[发明专利]基于摩擦发电的压力传感器及压力传感系统

权利要求书

1.一种基于摩擦发电的压力传感器，其特征在于，包括：

承压部件；

设置在所述承压部件的第一侧表面上的第一弹性基体，所述第一弹性基体具有规则的凸起结构；

覆盖在所述第一弹性基体上、与所述第一弹性基体的凸起结构相匹配而形成对应的结构的第一结构层；

底座；

以及设置在所述底座的第一侧表面上的第二结构层，所述第二结构层与所述第一结构层相对设置；

其中，所述凸起结构由多个凸起单元形成；每个凸起单元的凸起高度为1mm-1m，凸起宽度为1mm-1m；凸起单元之间的间距为1mm-1m；所述压力传感器具有摩擦界面，当压力作用在所述承压部件上时，所述第一弹性基体和所述第一结构层发生形变使得所述摩擦界面的接触面积随着压力的增大而增大，所述第一结构层和/或所述第二结构层形成所述压力传感器的信号输出端。

2.根据权利要求1所述的基于摩擦发电的压力传感器，其特征在于，所述第一结构层包括依次层叠覆盖在所述第一弹性基体上的第一电极层和第一高分子聚合物绝缘层，所述第二结构层为第二电极层；所述第一高分子聚合物绝缘层与所述第二电极层之间形成摩擦界面，所述第一电极层和所述第二电极层形成所述压力传感器的信号输出端。

3.根据权利要求1所述的基于摩擦发电的压力传感器，其特征在于，所述第一结构层为第一电极层，所述第二结构层包括依次层叠设置在所述底座的第一侧表面上的第二电极层和第二高分子聚合物绝缘层；所述第一电极层与所述第二高分子聚合物绝缘层之间形成摩擦界面，所述第一电极层和所述第二电极层形成所述压力传感器的信号输出端。

4.根据权利要求1所述的基于摩擦发电的压力传感器，其特征在于，所述第一结构层包括依次层叠覆盖在所述第一弹性基体上的第一电极层和第一高分子聚合物绝缘层，所述第二结构层包括依次层叠设置在所述底座的第一侧表面上的第二电极层和第二高分子聚合物绝缘层；所述第一高分子聚合物绝缘层和所述第二高分子聚合物绝缘层之间形成摩擦界面，所述第一电极层和所述第二电极层形成所述压力传感器的信号输出端。

5.根据权利要求1所述的基于摩擦发电的压力传感器，其特征在于，还包括：设置在所述第一结构层与所述第二结构层之间的居间层；

所述第一结构层包括依次层叠覆盖在所述第一弹性基体上的第一电极层和第一高分子聚合物绝缘层，所述居间层与所述第一高分子聚合物绝缘层之间形成摩擦界面。

6.根据权利要求5所述的基于摩擦发电的压力传感器，其特征在于，所述第二结构层包括依次层叠设置在所述底座的第一侧表面的第二电极层和第二高分子聚合物绝缘层；

在没有压力作用时所述居间层与所述第二高分子聚合物绝缘层之间具有一定空隙，所述居间层与所述第二高分子聚合物绝缘层之间也形成摩擦界面；或者，所述居间层直接固设在所述第二高分子聚合物绝缘层上。

7.根据权利要求5所述的基于摩擦发电的压力传感器，其特征在于，还包括：设置在所述底座的第一侧表面上的第二弹性基体，所述第二弹性基体具有规则的凸起结构，所述第二结构层覆盖在所述第二弹性基体上，与所述第二弹性基体的凸起结构相匹配而形成对应的结构；

所述第二结构层包括依次层叠覆盖在所述第二弹性基体上的第二电极层和第二高分子聚合物绝缘层，所述居间层与所述第二高分子聚合物绝缘层之间也形成摩擦界面。

8.根据权利要求6所述的基于摩擦发电的压力传感器，其特征在于，所述居间层为高分子聚合物薄膜层，所述第一电极层和所述第二电极层形成所述压力传感器的信号输出端；或者，所述居间层为电极层，所述第一电极层、所述第二电极层和所述居间层中的任两者或三者形成所述压力传感器的信号输出端。

9.根据权利要求7所述的基于摩擦发电的压力传感器，其特征在于，所述居间层为高分子聚合物薄膜层，所述第一电极层和所述第二电极层形成所述压力传感器的信号输出端；或者，所述居间层为电极层，所述第一电极层、所述第二电极层和所述居间层中的任两者或三者形成所述压力传感器的信号输出端。

10.根据权利要求1所述的基于摩擦发电的压力传感器，其特征在于，所述第一弹性基体包括一体成型的弹性基层和在所述弹性基层上形成的所述凸起结构。