基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測裝置及系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測裝置及系統，用以解決現有技術中裝置靈敏度不高，且設備安裝費用及使用成本較高的問題。該監(jiān)測裝置包括：納米發(fā)電機，設置在車輛駕駛座位的座椅和∕或椅背上，當使用者坐在駕駛座位上時，所述納米發(fā)電機產生正向電信號，當使用者離開所述駕駛座位時，所述納米發(fā)電機產生反向電信號；信號處理電路，與所述納米發(fā)電機連接，并根據納米發(fā)電機的正向電信號和反向電信號生成指令信號；信息提示終端，與所述信號處理電路連接，并根據所述信號處理電路產生的指令信號進行信息提示；電源模塊。本實用新型提供的監(jiān)測裝置具有節(jié)約能源、成本低廉、監(jiān)測精度高、布置簡單、易于安裝的優(yōu)點。
【專利說明】基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測裝置及系統

【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于監(jiān)測設備【技術領域】，特別涉及一種基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測 裝置和一種基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測系統。

【背景技術】
[0002] 隨著人民生活水平的不斷提高，近些年來汽車走進普通家庭的趨勢正在快速升 溫，學車熱在全國范圍內大規(guī)模興起，為了保證人們的出行安全，國家交通部門要求對駕校 的資質重點審核，而且必須嚴格規(guī)范學員的訓練、考試等行為，嚴防學員訓練偷懶、考試作 弊等狀況的發(fā)生。目前開發(fā)并應用了很多駕校考試、訓練自動監(jiān)測設備，但設備的靈敏度不 高，且設備安裝費用及使用成本較高，增加了駕校及學員的經濟負擔。 實用新型內容
[0003] 本實用新型旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一。
[0004] 為此，本實用新型的一個目的在于提出一種監(jiān)測靈敏度高、易于安裝、制作成本低 的基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測裝置。
[0005] 本實用新型的另一個目的在于提出一種能夠遠程后臺監(jiān)測的基于納米發(fā)電機的 駕校用監(jiān)測系統。
[0006] 為實現上述目的，本實用新型一個實施例的基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測裝置， 包括：
[0007] 納米發(fā)電機，設置在車輛駕駛座位的座椅和/或椅背上，當使用者坐在駕駛座位 上時，所述納米發(fā)電機產生正向電信號，當使用者離開所述駕駛座位時，所述納米發(fā)電機產 生反向電信號；
[0008] 信號處理電路，與所述納米發(fā)電機連接，并根據納米發(fā)電機的正向電信號和反向 電信號生成指令信號；
[0009] 信息提示終端，與所述信號處理電路連接，并根據所述信號處理電路產生的指令 信號進行信息提示；
[0010] 電源模塊，分別與所述信號處理電路、信息提示終端相連，用于提供電能。
[0011] 可選的，所述納米發(fā)電機鋪設在所述座椅和/或椅背表面上。
[0012] 可選的，所述納米發(fā)電機嵌入所述座椅和/或椅背的彈力緩沖層內。
[0013] 可選的，所述監(jiān)測裝置還包括封裝裝置，所述封裝裝置包括層疊設置的第一支撐 層與第二支撐層，所述第一支撐層與所述第二支撐層的邊緣通過彈性部件連接，所述納米 發(fā)電機設置在所述第一支撐層與所述第二支撐層之間。
[0014] 可選的，所述納米發(fā)電機為與所述第一支撐層或所述第二支撐層大小相適應的一 個納米發(fā)電機或陣列設置的多個納米發(fā)電機。
[0015] 可選的，所述納米發(fā)電機為摩擦發(fā)電機和/或摩擦感應電纜和/或氧化鋅納米發(fā) 電機。
[0016] 可選的，所述摩擦發(fā)電機或所述摩擦感應電纜為三層、四層或五層結構，且每一結 構都包括形成摩擦界面的兩個表面以及作為信號輸出端的兩個電極層；
[0017] 所述氧化鋅納米發(fā)電機為四層或五層結構，且所述每一結構都包括氧化鋅納米線 陣列、至少一層高分子聚合物絕緣層及作為信號輸出端的兩個電極層。
[0018] 可選的，所述形成摩擦界面的兩個表面中的至少一個表面上設有微納結構。
[0019] 可選的，所述信號處理電路具體包括：
[0020] 信號采集電路，與所述納米發(fā)電機相連，采集所述納米發(fā)電機產生的正向電信號 和反向電信號；
[0021] 信號分析電路，與所述信號采集電路相連，計算、分析所述信號采集電路輸出的電 信號并生成指令信號；
[0022] 數據讀寫電路，與所述信號分析電路連接，存儲預定數據及所述信號分析電路輸 出的指令信號，并供所述信號分析電路進行數據讀取；
[0023] 無線收發(fā)電路，與所述信號分析電路相連，用于將所述信號分析電路輸出的指令 信號進行無線發(fā)射并接受外部控制信號。
[0024] 可選的，所述信息提示終端具體包括：
[0025] 語音提示器，接收所述信號分析電路輸出的指令信號并發(fā)出相應的語音提示；
[0026] 圖像顯示器，接收所述信號分析電路輸出的指令信號并顯示相應的影像提示。
[0027] 上述實施例的基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測裝置，至少具有如下優(yōu)點：
[0028] (1)使用自發(fā)電且可以產生正向電信號和反向電信號的納米發(fā)電機感測使用者的 狀態(tài)，具有節(jié)約能源、成本低廉、監(jiān)測精度高的優(yōu)點。
[0029] (2)將納米發(fā)電機布置在車輛座椅上，具有布置簡單、易于安裝的優(yōu)點。
[0030] 為實現上述目的，本實用新型一個實施例的基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測系統， 包括：基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測裝置，以及后臺監(jiān)控裝置，所述后臺監(jiān)控裝置與所述基 于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測裝置通過無線通信的方式連接，接收所述基于納米發(fā)電機的駕 校監(jiān)測裝置輸出的指令信號并發(fā)送控制信號。
[0031] 上述實施例的基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測系統，基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測 裝置通過無線發(fā)射電路將使用者的實時信息發(fā)送給后臺監(jiān)控裝置，后臺監(jiān)控人員可以通過 后臺監(jiān)控裝置實時監(jiān)測使用者并發(fā)送相關指示。
[0032] 上述實施例基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測系統能夠有效的實現遠程監(jiān)控使用者 狀態(tài)，指導其訓練或考試，節(jié)省了人力資源并減小了作弊的可能性
[0033] 本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述 中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034] 本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中 將變得明顯和容易理解，其中：
[0035] 圖1是本實用新型一個實施例的基于納米發(fā)電機的駕校培訓、考試監(jiān)測裝置中電 路結構框圖；
[0036] 圖2是本實用新型一個實施例的納米發(fā)電機在駕駛座位上的一種設置形式；
[0037] 圖3是本實用新型一個實施例的納米發(fā)電機在駕駛座位上的另一種設置形式；
[0038] 圖4是本實用新型一個實施例的封裝納米發(fā)電機的封裝結構的截面示意圖；
[0039] 圖5是本實用新型一個實施例的納米發(fā)電機在封裝結構內的平面示意圖；
[0040] 圖6是本實用新型一個實施例的信號處理電路的電路結構框圖；
[0041] 圖7是本實用新型一個實施例的信號采集電路的電路結構框圖；
[0042] 圖8是本實用新型一個實施例的信息提示終端的結構框圖；
[0043] 圖9是本實用新型一個實施例的基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測系統的結構框圖；
[0044] 圖10是本實用新型一個實施例的第一類摩擦發(fā)電機的結構示意圖；
[0045] 圖11a和圖lib分別是本實用新型一個實施例的第一類氧化鋅納米發(fā)電機的立體 結構示意圖和剖面示意圖；
[0046] 圖12a和圖12b分別是本實用新型一個實施例的第二類氧化鋅納米發(fā)電機的立體 結構示意圖和剖面示意圖

【具體實施方式】
[0047] 下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始 至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參 考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型 的限制。
[0048] 在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語"中心"、"縱向"、"橫向"、"長度"、"寬 度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"堅直"、"水平"、"頂"、"底""內"、"外"、 "順時針"、"逆時針"等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為 了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的 方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0049] 此外，術語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性 或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或 者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，"多個"的含義是兩個或兩 個以上，除非另有明確具體的限定。
[0050] 在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語"安裝"、"相連"、"連接"、"固 定"等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可 以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是 兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語 在本實用新型中的具體含義。
[0051] 本實用新型第一方面旨在提出一種基于納米發(fā)電機的駕校培訓、考試監(jiān)測裝置。
[0052] 如圖1所示，根據本實用新型一個實施例的基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測裝置， 可以包括納米發(fā)電機1、信號處理電路2、信息提示終端3以及電源模塊4。具體的：
[0053] -并參閱圖2和圖3,納米發(fā)電機1通常設置在駕校考試、培訓車輛駕駛座位上，可 以在駕駛座位的座椅6和椅背5上同時設置，也可以單獨設置在座椅6或椅背5上，但本方 案不僅局限于此，只需保證使用者坐在駕駛座位上能夠施加壓力在納米發(fā)電機1上即可。 本實用新型中的納米發(fā)電機1具有如下特征：當使用者坐在駕駛座位上時，納米發(fā)電機1可 以發(fā)出正向電信號，當所述使用者離開駕駛座位時，納米發(fā)電機1可以發(fā)出反向電信號，此 動作是在不用外接電源的情況下完成的，也就是說納米發(fā)電機1為一個無源的壓力信號傳 感器。
[0054] 其中，如圖2所示，納米發(fā)電機1直接鋪設并固定在座椅6和/或椅背5 (圖中僅 示出了同時鋪設在座椅6和椅背5的情況）的表面上，使用者坐在駕駛座位時直接接觸納 米發(fā)電機1，使其產生電信號，這種設置形式比較靈活，當不需要設置此納米發(fā)電機時可以 直接取走，當納米發(fā)電機1出現故障時可以直接檢修或更換。
[0055] 其中，如圖3所示，納米發(fā)電機1嵌入座椅6和/或椅背5 (圖中僅示出了同時鋪 設在座椅6和椅背5的情況）的彈力緩沖層內，使用者坐在駕駛座位時通過座椅6和/或 椅背5擠壓納米發(fā)電機1，使其產生電信號，這種設置形式美觀，不影響駕駛座位的外觀，可 以有效保護納米發(fā)電機1被外力破壞，增加其使用壽命。其中，納米發(fā)電機1可以經過封裝 結構7封裝后設置在車輛駕駛座位上，如圖4所示，封裝結構7為彈性支撐結構，具體可以 包括層疊設置的第一支撐層71與第二支撐層72,第一支撐層71與第二支撐層72的邊緣通 過彈性部件73連接，納米發(fā)電機11設置在第一支撐層與71第二支撐層72之間。彈性部 件73、第一支撐層71、第二支撐層72的材料可以相同也可以不同，它們均采用具有一定彈 性并具有一定力學支撐性能的絕緣材料制成，如某種海綿、橡膠等。彈性部件73可以沿第 一支撐層71與第二支撐層72的邊緣連續(xù)設置，在第一支撐層71與第二支撐層72之間形 成一個密閉的空間，也可以間斷設置或設置幾個連接點，設置封裝結構7可以起到保護納 米發(fā)電機的作用，增加其使用壽命。如圖5所示，納米發(fā)電機1可以按照封裝結構7的面積 設置一個，也可以陣列設置多個；納米發(fā)電機1可以固定在封裝結構7的第一支撐層71或 第二支撐層72的一側表面上，也可以同時固定在一支撐層71和第二支撐層72相對的表面 上，此處根據選擇設置。其中納米發(fā)電機1可以為摩擦發(fā)電機、摩擦感應電纜或氧化鋅納米 發(fā)電機（圖中所示結構為摩擦發(fā)電機），它們的具體結構及原理將在后面進行詳細介紹。
[0056] 信號處理電路2為一個功能集成電路，其輸入端與納米發(fā)電機1的輸出端通過有 線或無線的方式連接，此處不做限定，用于接收納米發(fā)電機1發(fā)出的正向電信號和反向電 信號，并處理后生成指令信號傳遞給其他功能模塊；信號處理電路2可經過殼體包裝后固 定設置在車輛的中控臺內或是通過可拆卸的方式設置在車輛中控臺或其他位置，但不限于 此，其具體類型可以根據本領域技術人員的設計需要進行選擇。
[0057] 其中，如圖6所示，信號處理電路2具體可以包括：信號采集電路21、信號分析電 路22、數據讀寫電路23、無線收發(fā)電路24。信號采集電路21的輸入端與納米發(fā)電機1的輸 出端連接，用于接收并處理納米發(fā)電機1產生的電信號。信號分析電路22的輸入端與信號 采集電路21的輸出端相連，用于將信號采集電路21輸出的電信號進行計算、處理和分析并 生成指令信號，該指令信號包括數據信號、控制信號和通信信號。例如，信號分析電路22可 以通過判斷信號采集電路21輸出的電信號的方向來判斷使用者坐在或離開駕駛座位進而 判斷訓練或考試的開始與結束；同時信號分析模塊22還可以通過計算接收到的電信號的 強度、方向切換頻率、方向切換次數等判斷考生是否中途下車、是否換人等，如判定考生中 途換人則會判定考生作弊并終止訓練或考試等。信號分析電路22可以通過本領域技術人 員熟知的各種硬件芯片、單片機或電路實現。數據讀寫電路23與信號分析電路22連接，信 號分析電路22可以將生成的指令信號中的數據信號寫入數據讀寫電路23進行存儲，也可 以從數據讀寫電路23中讀取數據進行使用。例如，信號分析電路22將針對同一訓練或考 試人員一次訓練或考試中接收到的電信號的強度、方向切換頻率、方向切換次數等生成的 數據信號寫入數據讀寫電路23中，當需要調取此人的訓練或考試記錄時又可以從數據讀 寫電路23中進行讀取。數據讀寫電路22可以通過本領域技術人員熟知的各種U盤、內存 卡等實現。無線收發(fā)電路24與信號分析電路22相連，用于將信號分析電路22輸出的指令 信號中的通信信號進行無線發(fā)射或收取外部控制信號。
[0058] 可選地，如圖7所示，信號采集電路21具體可以包括：濾波電路211、放大電路212 和模數轉換電路213。其中，濾波電路211的輸入端與納米發(fā)電機1的輸出端相連，用于將 納米發(fā)電機1產生的電信號中的干擾信號濾除。放大電路212的輸入端與濾波電路211的 輸出端相連，用于將濾波電路211輸出的電信號進行放大處理；模數轉換電路213的輸入 端與放大電路212的輸出端相連，用于將放大電路212輸出的模擬電信號轉換成適合信號 分析電路處理的數字電信號。上述電路可以根據本領域技術人員的設計需要進行選擇，并 不限于此。信息提示終端3的輸入端與信號處理電路2的輸出端連接，接收信號處理電路2 輸出的指令信號，并作出相應的指示，以提醒學員或考生作出相應的動作等，信號處理電路 2輸出的指令信號可以根據本領域技術人員的設計需要進行選擇，此處不做限定。
[0059] 信息提示終端3的輸入端與信號分析電路22的信號輸出端相連，接收其發(fā)出的指 令信號中的控制信號，提示使用者相關的訓練、考試信息并作出相關指示等。
[0060] 可選的，如圖8所示，信息提示終端3具體可以包括：語音提示器31和圖像顯示 器32。語音提示器31與圖像顯示器32的輸入端分別與信號分析電路22的輸出端相連，接 收其輸出的指令信號中的控制信號（語音信號和圖像信號）。例如，語音提示器31可根據 接收到的語音信號發(fā)出"考試或練習計時開始"、"考試結束"、"考生結束前請勿離開駕駛座 位"等語音；圖像顯示器32可根據接收到的圖像信號顯示考試開始時間、接收時間、考生離 座次數等。上述語音提示器和圖像顯示器可以根據本領域技術人員熟知的揚聲器、LCD顯 示屏等，但本方案并不限于此。
[0061] 電源模塊4為信號處理電路2及信息提示終端3供電，以支撐其完成工作。電源 模塊4可以是外加的電池等供電電路，也可以直接在車輛上取電，此處不做限定，本領域技 術人員可以根據需要進行選擇。
[0062] 本實用新型的基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測裝置可以為駕校提供一種簡單有效 的監(jiān)測方式，保證訓練或考試的公平、公正。
[0063] 本實用新型實施例的基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測裝置，至少具有如下優(yōu)點：
[0064] (1)使用自發(fā)電且可以產生正向電信號和反向電信號的納米發(fā)電機，具有節(jié)約能 源、成本低廉、能夠準確監(jiān)測培訓或考試人進出車輛狀態(tài)的優(yōu)點。
[0065] (2)將納米發(fā)電機布置在培訓或考試車輛座椅上，具有布置簡單、易于安裝的優(yōu) 點。
[0066] 本實用新型第二方面旨在提出一種基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測系統。
[0067] 如圖9所示，根據本實用新型一個實施例的基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測系統， 可以包括基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測裝置100、后臺監(jiān)控裝置200,兩者通過無線通信的 方式連接，后臺監(jiān)控裝置200接收基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測裝置100發(fā)送的指令信號， 同時可以發(fā)送控制信號給基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測裝置100。
[0068] 該基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測系統的具體工作過程如下：使用者駕駛安裝有該 基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測裝置100的車輛，通過納米發(fā)電機1感知使用者坐下或離開， 直接將使用者身體的壓力轉換成電信號，并通過信號采集電路21對該電信號進行濾波、放 大和模數轉換等處理，得到最終的數字信號，然后通過信號分析電路22對其進行計算、處 理和分析，得到分析結果并產生指令信號，最終將該指令信號中的通信信號通過無線收發(fā) 電路24發(fā)送給后臺監(jiān)控裝置200。后臺監(jiān)控裝置200根據收到的指令信號得知訓練或考試 人員的狀態(tài)，根據預定程序發(fā)送控制信號給基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測裝置100,該控制 信號可以是時間提醒、操作失誤警告、確認考生信息等。
[0069] 本實用新型提供的一種基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測系統，能夠有效的實現遠程 監(jiān)控使用者狀態(tài)，指導其訓練或考試，節(jié)省了人力資源并減小了作弊的可能性。
[0070] 為使本領域技術人員更好地理解本實用新型，下面結合圖10至圖12b具體介紹本 實用新型實施例中的多種結構的摩擦發(fā)電機。
[0071] 在本實用新型的一個實施例中，可采用如圖10所示的具有三層結構的摩擦發(fā)電 機。如圖10所示，摩擦發(fā)電機包括：依次層疊的第一電極層1001，第一高分子聚合物絕緣 層1002和第二電極層1003。其中，第二電極層1003與第一電極層1001構成摩擦發(fā)電機的 兩個輸出電極。優(yōu)選地，為了進一步提高摩擦發(fā)電機的發(fā)電效率，第一高分子聚合物絕緣層 1002和第二電極層1003相對設置的兩面中的至少一個面上設置有微納結構1000。
[0072] 根據本實用新型的一個實施例，第一高分子聚合物絕緣層1002為選自聚酰亞胺 薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、 聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯 二甲酸二烯丙酯薄膜、再生海綿薄膜、纖維素海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共 聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基薄膜，甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙 烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚異丁烯薄膜、聚氨酯柔性海綿薄膜、聚對苯二甲酸乙 二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、 天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸鹽薄膜中的任意一 種。
[0073] 根據本實用新型的一個實施例，第一電極層1001所用材料是銦錫氧化物、石墨 烯、銀納米線膜、金屬或合金；其中，金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢 或鑰;；合金是錯合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫 合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。
[0074] 根據本實用新型的一個實施例，第二電極層1003所用材料與第一電極層1001所 用的金屬或合金材料相同。
[0075] 下面具體介紹一下如圖10所示的摩擦發(fā)電機的工作過程。當該摩擦發(fā)電機的各 層受到外力時，摩擦發(fā)電機中的第二電極層1003與第一高分子聚合物絕緣層1002表面相 互摩擦產生靜電荷，從而導致第一電極層1001和第二電極層1003之間出現電勢差。由于 第一電極層1001和第二電極層1003之間電勢差的存在，自由電子將通過外電路由電勢低 的一側流向電勢高的一側，從而在外電路中形成電流。當該摩擦發(fā)電機的各層恢復到原來 狀態(tài)時，這時形成在第一電極層1001和第二電極層1003之間的內電勢消失，此時已平衡的 第一電極層1001和第二電極層1003之間將再次產生反向的電勢差，則自由電子通過外電 路形成反向電流。因此，可以在外電路中形成交流電信號。
[0076] 在本實用新型的一個實施例中，可采用具有四層結構的摩擦發(fā)電機，該摩擦發(fā)電 機與圖10中摩擦發(fā)電機的不同之處在于，該摩擦發(fā)電機增加了一層高分子聚合物層，并且 是采用高分子聚合物和高分子聚合物進行摩擦，其他可以參考圖10所示的三層結構的摩 擦發(fā)電機，本領域技術人可以較容易的理解其結構、材料與工作原理，此處不再贅述。
[0077] 在本實用新型的一個實施例中，可采用具有五層結構的摩擦發(fā)電機，參考圖10所 示的三層結構的摩擦發(fā)電機，本領域技術人可以較容易的理解其結構、材料與工作原理，此 處不再贅述。
[0078] 在本實用新型的一個實施例中，可采用具有居間電極結構的摩擦發(fā)電機，參考圖 10所示的三層結構的摩擦發(fā)電機，本領域技術人可以較容易的理解其結構、材料與工作原 理，此處不再贅述。
[0079] 為使本領域技術人員更好地理解本實用新型，下面結合上述多種結構摩擦發(fā)電機 具體介紹本實用新型實施例中的多種結構的摩擦感應電纜。
[0080] 參考圖10所示的具有三層結構的摩擦發(fā)電機，摩擦感應電纜與摩擦發(fā)電機的結 構相似，同樣有三層、四層、五層或具有居間電極結構的摩擦感應電纜，它們結構上的區(qū)別 在于：摩擦發(fā)電機為層疊設置的平面立體結構，摩擦感應電纜為同軸設置的線狀接結構； 兩者在發(fā)電原理和各層所用材料方面是一致的。
[0081] 為使本領域技術人員更好地理解本實用新型，下面結合圖11a至圖lib具體介紹 本實用新型實施例中的多種結構的氧化鋅納米發(fā)電機。
[0082] 本實用新型的第一種結構的氧化鋅納米發(fā)電機如圖11a和圖lib所示。該氧化鋅 納米發(fā)電機包括：依次層疊設置的第一電極層5001，第一高分子聚合物絕緣層5002,氧化 鋅納米陣列5000以及第二電極層5003。其中，第一電極層5001設置在第一高分子聚合物 絕緣層5002的第一側表面上；其中，氧化鋅納米陣列5000垂直生長在第二電極層5003上 且氧化鋅納米陣列5000的另一端設置有第一高分子聚合物絕緣層5002的第二側表面（或 氧化鋅納米陣列5000垂直生長在第一高分子聚合物絕緣層5002的第二側表面上且氧化鋅 納米陣列5000的另一端設置有第二電極層5003);其中，第一電極層5001和第二電極層 5003構成氧化鋅納米發(fā)電機的兩個輸出端。
[0083] 其中，第一高分子聚合物絕緣層5002所用的材料與如圖10所示的具有三層結構 的摩擦發(fā)電機的第一高分子聚合物絕緣層1002所用的材料相同。
[0084] 其中，第一電極層5001所用材料與如圖10所示的具有三層結構的摩擦發(fā)電機的 第一電極層1001所用材料相同。其中，第二電極層5003所用材料與如圖10所示的具有三 層結構的摩擦發(fā)電機的第一電極層1001所用的金屬或合金材料相同。下面具體介紹一下 該氧化鋅納米發(fā)電機的工作原理。當該氧化鋅納米發(fā)電機受到外力（例如撞擊）時，氧化鋅 納米線陣列60發(fā)生彎曲而處于拉伸狀態(tài)，由于氧化鋅材料壓電效應的存在，故將會在氧化 鋅納米線陣列60的頂端產生高的電勢，在氧化鋅納米線陣列60的底部產生低的電勢。此 時，如果外電路是導通狀態(tài)，第一電極層5001與第二電極層5003通過外電路連接，那么自 由電子將從電勢較低的底部的第二電極層5003流向電勢較高的頂部的第一電極層5001， 從而在外電路中形成電流信號。而氧化鋅納米線陣列60 -側的第一高分子聚合物絕緣層 5002將防止電子在內部中和。當本實用新型的氧化鋅納米發(fā)電機各層恢復到原來狀態(tài)時， 氧化鋅納米發(fā)電機中的各層也恢復其原來的平板狀態(tài)，因氧化鋅材料壓電效應的存在將會 在氧化鋅納米線陣列的頂端與底端之間再次產生電勢差，這時自由電子將從第一電極層 5001經由外電路流回到原來的第二電極層5003上，從而在外電路中形成反向電流。
[0085] 本實用新型的第二種結構的氧化鋅納米發(fā)電機如圖12a和圖12b所示。如圖12a、 12b所示的第二種結構的氧化鋅納米發(fā)電機，參考圖11a和圖lib所示的第一種結構的氧化 鋅納米發(fā)電機，本領域技術人可以較容易的理解其結構、材料與工作原理，此處不再贅述。
[0086] 在本說明書的描述中，參考術語"一個實施例"、"一些實施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特 點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表 述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在 任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0087] 盡管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是 示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本實用新型 的原理和宗旨的情況下在本實用新型的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和 變型。
【權利要求】
1. 一種基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測裝置，其特征在于，包括： 納米發(fā)電機，設置在車輛駕駛座位的座椅和/或椅背上，當使用者坐在駕駛座位上時， 所述納米發(fā)電機產生正向電信號，當所述使用者離開所述駕駛座位時，所述納米發(fā)電機產 生反向電信號； 信號處理電路，與所述納米發(fā)電機連接，并根據納米發(fā)電機的正向電信號和反向電信 號生成指令信號； 信息提示終端，與所述信號處理電路連接，并根據所述信號處理電路產生的指令信號 進行?目息提不； 電源模塊，分別與所述信號處理電路、信息提示終端相連，用于提供電能。
2. 根據權利要求1所述的監(jiān)測裝置，其特征在于，所述納米發(fā)電機鋪設在所述座椅和/ 或椅背表面上。
3. 根據權利要求1所述的監(jiān)測裝置，其特征在于，所述納米發(fā)電機嵌入所述座椅和/或 椅背的彈力緩沖層內。
4. 根據權利要求2或3任一項所述的監(jiān)測裝置，其特征在于，還包括：封裝裝置，所述 封裝裝置包括層疊設置的第一支撐層與第二支撐層，所述第一支撐層與所述第二支撐層的 邊緣通過彈性部件連接，所述納米發(fā)電機設置在所述第一支撐層與所述第二支撐層之間。
5. 根據權利要求4所述的監(jiān)測裝置，其特征在于，所述納米發(fā)電機為與所述第一支撐 層或所述第二支撐層大小相適應的一個納米發(fā)電機或陣列設置的多個納米發(fā)電機。
6. 根據權利要求1-3或5任一項所述的監(jiān)測裝置，其特征在于，所述納米發(fā)電機為摩擦 發(fā)電機和/或摩擦感應電纜和/或氧化鋅納米發(fā)電機。
7. 根據權利要求6所述的監(jiān)測裝置，其特征在于，所述摩擦發(fā)電機或所述摩擦感應電 纜為三層、四層或五層結構，且每一結構都包括形成摩擦界面的兩個表面以及作為信號輸 出端的兩個電極層； 所述氧化鋅納米發(fā)電機為四層或五層結構，且所述每一結構都包括氧化鋅納米線陣 列、至少一層高分子聚合物絕緣層及作為信號輸出端的兩個電極層。
8. 如權利要求7所述的監(jiān)測裝置，其特征在于，所述形成摩擦界面的兩個表面中的至 少一個表面上設有微納結構。
9. 根據權利要求1所述的監(jiān)測裝置，其特征在于，所述信號處理電路具體包括： 信號采集電路，與所述納米發(fā)電機相連，采集所述納米發(fā)電機產生的正向電信號和反 向電信號； 信號分析電路，與所述信號采集電路相連，計算、分析所述信號采集電路輸出的電信號 并生成指令信號； 數據讀寫電路，與所述信號分析電路連接，存儲預定數據及所述信號分析電路輸出的 指令信號，并供所述信號分析電路進行數據讀??； 無線收發(fā)電路，與所述信號分析電路相連，用于將所述信號分析電路輸出的指令信號 進行無線發(fā)射并接收外部控制信號。
10. 如權利要求1所述的監(jiān)測裝置，其特征在于，所述信息提示終端具體包括： 語音提示器，接收所述信號分析電路輸出的指令信號并發(fā)出相應的語音提示； 圖像顯示器，接收所述信號分析電路輸出的指令信號并顯示相應的影像提示。
11. 一種基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測系統，其特征在于，包括： 權利要求1-10任一項所述的基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測裝置，以及； 后臺監(jiān)控裝置，與所述基于納米發(fā)電機的駕校用監(jiān)測裝置通過無線通信的方式連接， 接收所述基于納米發(fā)電機的駕校監(jiān)測裝置輸出的指令信號并發(fā)送控制信號。
【文檔編號】G01D5/14GK203908565SQ201420051317
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權日:2014年1月26日
【發(fā)明者】王珊, 馮順, 劉紅閣, 趙穎, 牟立, 趙豪 申請人:納米新能源（唐山）有限責任公司