[實用新型]接觸式摩擦發電加速度傳感器

有效

• 申請號: 201721157574.5
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN207380078U
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 張鶴;全力威;張晨輝;呂朝鋒;駱季奎;董樹榮
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01P15/125
• 分類號: G01P15/125;G01P15/08;G01P15/097;G01P1/04;G01P15/18
• 代理公司: 杭州天昊專利代理事務所(特殊普通合伙) 33283
• 代理人: 何碧珩

本實用新型提供一種接觸式摩擦發電加速度傳感器，括屏蔽外殼，屏蔽外殼內設有接觸式摩擦發電裝置，接觸式摩擦發電裝置包括設置在屏蔽外殼中部的第一基板，第一基板將屏蔽外殼的內部空間分隔為兩個腔室，第一基板的兩側分別設有兩塊第二基板，第一基板與第二基板相對的面上分別設有極性相反的介電材料，第二基板上設有彈簧，該彈簧連接在第二基板與第一基板相反的一個側面以及屏蔽外殼與第二基板的該側面相對的一個側面上。本實用新型無需使用外部電源，僅憑借裝置本身就能產生電信號，是一種限制少、效率高、綠色環保的裝置。

技術領域

本實用新型涉及用于一種基于摩擦發電技術的的加速度傳感器裝置。

背景技術

加速度傳感器是一種能夠測量加速度的傳感器，在城市基礎設施建設和管理中有著廣泛的應用。目前常用的加速度傳感器是電容式加速度傳感器和電阻式加速度傳感器。電容式加速度傳感器存在輸出阻抗高，負載能力差，易收到外界干擾影響產生不穩定現象，嚴重時甚至無法工作，輸出特性非線性，寄生電容影響大的缺點；電阻式加速度傳感器存在面對劇烈的震動狀況時，輸出線性非常差，在測試中需要映入外界電路或者進行理論計算補償才能準確測量的缺點。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種接觸式摩擦發電加速度傳感器，能夠用于加速度的檢測，并且無需額外提供能源，能夠自驅動工作，同時還具備精度高、范圍廣的特點。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案是：接觸式摩擦發電加速度傳感器，包括屏蔽外殼，屏蔽外殼內設有接觸式摩擦發電裝置，接觸式摩擦發電裝置包括設置在屏蔽外殼中部的第一基板，第一基板將屏蔽外殼的內部空間分隔為兩個腔室，第一基板的兩側分別設有兩塊第二基板，第一基板與第二基板相對的面上分別設有極性相反的介電材料，第二基板上設有彈簧，該彈簧連接在第二基板與第一基板相反的一個側面以及屏蔽外殼與第二基板的該側面相對的一個側面上。

進一步地，屏蔽外殼的內表面光滑，第一基板和兩個第二基板均能夠沿屏蔽外殼的內表面滑動。

進一步地，第一基板的兩側面上設有正極介電材料，兩個第二基板的側面上設有負極介電材料。

進一步地，該加速度傳感器還包括測量電路，測量電路包括電線與測量裝置，電線一端分別與第一基板和第二基板上的介電材料連接，電線的另一端與測量裝置相連，該測量電路集成在屏蔽外殼上。

進一步地，彈簧連接在第二基板和屏蔽外殼側面的中部。

接觸式摩擦發電材料可以根據其力電轉換特性，將環境荷載作用下所產生的機械能轉化為電能，因此通過測量裝置能夠將加速度大小用電信號表示。接觸式摩擦發電裝置結構簡單、易于加工制作、便于微型化和集成化，材料的能量采集和應用工作環境限制少、效率高、綠色環保，相關技術的開發利用將產生巨大的經濟效益，為建設資源節約型社會提供助力，具有一定市場潛力和經濟價值。

本實用新型的有益效果是：本實用新型將摩擦發電加速度傳感器內置于屏蔽外殼，將環境動荷載引起的振動加速度轉化為電信號表示，經過該裝置中的信號處理和輸出裝置將數據輸出。本實用新型無需使用外部電源，僅憑借裝置本身就能產生電信號，是一種限制少、效率高、綠色環保的裝置。相比于背景技術中的加速度傳感器來說，接觸式摩擦發電加速度傳感器有著精度高，范圍廣，結構簡單，抗干擾性好，環保節能和自驅動性等優點。

附圖說明

圖1是水平狀態的接觸式摩擦發電加速度傳感器結構圖；

圖2是圖1的接觸式摩擦發電加速度傳感器受到環境荷載作用的運動狀態 1；

圖3是圖1的接觸式摩擦發電加速度傳感器受到環境荷載作用的運動狀態 2；

圖4是豎直狀態的接觸式摩擦發電加速度傳感器結構圖；