[发明专利]一种基于撞击式摩擦纳米发电的函数信号发生器及方法

权利要求书

1.一种基于撞击式摩擦纳米发电的函数信号发生器，其特征在于：包括壳体(1)、滑架(2)、传动件和电机(4)，所述滑架(2)设于壳体(1)中，滑架(2)在壳体(1)内往复滑动，且其滑动方向上的两端与壳体(1)内壁发生碰撞；

所述滑架(2)与壳体(1)相碰撞的两端均设有第一电极层(5)，所述壳体(1)与滑架(2)相碰撞的内壁则设有第二电极层(6)，所述第一电极层(5)或第二电极层(6)的表面贴合有摩擦层(7)；

所述第一电极层(5)、第二电极层(6)连接有输出电路(8)；

所述电机(4)通过传动件驱使滑架(2)来回滑动。

2.根据权利要求1所述基于撞击式摩擦纳米发电的函数信号发生器，其特征在于：所述传动件为齿轮件(3)，所述齿轮件(3)的半侧外圆周设有轮齿，另外半侧外圆周保持平滑；所述滑架(2)内侧两对边设有齿条(9)，所述齿条(9)平行于滑架(2)的滑动方向；所述齿轮件(3)单次只与单边齿条(9)相啮合。

3.根据权利要求2所述基于撞击式摩擦纳米发电的函数信号发生器，其特征在于：所述齿轮件(3)与单边齿条(9)的啮合距离不小于同侧第一电极层(5)与第二电极层(6)的最大距离。

4.根据权利要求3所述基于撞击式摩擦纳米发电的函数信号发生器，其特征在于：所述壳体(1)为框体结构，壳体(1)设有用于约束滑架(2)滑动路径的卡块(10)，所述卡块(10)均匀对称分布。

5.根据权利要求4所述基于撞击式摩擦纳米发电的函数信号发生器，其特征在于：所述电机(4)的输出轴与齿轮件(3)卡接，电机(4)联动齿轮件(3)；所述电机(4)的输出轴设有卡键(11)，所述齿轮件(3)的轴孔对应设有键槽(12)。

6.根据权利要求5所述基于撞击式摩擦纳米发电的函数信号发生器，其特征在于：所述电机(4)连接有用于调节电机(4)转速的调速器。

7.根据权利要求1-6任一项所述基于撞击式摩擦纳米发电的函数信号发生器，其特征在于：所述第一电极层(5)、第二电极层(6)均为金属导电材料。

8.根据权利要求7所述基于撞击式摩擦纳米发电的函数信号发生器，其特征在于：所述摩擦层(7)为高分子材料，摩擦层(7)发生撞击的一面设有纳米至微米级凸起的微结构。

9.根据权利要求8所述基于撞击式摩擦纳米发电的函数信号发生器，其特征在于：所述微结构为线状或立方体状或者四棱锥状的纳米阵列。

10.一种基于撞击式摩擦纳米发电的函数信号发生方法，基于权利要求9所述的基于撞击式摩擦纳米发电的函数信号发生器，其特征在于：包括以下步骤：

S1启动所述电机(4)，电机(4)驱动所述齿轮件(3)转动；

S2所述齿轮件(3)与一边齿条(9)啮合，带动滑架(2)向其中一侧滑动，并与壳体(1)内壁发生撞击；

S3所述第一电极层(5)或第二电极层(6)与摩擦层(7)碰撞产生电势差，第二电极层(6)将电势差传递至输出电路(8)，输出电路(8)转换成电信号输出；

S4所述电机(4)持续驱动齿轮件(3)，齿轮件(3)旋转至与另一边齿条(9)啮合，同理，带动滑架(2)向另一侧滑动，并与壳体(1)另一侧内壁发生撞击，产生电信号输出；

S5调节所述调速器，改变电机(4)转速，改变碰撞周期，产生不同的电信号。