[发明专利]一种基于摩擦纳米发电机的自供电振动传感器

权利要求书

1.一种基于摩擦纳米发电机的自供电振动传感器，包括壳体(1)、四个摩擦纳米发电装置(2)、位于中心的摩擦纳米信号采集装置、储能装置(16)；

所述摩擦纳米发电装置(2)用于将机械能转换为电信号，为传感器和信号处理装置供电；所述储能装置(16)包括整流电路和电容器，用于储存所述摩擦纳米发电装置(2)输出的电能，所述摩擦纳米信号采集装置用于测量垂直于极板方向的振动加速度。

2.根据权利要求1所述的一种基于摩擦纳米发电机的自供电振动传感器，其特征在于：所述摩擦纳米发电装置(2)对称位于壳体(1)内部的四角，有支撑作用，包括弹簧(13)、中心轴(12)、旋转圆盘(6)、螺旋形状的上极板(7)和下极板(15)、第一介电薄膜(14)、第一正电极(8)和第一负电极(9)，所述第一正电极(8)和第一负电极(9)是矩形，固定在螺旋状的上极板(7)和下极板(15)上；所述第一介电薄膜(14)为矩形，位于所述上极板(7)和下极板(15)的下方；所述旋转圆盘(6)与螺旋状上极板(7)固定，使上极板(7)随旋转圆盘(6)的转动而转动；所述弹簧(13)固定在中心轴(12)上；

所述摩擦纳米信号采集装置包括第二介电薄膜(5)、第二正电极(3)和第二负电极(4)，第二介电薄膜(5)与第二正电极(3)、第二负电极(4)均为矩形，第二介电薄膜(5)紧贴于第二正电极(3)下方。

3.根据权利要求2所述的一种基于摩擦纳米发电机的自供电振动传感器，其特征在于：所述第二正电极(3)与第二负电极(4)相互平行安装，之间的距离设置遵循：在弹簧(13)压缩到最大限度前保证第二正电极(3)下方的第二介电薄膜(5)与第二负电极(4)已经产生有效接触。

4.根据权利要求2所述的一种基于摩擦纳米发电机的自供电振动传感器，其特征在于：所述第一介电薄膜(14)、第二介电薄膜(5)上均设有纳米级至微米级的微凸起结构。

5.根据权利要求2所述的一种基于摩擦纳米发电机的自供电振动传感器，其特征在于：所述第一介电薄膜(14)、第二介电薄膜(5)采用PTFE膜。

6.根据权利要求2所述的一种基于摩擦纳米发电机的自供电振动传感器，其特征在于：所述第一正电极(8)、第一负电极(9)、第二正电极(3)和第二负电极(4)均采用铝材质。

7.根据权利要求2所述的一种基于摩擦纳米发电机的自供电振动传感器，其特征在于：所述第一介电薄膜(14)的面积小于第一正电极(8)、第一负电极(9)的面积。