CN105337526A - 一种水中信号发生装置和救生装置 - Google Patents

Abstract

在本发明提供一种水中信号发生装置，无需设置电源，能够利用水中机械能为信号发生单元提供电源。信号发生装置包括柔性材料制成的接触式发电机和信号发生单元，在水的机械能冲击作用下，接触式发电机的波浪形电极层与摩擦层互相接触和分离，在表面产生接触电荷，使得在摩擦层上设置的电极层与波浪形电极之间产生电信号，该电信号作为信号发生单元的电源驱动其中的信号发生元件发出光信号或者无线信号。在接触式发电机上集成静电摩擦发电机，可以同时利用液固界面的静电摩擦能和水浪拍打的机械能。将信号发生装置集成在救生衣等救生装置上，可以让水中漂浮体自动发出求救信号。

Description

一种水中信号发生装置和救生装置

技术领域

本发明涉及一种水中信号发生装置，特别涉及将波浪、流水、雨滴等形式的机械能转化为电能的一种自供能的水中信号发生装置和应用该信号发生装置的救生装置。

背景技术

物体漂浮在水中时，特别是大面积水域时，通常通过漂浮物体的颜色、携带的有色颜料等确认物体的位置，该方法需要大量人力物力进行搜寻。随着电子设备技术的发展，也可以在漂浮物上设置电子装置，通过对电子装置发出的信号对漂浮物进行远程跟踪和定位。

但是，这种在漂浮物上设置电子装置的方法，需要为电子装置提供电源，以维持电子装置的持续工作。通常，采用的电源是电池，不仅增加了漂浮物的体积和重量，而且，电池的电量有限，在电池电量耗尽后，电子装置停止工作，无法继续跟踪漂浮物的位置。

发明内容

本发明的目的是提供一种水中信号发生装置，可以收集波浪、流水、雨滴等自然存在的机械能并转化为电能，无需提供电源即可为信号发生单元提供电能。

为实现上述目的，本发明提供一种水中信号发生装置，包括：接触式发电机和信号发生单元，其中：

所述接触式发电机包括：第一柔性基底、第一柔性基底下表面依次层叠设置的第一电级层和第一摩擦层，以及第二柔性基底、第二柔性基底上表面依次层叠设置的第二电极层和第二摩擦层和波浪形电极层，其中，所述波浪型电极层支撑在第一摩擦层与第二摩擦层之间；在水浪冲击第一柔性基底和/或第二柔性基底作用下所述波浪形电极发生形变使第一摩擦层和/或第二摩擦层与波浪形电极层相互接触和分离；

信号发生单元，所述信号发生单元连接在所述第一电极层与波浪形电极层之间，和/或连接在所述第一电极层与波浪形电极层之间。

优选的，所述第一摩擦层和/或第二摩擦层的材料与所述波浪形电极层的材料存在摩擦电极序差。

优选的，所述第一摩擦层和/或第二摩擦层的材料为柔性的绝缘材料或者半导体材料。

优选的，所述波浪形电极层为金属薄片经加热处理形成的波浪状结构。

优选的，所述第一摩擦层或者第二摩擦层均采用薄膜材料，厚度范围为10-50微米。

优选的，所述波浪形电极层的厚度范围为30-70微米。

优选的，所述第一摩擦层的下表面、第二摩擦层的上表面设置微纳结构。

优选的，所述第一柔性基底上表面和/或第二柔性基底下表面设置静电摩擦发电机，所述静电摩擦发电机包括：

设置在所述柔性基底表面的栅状电极、覆盖在所述栅状电极上的绝缘层；所述栅状电极为在水波动方向依次排列的多个电极条；

所述绝缘层与所述柔性基底将栅状电极完全覆盖；

还包括整流单元，包括若干个整流元件，所述栅状电极的相邻两个电极条之间连接一个整流元件，所有整流元件的输出端并联连接在信号发生单元上。

优选的，所述整流单元中整流元件的个数比栅状电极中的电极条个数少一个。

优选的，所述绝缘层能够与水接触的表面为疏水表面。

优选的，所述绝缘层能够与水接触的表面包括纳米线阵列，所述纳米线阵列基本垂直于附着的绝缘层表面。

优选的，所述绝缘层的厚度范围为25-150微米；所述栅状电极的厚度范围为30-70微米。

优选的，所述信号发生单元包括整流元件和信号发生元件，所述整流元件的输入端连接在所述接触式发电机的两个电极层上，输出端连接在所述信号发生元件上。

优选的，所述信号发生元件为发光元件或者无线信号发射元件。

优选的，所述第一柔性基底和第二柔性基底的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚萘二曱酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚醚酰亚胺、聚醚砜或聚酰亚胺。

相应的，本发明还提供一种水中救生装置，包括上述任一项所述的水中信号发生装置和漂浮体，所述水中信号发生装置设置在所述漂浮体上。

优选的，所述接触式发电机的柔性基底设置在漂浮体上，在水波动过程中所述信号发生单元始终位于水面上。

优选的，所述漂浮体为救生衣；所述信号发生单元设置在所述救生衣的领口处，包括桥式整流器和多个串联的LED灯。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

本发明的水中信号发生装置结构简单，制备方法简单，对材料无特殊要求，可用于收集波浪、水流、雨滴等的低频冲击和高频冲击的机械能，可广泛用于湖泊、河流、海岸、海面甚至降雨繁多的地域收集水资源的机械能并转化为电能，为信号发生单元提供电源，具有广泛的实际用途。

本发明的水中信号发生装置集成在救生装置上，包括信号发生单元，可以将游泳或者漂浮过程中的机械能转化为电能并驱动信号发生单元发送求救信号。本发明的救生装置的发电过程基于接触式发电机或者静电摩擦发电机与水面的直接作用，同时利用液固界面的静电摩擦能和水浪拍打的机械能产生电能，不需要外部电源或电池为信号发生装置提供电源，保证了救生装置的使用寿命，并且扩充了其适用环境。

附图说明

通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明水中信号发生装置实施例一的结构示意图；

图2为本发明水中信号发生装置实施例二的结构示意图；

图3为本发明水中信号发生装置实施例二中栅状电极与整流单元和信号发生单元的连接示意图。

具体实施方式

机械能是广泛存在的能量形式，包括运动、振动、流动等形式，巨大的水资源包括波浪、流水、雨滴等形式，都会产生机械能。本发明提供一种可以利用水中机械能的水中信号发生装置，采用利用摩擦生电和静电感应原理的接触式发电机将水的机械能转变为电能并发出光或者电信号等，无需设置其他电源，可以用于水中漂浮物的定位和搜索等。

实施例一：

本实施例提供水中信号发生装置的典型结构参见图1，包括：设置在水中漂浮体1上的接触式发电机2，接触式发电机2包括：第一柔性基底21、第一柔性基底21下表面依次层叠设置的第一电级层22和第一摩擦层23，以及第二柔性基底24、第二柔性基底24上表面依次层叠设置的第二电极层25和第二摩擦层26和波浪形电极层27，其中，波浪型电极层27支撑在第一摩擦层23与第二摩擦层26之间；在水浪冲击第一柔性基底21和/或第二柔性基底24作用下波浪形电极27发生形变使第一摩擦层23和/或第二摩擦层26与波浪形电极层27相互接触和分离；信号发生单元3，用于发出光想或者电信号等，信号发生单元3连接在第一电极层22与波浪形电极层27之间，和/或连接在第二电极层25与波浪形电极层27之间。

接触式发电机2中，第一摩擦层23和/或第二摩擦层26的材料与波浪形电极层27的材料存在摩擦电极序差。接触式发电机的发电具体过程为：在水波冲击的作用下，第一摩擦层23或第二摩擦层26与波浪形电极层27的两种材料相互接触并在接触面上发生电荷转移。当水波退去后，由于波浪形电极层27材料自身的弹性的回复力，两种材料之间发生分离，并在各自表面上形成极性相反的接触电荷。由于带正电的接触电荷和带负电的接触电荷在第一电极层22或第二电极层25与波浪形电极层27上产生的电势存在差异，为了平衡该电势差，从而形成通过信号发生单元3的脉冲电流。当水浪外力再次施加，由于第一摩擦层23或第二摩擦层26与波浪形电极层27的空隙距离被改变，第一电极层22或第二电极层25与波浪形电极层27的电势差再次出现，使达到平衡的电荷分布被改变，重新分布的电荷造成再次通过信号发生单元3的脉冲电流。需要说明的是，在负载(信号发生单元3)接入的情况下，第一摩擦层23(或第二摩擦层26)和波浪形电极层27在分离和靠近过程中产生相反的电势差，因此，两个过程中的脉冲电流的流向相反。综上所述，本实施例的发电机能在周期性外部水浪的作用下具有相应频率的脉冲交流电提供给信号发生单元3。

本发明中所述的”摩擦电极序”，是指根据材料对电荷的吸引程度将其进行的排序，两种材料在相互接触的瞬间，在接触面上正电荷从摩擦电极序中极性较负的材料表面转移至摩擦电极序中极性较正的材料表面。一般认为，这种电荷转移和材料的表面功函数相关，通过电子或者离子在接触面上的转移而实现电荷转移。需要说明的是，摩擦电极序只是一种基于经验的统计结果，即两种材料在该序列中相差越远，接触后所产生电荷的正负性和该序列相符合的几率就越大，而且实际的结果受到多种因素的影响，比如材料表面粗糙度、环境湿度和是否有相对摩擦等。

本发明中所述的“接触电荷”，是指在两种摩擦电极序极性存在差异的材料在接触并分离后其表面所带有的电荷，一般认为，该电荷只分布在材料的表面，分布最大深度不过约为10纳米。需要说明的是，接触电荷的符号是净电荷的符号，即在带有正接触电荷的材料表面的局部地区可能存在负电荷的聚集区域，但整个表面净电荷的符号为正。

接触式发电机2中，第一摩擦层23(或第二摩擦层26)与波浪形电极层27的材料在摩擦电极序中的极性差异直接影响接触电荷密度，极性差异越大，接触电荷密度就越大，而更多的接触电荷将在两电极层之间产生更大的电势差，从而提高接触式发电机2的输出功率。因此，要尽可能地选取在摩擦电极序中极性差异大的一组材料，例如，第一摩擦层23和第二摩擦层26的材料可以选用聚四氟乙烯，波浪形电极层27的材料可以选用铜。

波浪形电极层27是一种弹性结构，可以为金属薄片经加热处理使其形成波浪状结构，该结构使其能够为所述第一电极层22、第一摩擦层23和第二电极层25、第二摩擦层26提供支撑，并在水浪冲击作用下产生形变。波浪形电极层27也可以为多层结构，在柔性薄膜材料的正反两面制备金属薄膜后弯折形成。通过在聚酰亚胺薄膜沉积厚度为50微米的金属铜薄膜构成的，金属薄膜制备可以采用蒸镀或者溅射方法，而具体金属材料可以选择钛或铝、铜等导电性好、成本较低的材料。

第一摩擦层23和第二摩擦层26可以为绝缘材料或者半导体材料，本发明中优选柔性的绝缘体材料。可以作为第一摩擦层和第二摩擦层的材料可以为下列聚合物绝缘体材料中的一种或者几种：自聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、苯胺甲醛树脂、聚甲醛、乙基纤维素、聚酰胺、三聚氰胺甲醛、聚乙二醇丁二酸酯、纤维素、纤维素乙酸酯、聚己二酸乙二醇酯、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、再生纤维海绵、聚氨酯弹性体、苯乙烯丙烯共聚物、苯乙烯丁二烯共聚物、人造纤维、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚酯、聚异丁烯、聚氨酯柔性海绵、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇缩丁醛、酚醛树脂、氯丁橡胶、丁二烯丙烯共聚物、天然橡胶、聚丙烯腈、聚(偏氯乙烯-co-丙烯腈)、聚乙烯丙二酚碳酸盐，聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、液晶高分子聚合物、聚氯丁二烯、聚丙烯腈、聚双苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚三氟氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和派瑞林。

为了增加摩擦层与波浪形电极层的接触面积，可以在第一摩擦层的下表面和/或第二摩擦层的上表面通过干法刻蚀等方法设置微纳结构，例如纳米线阵列，优选的，所述阵列中纳米线的方向与摩擦层表面基本垂直。

接触式发电机2中，影响发电机输出功率的主要参数是第一摩擦层23和/或第二摩擦层26与波浪形电极层27的厚度以及它们相互接触时的面积大小。两个摩擦层材料的厚度越薄，相互接触时的面积越大，得到发电机的输出功率也就越大。因此，在机械强度等条件允许的情况下，为了得到较大的输出功率，两个摩擦层23和26需要选取较薄的材料并使摩擦层与波浪形电极之间接触时保持较大的接触面积。第一摩擦层23或者第二摩擦层26均采用薄膜材料，厚度范围为10-50微米。波浪形电极层27的厚度范围为30-70微米。

信号发生单元3中可以包括发光元件、无线发射元件等信号发生元件。由于接触式发电机产生的电信号为交流信号，信号发生单元3中还可以包括整流元件，其中，整流元件的输入端连接在第一电极层22与波浪形电极层27之间，和/或连接在第二电极层25与波浪形电极层27之间，输出端连接在信号发生元件上。信号发生元件可以为LED灯泡、无线发射器等；整流元件可以为桥式整流器。

图1中，接触式发电机20的第二柔性基底24设置在漂浮体10上实现发电机与漂浮体的接触，也可以将第一柔性基底21设置在漂浮体10上，或者将两个柔性基底均设置在漂浮体上。本实施例提供的信号发生装置主要应用在水中，可以将接触式发电机整体包裹在柔性的外壳中，或者将第一柔性基底与第二柔性基底直接用绝缘材料连接在一起，将第一电极层、第一摩擦层、第二电极层、第二摩擦层和波浪形电极层均密封起来，使发电机的工作不受工作环境中水的影响。

第一电极层和第二电极层可以采用金属电极层，本实施例中的电极层可以通过在摩擦层的一个表面沉积金属薄膜而制成。在接触式发电机的实际组装过程中，第一摩擦层23和第二摩擦层26没有金属电极层的表面和波浪形电极层27平行放置，并通过柔性基底自身的刚度使摩擦层和波浪形电极层之间保持一定的空隙。

第一柔性基底和第二柔性基底的材料可以为：聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚萘二曱酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚酰亚胺等。

实施例二：

在水中，除了存在水波动的机械能外，水波动时与材料之间还存在固液界面的静电摩擦作用，因此，在实施例一的基础上还可以设置静电摩擦发电机。

本实施例的水中信号发生装置的典型结构参见图2，包括：接触式发电机2、信号发生单元3、静电摩擦发电机4和整流单元5。其中，接触式发电机2的结构与实施例一中相同，信号发生单元3以及信号发生单元3与接触式发电机2的连接也可以与实施例一中相同，这里不在复述。静电摩擦发电机4设置在接触式发电机2的第一柔性基底21的上表面，包括：设置在第一柔性基底21上表面的栅状电极41以及覆盖在栅状电极41上的绝缘层42；栅状电极41为在水波动方向依次排列的多个电极条；绝缘层42与第一柔性基底将栅状电极41完全覆盖。整流单元5，包括至若干整流元件，栅状电极41的相邻两个电极条之间连接一个整流元件，所有整流元件的输出端并联连接在信号发生单元上。整流元件可以为桥式整流器等整流元件。优选的，整流单元5中整流元件的个数比栅状电极41中的电极条个数少一个，使每两个相邻的电极条之间可以连接一个整流元件。

在其他实施例中，也可以在第二柔性基底24的下表面设置静电摩擦发电机，或者在第一柔性基底上表面和第二柔性基底下表面均设置静电摩擦发电机。

下面以一个具体例子说明本实施例中静电摩擦发电机4与整流单元5和信号发生单元的连接方式，静电摩擦发电机4的栅状电极41包括在水波动方向平行排列的6个电极条411、412、413、414、415和416；整流单元5包括5个桥式整流器A1、A2、A3、A4和A5，相邻两个电极条之间连接一个桥式整流器；信号发生单元为一个信号发生元件31，整流单元5中所有桥式整流器的输出端并联后连接在信号发生元件31，信号发生元件可以为LED灯。

绝缘层42的材料和水在摩擦电极序中的极性差异直接影响表面的接触电荷密度，极性差异越大，接触电荷密度就越大，而更多的接触电荷将在相邻栅状电极之间产生更大的电势差，从而提高静电摩擦发电机4的输出功率。因此，要尽可能地选取在摩擦电极序中极性差异大的一组材料。

本实施例中的绝缘层42的材料，可以采用无机非金属材料或有机高分子材料或其组合。栅状电极41可以采用金属材料。

绝缘层42的材料可以从下列电负性材料中选择：聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚三氟氯乙烯和聚四氟乙烯和派瑞林，包括派瑞林C、派瑞林N、派瑞林D、派瑞林HT或派瑞林AF4。

本实施例的静电摩擦发电机4中，影响发电机输出功率的主要参数是绝缘层42的厚度以及其表面疏水性。绝缘层42的厚度越薄使得栅状电极41更易受到水面的静电感应，表面疏水性越高使得表面附着的水更少从而减少其屏蔽效果。所以绝缘层42的厚度越薄以及表面疏水性越高使得发电机的输出功率也就越大。因此，为了得到较大的输出功率，绝缘层42的厚度范围为10nm-200nm，优选10nm-100nm，更优选40nm-70nm，这些厚度对本发明中所有的技术方案都适用。

绝缘层42能够与水接触的表面为疏水性表面，增加表面疏水性。优选的，绝缘层42能够与水接触的表面经干法刻蚀等方法使表面包括微纳结构，例如纳米线阵列，所述阵列中纳米线的方向基本垂直于绝缘层表面，在实际中，纳米线的直径范围为50-200纳米。

本实施例中的静电摩擦发电机的发电具体过程为：在水波的作用下，绝缘层42和水面相互接触并在接触面上发生电荷转移，使绝缘层表面带上负电荷。当水波的上下波动使水与绝缘层的接触面积不断改变，使得感应电子在栅状电极41的条形电极之间来回反复定向流动形成电流。

栅状电极41的材料可以采用铜等常用导电材料。本实施例中的栅状电极可以通过在柔性基底的一个表面沉积金属薄膜而制成，也可以将条状金属直接粘贴在柔性基底表面上制成。栅状电极层的厚度范围可以为30纳米-70纳米；栅状电极层中，电极条的宽度范围可以为0.4厘米-1厘米。

本实施例的水中信号发生装置，可以利用水中波动的机械能，同时还可以利用水与绝缘层摩擦的静电感应作用，同时还可以收集雨滴等水的能量，是一种高效利用水中能量的信号发生装置。

本发明提供的水中信号发生装置可以应用在水中的轮船等上，无需提供电源即可工作。特别是信号发生单元可以发射无线信号时，可以及时提供轮船等的位置信息。

实施例三：

本实施例利用实施例一和实施例二中的水中信号发生装置，提供一种水中救生装置，包括漂浮体和水中信号发生装置。其中，接触式发电机设置在漂浮体上，特别是接触式发电机的柔性基底设置在漂浮体上，信号发生单元设置在漂浮体上，优选的，在水波动过程中信号发生单元始终位于水面上。

本发明的救生装置可以为救生衣，将接触式发电机的一个柔性基底固定在救生衣上，另一个柔性基底上设置静电摩擦发电机，信号发生单元设置在救生衣的领口处，接触式发电机、静电摩擦发电机和信号发生单元通过导线连接。当人穿着救生衣在水中上下浮动时，静电摩擦发电机的绝缘层不断浸没、浮出水面，同时水波动的压力通过柔性基底传递到波浪形电极层，使接触式发电机、静电摩擦发电机向信号发生单元输出电信号。信号发生单元中的信号发生元件可以为多个串联的LED灯。

当遇难者身着该救生衣在水面游泳或者漂浮时，水面与绝缘层材料的界面静电感应，波浪形电极层在水浪作用下与摩擦层材料接触并分离。该过程产生持续的脉冲电输出带动信号发生元件发光，从而发送求救信号。如果信号发生元件采用无线信号发射器，可以通过对其发射的无线信号的追踪，进行定位和搜寻。

漂浮体除了可以为救生衣外还可以是其他水中救生装置，如救生艇等。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (18)

1.一种水中信号发生装置，其特征在于，包括：接触式发电机和信号发生单元，其中：

所述接触式发电机包括：第一柔性基底、第一柔性基底下表面依次层叠设置的第一电级层和第一摩擦层，以及第二柔性基底、第二柔性基底上表面依次层叠设置的第二电极层和第二摩擦层和波浪形电极层，其中，所述波浪型电极层支撑在第一摩擦层与第二摩擦层之间；在水浪冲击第一柔性基底和/或第二柔性基底作用下所述波浪形电极发生形变使第一摩擦层和/或第二摩擦层与波浪形电极层相互接触和分离；

信号发生单元，所述信号发生单元连接在所述第一电极层与波浪形电极层之间，和/或连接在所述第一电极层与波浪形电极层之间。

2.根据权利要求1所述的水中信号发生装置，其特征在于，所述第一摩擦层和/或第二摩擦层的材料与所述波浪形电极层的材料存在摩擦电极序差。

3.根据权利要求1所述的水中信号发生装置，其特征在于，所述第一摩擦层和/或第二摩擦层的材料为柔性的绝缘材料或者半导体材料。

4.根据权利要求1所述的水中信号发生装置，其特征在于，所述波浪形电极层为金属薄片经加热处理形成的波浪状结构。

5.根据权利要求1所述的水中信号发生装置，其特征在于，所述第一摩擦层或者第二摩擦层均采用薄膜材料，厚度范围为10-50微米。

6.根据权利要求1所述的水中信号发生装置，其特征在于，所述波浪形电极层的厚度范围为30-70微米。

7.根据权利要求1所述的水中信号发生装置，其特征在于，所述第一摩擦层的下表面、第二摩擦层的上表面设置微纳结构。

8.根据权利要求1-7任一项所述的信号发生装置，其特征在于，所述第一柔性基底上表面和/或第二柔性基底下表面设置静电摩擦发电机，所述静电摩擦发电机包括：

设置在所述柔性基底表面的栅状电极、覆盖在所述栅状电极上的绝缘层；所述栅状电极为在水波动方向依次排列的多个电极条；

所述绝缘层与所述柔性基底将栅状电极完全覆盖；

还包括整流单元，包括若干个整流元件，所述栅状电极的相邻两个电极条之间连接一个整流元件，所有整流元件的输出端并联连接在信号发生单元上。

9.根据权利要求8所述的信号发生装置，其特征在于，所述整流单元中整流元件的个数比栅状电极中的电极条个数少一个。

10.根据权利要求8所述的信号发生装置，其特征在于，所述绝缘层能够与水接触的表面为疏水表面。

11.根据权利要求10所述的信号发生装置，其特征在于，所述绝缘层能够与水接触的表面包括纳米线阵列，所述纳米线阵列基本垂直于附着的绝缘层表面。

12.根据权利要求8-11任一项所述的信号发生装置，其特征在于，所述绝缘层的厚度范围为25-150微米；所述栅状电极的厚度范围为30-70微米。

13.根据权利要求1-12任一项所述的信号发生装置，其特征在于，所述信号发生单元包括整流元件和信号发生元件，所述整流元件的输入端连接在所述接触式发电机的两个电极层上，输出端连接在所述信号发生元件上。

14.根据权利要求13所述的信号发生装置，其特征在于，所述信号发生元件为发光元件或者无线信号发射元件。

15.根据权利要求13所述的信号发生装置，其特征在于，所述第一柔性基底和第二柔性基底的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚萘二曱酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚醚酰亚胺、聚醚砜或聚酰亚胺。

16.一种水中救生装置，其特征在于，包括权利要求1-15任一项所述的水中信号发生装置和漂浮体，所述水中信号发生装置设置在所述漂浮体上。

17.根据权利要求16所述的救生装置，其特征在于，所述接触式发电机的柔性基底设置在漂浮体上，在水波动过程中所述信号发生单元始终位于水面上。

18.根据权利要求16所述的救生装置，其特征在于，所述漂浮体为救生衣；所述信号发生单元设置在所述救生衣的领口处，包括桥式整流器和多个串联的LED灯。