列8，空心小球1外表面镀金层作为电极，镀金层附着PET3作为摩擦材料。
[0047] 有机聚合物PDMS7包裹聚合生长在金属氧化物纳米棒阵列，对摩擦材料形成保护性包裹，且刻蚀有机聚合物PDMS7以暴露金属氧化物纳米棒的尖端。
[0048] 有机聚合物PDMS7包裹聚合生在纳米ZnO阵列8，对摩擦材料形成保护性包裹，有机聚合物刻蚀PDMS以暴露ZnO纳米棒的尖端。
[0049] 所述空心大球4由两个空心半球螺旋而成，所述空心小球1由两个空心半球拼接而成，两个导线孔位于空心大球4的一个半球，不具有导线孔的另一个半球固定连接有半圆环，且所述半圆环的位置与导线孔的位置相对，半圆环下部连接一个铅锤6。
[0050] 信号发射装置安装在气囊中，由第一连接绳9与第二连接绳12将发电装置与信号发射装置固定连接，并由缠绕的导线与气囊中的信号发射装置电连接以供电。
[0051] 信号发射装置安装在气囊中，导线与气囊中的信号发射装置电连接以供电。
[0052] 所述信号发射装置主要由整流电路、滤波电路、稳压电路、可充电锂电池和发射装置组成，整流电路连接滤波电路，滤波电路连接稳压电路，稳压电路连接可充电锂电池，可充电锂电池连接发射装置并为其供电，所述的可充电锂电池连接LED灯以对其充电，并由LED灯在水面持续发亮。
[0053] 一种水面浮动摩擦发电方法，
[0054] 将空心大球4内表面镀金属作为电极，ZnO纳米棒在电极上生长并形成阵列；空心小球1外表面镀金属层作为电极，电极附着PET3作为摩擦材料；
[0055] 将空心小球1位于空心大球4内部，使两球间具有使得空心小球1运动的间隔，在水中时，由水的流动使空心小球1运动，并与空心大球4摩擦冲撞；
[0056] 在初始状态，空心大球4内表面ZnO纳米棒阵列带正电，空心小球1外表面摩擦材料带负电；
[0057] 带有负电的摩擦材料和带有正电的ZnO纳米棒阵列因接触并进而摩擦，电场分布改变，吸引负电荷从空心小球1外表面电极转移到空心大球4内表面电极，而产生正向电流；带有负电的摩擦材料和带有正电的ZnO纳米棒阵列已接触，因分离进而摩擦，电场分布再次改变，吸引负电荷从空心大球4内表面电极转移到空心小球1外表面电极，而产生反向电流；
两球表面反复接触和分离，在两电极间就会交替产生电势差发出交流电。
[0058] 由所述的水面浮动摩擦发电方法发电产生的交流电通过整流电路，将交流电变为脉动直流电，再通过滤波电路，将脉动直流电变为比较平滑的直流电，然后将不太稳定直流电通过稳压电路，并得到稳定的直流电，稳压电路连接可充电锂电池，由可充电锂电池直流电储存起来。
[0059] 由所述的电能存储方法，可充电锂电池与LED灯连接，并由LED灯在水面持续发亮，且可充电锂电池为信号源的供电，使得信号源能不间断被供应电量。
[0060] 以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。
