[发明专利]一种基于后屈曲现象的自供能压力传感器

说明书

本发明属于压力传感器领域，具体涉及一种基于后屈曲现象的自供能压力传感器，包括载体模块、电能储存模块、感知信息控制模块及压力感知模块，压力感知模块包括基座、盖板和柔性压电片，盖板插配于基座上，盖板与基座之间配合设置第一弹性元件，两者之间还具有安装腔，柔性压电片设置于安装腔内，其四周与安装腔限位配合，柔性压电片与盖板之间配合设置第二弹性元件。本发明提供的自供能压力传感器，灵感来源于通过高频压力变形提供电源，相比传统压阻传感器、压电传感器和电容传感器，具有功耗低、柔性、不需要添加电源等优点，本发明在智能机器人领域和生物工程领域，如用于智能穿戴设备的自能量柔性贴片方面具有很大的应用价值。

技术领域

本发明属于压力传感器领域，具体涉及一种基于后屈曲现象的自供能压力传感器。

背景技术

随着人类智能化程度的提高，传感器作为提供信息的来源，在日常生活中扮演了越来越重要的作用。传感器可以将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。根据传感原理不同，目前应用的传感器主要有压电传感器、压阻传感器和电容传感器三类。压电传感器是利用某些电介质受力后产生的压电效应制成的传感器。相比压阻和电容两类传感器，压电传感器具有频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等优点。传统的压电传感器在很多重要领域中依旧发挥着重要作用，但是存在某些压电材料需要防潮措施，而且输出的直流响应差的缺陷，需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷。随着传感器在智能机器人以及生物工程方面得到了更广泛的应用，对传感器的要求也变得更加严格，因此设计符合时代需求的新型传感器是十分必要的。

近年来，随着电子设备的迅速发展，新型自供能传感器在可穿戴设备、健康监测以及智能机器人等重要领域的发展潜力得到了广泛的关注和研究。与现有技术相比，本发明提供了一种基于后屈曲现象的自供能压力传感器，其可以通过高频压力变形产生电能。除了传感外，自供能压力传感器还可实现自身储存能量供能的需求，与传统压电传感器相比，具有柔性、功耗低、无需添加电源等优点，可以在智能机器人领域以及生物工程领域发挥重要作用，比如可以作为自能量柔性贴片用于智能穿戴设备。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种基于后屈曲现象的自供能压力传感器技术方案。

所述的一种基于后屈曲现象的自供能压力传感器，其特征在于包括载体模块、电能储存模块、感知信息控制模块及配合安装于载体模块上的压力感知模块，压力感知模块包括基座、盖板和柔性压电片，盖板插配于基座上，盖板与基座之间配合设置第一弹性元件，两者之间还具有安装腔，柔性压电片设置于安装腔内，其四周与安装腔限位配合，柔性压电片与盖板之间配合设置第二弹性元件，下压盖板时，盖板能够挤压柔性压电片使其产生变形并发生朝下凹陷的后屈曲现象，柔性压电片受压时能够产生电能并将电能传输给电能储存模块和感知信息控制模块，电能储存模块用以对电能进行储存，感知信息控制模块用以对电信号进行分析处理。

所述的一种基于后屈曲现象的自供能压力传感器，其特征在于所述基座包括基座下部和与之螺接固定的基座上部，柔性压电片的四周边缘夹紧于基座下部与基座上部之间。

所述的一种基于后屈曲现象的自供能压力传感器，其特征在于所述基座上部和盖板其中一者内壁环布若干滑槽，另一者环布用以与滑槽滑动配合的滑块。

所述的一种基于后屈曲现象的自供能压力传感器，其特征在于所述第一弹性元件和第二弹性元件均为弹簧，第一弹性元件连接于滑块与滑槽之间，第二弹性元件连接于柔性压电片中部与盖板之间。

所述的一种基于后屈曲现象的自供能压力传感器，其特征在于所述基座下部上设置凸台，当柔性压电片朝下凹陷时，凸台能够对压柔性压电片的凹陷幅度进行约束。

所述的一种基于后屈曲现象的自供能压力传感器，其特征在于所述柔性压电片处于正常状态时，其中部朝上凸起，当柔性压电片发生后屈曲现象时，柔性压电片的中部朝下凹陷。