基于摩擦發(fā)電機(jī)的位移傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本實(shí)用新型涉及一種基于摩擦發(fā)電機(jī)的位移傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]位移傳感器又稱為線性傳感器，是把位移轉(zhuǎn)換為電量的傳感器，包括電容式位移傳感器，光電式位移傳感器，超聲波式位移傳感器，霍爾式位移傳感器。在這種轉(zhuǎn)換過程中有許多物理量(例如壓力、流量、加速度等)常常需要先變換為位移，然后再將位移變換成電量。因此位移傳感器是一類重要的基本傳感器。
[0003]但是，上述提及的各種位移傳感器無疑全部需要電能供應(yīng)，不能夠主動(dòng)的發(fā)送電量信號(hào)給處理芯片，一方面在一定程度上限制了傳感器的使用環(huán)境及范圍，另一方面增加了能源的消耗，是一種不環(huán)保的器件。
[0004]因此目前急需一種無源且能夠適應(yīng)各種使用環(huán)境的位移傳感器。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種基于摩擦發(fā)電機(jī)的位移傳感器，該基于摩擦發(fā)電機(jī)的位移傳感器可以用于位移、速度、加速度以及力學(xué)的檢測(cè)，并且不需要額外提供能源。
[0006]在本實(shí)用新型的一個(gè)方面，本實(shí)用新型提出了一種基于摩擦發(fā)電機(jī)的位移傳感器，包括:
[0007]屏蔽殼體，所述屏蔽殼體內(nèi)部限定出上下敞開的腔室；
[0008]下蓋板，所述下蓋板位于所述屏蔽殼體的下端；
[0009]擠壓塊，所述擠壓塊發(fā)生第一變形后設(shè)置在所述腔室內(nèi)且位于所述下蓋板的上表面；
[0010]承壓板，所述承壓板上表面的中心具有豎直設(shè)置的承壓軸，所述承壓板可移動(dòng)地設(shè)置在所述腔室內(nèi)且位于所述擠壓塊的上表面；
[0011 ] 摩擦發(fā)電組件，所述摩擦發(fā)電組件由發(fā)電部以及分別位于所述發(fā)電部上表面和下表面的第一絕緣件和第二絕緣件組成，所述摩擦發(fā)電組件位于所述腔室內(nèi)且套設(shè)在所述承壓軸上，所述發(fā)電部由第一摩擦發(fā)電部和第二摩擦發(fā)電部組成，所述第一摩擦發(fā)電部和第二摩擦發(fā)電部受所述擠壓塊發(fā)生所述第一變形后產(chǎn)生的彈力而擠壓接觸，使得所述第一摩擦發(fā)電部和第二摩擦發(fā)電部相對(duì)的兩個(gè)表面之間形成摩擦界面；以及
[0012]上蓋板，所述上蓋板位于所述屏蔽殼體的上端且套設(shè)在所述承壓軸上，
[0013]所述承壓軸上受到外力時(shí)，所述承壓板沿受力方向移動(dòng)擠壓所述擠壓塊發(fā)生第二變形，進(jìn)而使所述第一摩擦發(fā)電部和所述第二摩擦發(fā)電部相互接觸的表面在分離時(shí)產(chǎn)生電荷。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的基于摩擦發(fā)電機(jī)的位移傳感器通過采用具有形變的擠壓塊使得摩擦發(fā)電組件中發(fā)電部的第一摩擦發(fā)電部和第二摩擦發(fā)電部相互擠壓接觸，而當(dāng)承壓軸受到外力時(shí)，擠壓塊再次發(fā)生形變，并且?guī)?dòng)承壓板使第二摩擦發(fā)電部遠(yuǎn)離第一摩擦發(fā)電部，該過程中第一摩擦發(fā)電部和第二摩擦發(fā)電部相互接觸的表面在分離瞬間摩擦產(chǎn)生電荷，其中，正電荷集中在第一摩擦發(fā)電部，負(fù)電荷集中在第二摩擦發(fā)電部(或正電荷集中在第二摩擦發(fā)電部、負(fù)電荷集中在第一發(fā)電部)，從而使得第一摩擦發(fā)電部和第二摩擦發(fā)電部之間存在電勢(shì)差或第一摩擦發(fā)電部和第二摩擦發(fā)電部的任何一個(gè)與零電勢(shì)物體(如屏蔽殼體)之間存在電勢(shì)差，然后通過相應(yīng)的測(cè)量設(shè)備(如靜電電壓計(jì))可以測(cè)得輸出電壓。
[0015]本實(shí)用新型提供的基于摩擦發(fā)電機(jī)的位移傳感器的優(yōu)勢(shì)在于，提供了一種不需要能源且能夠主動(dòng)發(fā)射電學(xué)信號(hào)的傳感器器件，在節(jié)約能源的同時(shí)擁有了適用范圍更廣的特點(diǎn)。
[0016]另外，根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例的基于摩擦發(fā)電機(jī)的位移傳感器還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0017]在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述第一摩擦發(fā)電部通過第一絕緣件固定連接在所述上蓋板的下表面，所述第二摩擦發(fā)電部通過第二絕緣件固定連接在所述承壓板的上表面。由此，可以有效避免電荷的泄漏。
[0018]在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述第一絕緣件包括從上至下層疊的第一絕緣層和第一絕緣墊圈，所述第二絕緣件包括從上至下層疊的第二絕緣墊圈和第二絕緣層。由此，可以進(jìn)一步有效避免電荷的泄漏。
[0019]在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述第一摩擦發(fā)電部由第一電極組成，所述第二摩擦發(fā)電部由第一摩擦件組成。
[0020]在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述第二摩擦發(fā)電部進(jìn)一步包括第二電極，所述第二電極設(shè)置在所述第一摩擦件的下表面。
[0021]在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述第一摩擦發(fā)電部進(jìn)一步包括第二摩擦件，所述第二摩擦件設(shè)置在所述第一電極的下表面。
[0022]在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述第一摩擦發(fā)電部進(jìn)一步包括第二摩擦件，所述第二摩擦發(fā)電部進(jìn)一步包括第二電極，所述第二摩擦件設(shè)置在所述第一電極的下表面，所述第二電極設(shè)置在所述第一摩擦件的下表面。
[0023]在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述第一電極及所述屏蔽殼體為所述基于摩擦發(fā)電機(jī)的位移傳感器的信號(hào)輸出端。
[0024]在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述第一電極與所述第二電極為所述基于摩擦發(fā)電機(jī)的位移傳感器的信號(hào)輸出端。
[0025]本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)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(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0026]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的基于摩擦發(fā)電機(jī)的位移傳感器的結(jié)構(gòu)爆炸示意圖；
[0027]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的基于摩擦發(fā)電機(jī)的位移傳感器中的摩擦發(fā)電組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的基于摩擦發(fā)電機(jī)的位移傳感器中的發(fā)電部的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0029]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型又一個(gè)實(shí)施例的基于摩擦發(fā)電機(jī)的位移傳感器中的發(fā)電部的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5是根據(jù)本實(shí)用新型再一個(gè)實(shí)施例的基于摩擦發(fā)電機(jī)的位移傳感器中的發(fā)電部的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖6是根據(jù)本實(shí)用新型再一個(gè)實(shí)施例的基于摩擦發(fā)電機(jī)的位移傳感器中的發(fā)電部的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖7是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的基于摩擦發(fā)電機(jī)的位移傳感器中的承壓板未受外力時(shí)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖8是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的基于摩擦發(fā)電機(jī)的位移傳感器中的承壓板受外力時(shí)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖9是采用本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的基于摩擦發(fā)電機(jī)的位移傳感器所得到的電壓-位移圖譜。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)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(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0036]在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)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(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0037]此外，術(shù)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(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。
[0038]在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)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(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。
[0039]在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二