[發明專利]利用摩擦發電測量物體運動參數的方法和裝置

在審

• 申請號: 201310687680.4
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN104713570A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 陳夢曉;李瀟逸;潘曹峰;王中林
• 申請（專利權）人: 北京納米能源與系統研究所
• 主分類號: G01C23/00
• 分類號: G01C23/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種測量物體在一維方向上運動參數的裝置，包括一個滑動件(101)、至少兩個固定件(201、202)，所述至少兩個固定件(201、202)在一個指定的被測方向上排列并被固定，所述滑動件(101)能夠在所述被測方向上運動并分別與所述至少兩個固定件(201、202)產生滑動摩擦，其特征在于，?

所述滑動件(101)和所述至少兩個固定件(201、202)均包括摩擦層，所述滑動件(101)的摩擦層與所述至少兩個固定件(201、202)的摩擦層由具有不同摩擦電序的材料構成；?

所述滑動件(101)與所述至少兩個固定件(201、202)之間產生的電信號的幅度不相等。?

2.如權利要求1所述的測量物體在一維方向上運動參數的裝置，其特征在于，所述各摩擦層的不作為滑動摩擦面的一面均連接有一個導電層；或者，所述滑動件(101)、所述至少兩個固定件(201、202)中至少一個的摩擦層的材料為導電材料，由導電材料構成的摩擦層直接作為導電層，不連接其他導電層，并且?

所述滑動件(101)與所述至少兩個固定件(201、202)之間產生的電信號是指所述滑動件(101)的導電層與所述至少兩個固定件(201、202)之間的導電層之間產生的電信號。?

3.如權利要求2所述的測量物體在一維方向上運動參數的裝置，其特征在于，所述至少兩個固定件(201、202)的摩擦層采用相同摩擦電序的材料，但是滑動摩擦面積不同；或者，所述至少兩個固定件(201、202)的摩擦層具有相同的滑動摩擦面積，但由不同摩擦電序的材料構成。?

4.如權利要求3所述的測量物體在一維方向上運動參數的裝置，其特征在于，所述至少兩個固定件(201、202)的摩擦層采用相同摩擦電序的材料，所述滑動件(101)、所述至少兩個固定件(201、202)均為矩形條，各矩形條具有相等的寬度，且各矩形條的長度方向垂直于指定的測量方向，并且，所述至少兩個固定件(201、202)的長度不同，所述滑動件(101)的長度大于所述至少兩個固定件中的任一個。?

5.如權利要求3所述的測量物體在一維方向上運動參數的裝置，其特征在于，所述固定件多于兩個，各固定件與所述滑動件的滑動摩擦面積或其摩擦層的摩擦電序在所述指定測量方向上不呈對稱分布。?

6.一種測量物體在一維方向上運動參數的方法，其特征在于，包括如下步驟：?

將被測物體固定在一個滑動件(101)上；?

將至少兩個固定件(201、202)在一個指定的被測方向上排列并固定，所述滑動件(101)能夠在所述被測方向上運動并分別與所述至少兩個固定件(201、202)產生滑動摩擦，所述滑動件(101)和所述至少兩個固定件(201、202)均包括摩擦層，所述滑動件(101)的摩擦層與所述至少兩個固定件(201、202)的摩擦層由具有不同摩擦電序的材料構成；各固定件與所述滑動件的滑動摩擦面積或其摩擦層的摩擦電序在所述指定測量方向上不呈對稱分布；?

測量所述滑動件(101)與所述至少兩個固定件(201、202)之間產生的電信號，并根據該電信號獲得所述被測物體的運動方向。?

7.如權利要求6所述的測量物體在一維方向上運動參數的方法，其特征在于，還包括：?

根據所述電信號獲得所述滑動件(101)滑動至所述至少兩個固定件(201、202)的時刻，結合所述至少兩個固定件(201、202)之間的間距，獲得所述被測物體在所述被測方向上的速度。?

8.如權利要求7所述的測量物體在一維方向上運動參數的方法，其特征在于，所述固定件多于兩個，所述方法還包括：根據所測量的滑動件在多個固定件之間的速度來計算所述被測物體的加速度。?

9.一種測量物體在一維方向上運動參數的裝置，其特征在于，包括一個滑動件(301)和一個梳狀固定件(30)，所述滑動件(301)呈現條狀，所述梳狀固定件(30)包括一個平行于指定被測方向的側邊和從側邊垂直伸出的多個條狀梳齒，?

所述滑動件(301)和所述梳狀固定件(30)均包括摩擦層，所述滑動件(301)的摩擦層與所述至梳狀固定件(30)的摩擦層由具有不同摩?擦電序的材料構成；所述滑動件(301)與所述梳狀固定件(30)之間產生的電信號的幅度不相等。?