[發(fā)明專利]基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的自驅(qū)動霍爾車載傳感器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810372577.3
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN110146113A
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張弛;郭桐;趙俊青;李新建;其他發(fā)明人請求不公開姓名
• 申請（專利權(quán)）人: 北京納米能源與系統(tǒng)研究所
• 主分類號: G01D5/14
• 分類號: G01D5/14;G01P3/44;G01R33/07;H02N1/04
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的自驅(qū)動霍爾車載傳感器，包括：

轉(zhuǎn)盤式摩擦納米發(fā)電機(jī)，包括共軸相接觸的定子和轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子隨著車的運(yùn)動相對定子發(fā)生運(yùn)動，在定子中產(chǎn)生變化的摩擦感應(yīng)電荷，并產(chǎn)生對應(yīng)的交流電輸出；

摩擦電子學(xué)恒流電路，將轉(zhuǎn)盤式摩擦納米發(fā)電機(jī)輸出的交流電轉(zhuǎn)化為恒流電；以及

霍爾元件，設(shè)置于定子上，在轉(zhuǎn)子的對應(yīng)位置設(shè)置有一磁鐵，該霍爾元件的輸入端與摩擦電子學(xué)恒流電路相連，輸出端輸出霍爾電壓，根據(jù)該霍爾電壓的產(chǎn)生頻率、霍爾電壓值能夠檢測磁場和轉(zhuǎn)速。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自驅(qū)動霍爾車載傳感器，其中：

所述定子包含：依次相貼合的第一基底層、第一電極層、以及絕緣層；

所述轉(zhuǎn)子包含：依次相貼合的第二基底層和摩擦電極層；

其中，定子和轉(zhuǎn)子通過絕緣層和摩擦電極層相接觸。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自驅(qū)動霍爾車載傳感器，其中，所述摩擦電極層和第一電極層均為柵狀電極結(jié)構(gòu)，具有精細(xì)的溝槽分離結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自驅(qū)動霍爾車載傳感器，其中，所述第一電極層的兩個柵狀電極作為轉(zhuǎn)盤式摩擦納米發(fā)電機(jī)的兩個輸出電極，與摩擦電子學(xué)恒流電路相連。

5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的自驅(qū)動霍爾車載傳感器，其中：

所述摩擦電極層和第一電極層的材料為導(dǎo)電材料，包括如下材料中的一種或幾種：金屬、合金和導(dǎo)電氧化物的任意組合；和/或

所述第一基底層和第二基底層的材料包括如下材料中的一種或幾種：亞克力、金屬板、木板、印刷電路板、以及高分子聚合物板。

6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的自驅(qū)動霍爾車載傳感器，其中，所述絕緣層的材料包括如下材料中的一種或幾種：

聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、聚二甲基硅氧烷、聚酰亞胺、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、苯胺甲醛樹脂、聚甲醛、乙基纖維素、聚酰胺、三聚氰胺甲醛、聚乙二醇丁二酸酯、纖維素、纖維素乙酸酯、聚己二酸乙二醇酯、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯、再生纖維素海綿、聚氨酯彈性體、苯乙烯丙烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯丁二烯共聚物、聚酰胺尼龍、聚酰胺尼龍、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚酯、聚異丁烯、聚氨酯彈性體、聚氨酯柔性海綿、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇縮丁醛、酚醛樹脂、氯丁橡膠、丁二烯丙烯共聚物、天然橡膠、聚丙烯腈、聚(偏氯乙烯-co-丙烯腈)、聚乙烯丙二酚碳酸鹽，聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氯丁二烯、聚丙烯腈、醋酸酯、聚雙苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚三氟氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、以及派瑞林。

7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)所述的自驅(qū)動霍爾車載傳感器，其中，所述絕緣層與摩擦電極層的相對面具有微結(jié)構(gòu)，該微結(jié)構(gòu)為包括納米線、納米管、納米顆粒、納米棒、納米花、納米溝槽、微米溝槽、納米錐、微米錐、納米球和微米球狀結(jié)構(gòu)中任意組合的陣列結(jié)構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的自驅(qū)動霍爾車載傳感器，其中，所述霍爾元件的形狀包括如下形狀中的一種或其組合：十字形、矩形、方形、以及四葉苜蓿葉形。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的自驅(qū)動霍爾車載傳感器，其中，所述霍爾元件為銻化銦霍爾元件。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的自驅(qū)動霍爾車載傳感器，其中，所述摩擦電子學(xué)恒流電路包括：

整流橋、電容、穩(wěn)壓二極管、可變電阻、以及開關(guān)；

其中，整流橋的兩個交流輸入端與轉(zhuǎn)盤式摩擦納米發(fā)電機(jī)的輸出端相連，整流橋的兩個直流輸出端與電容相連，電容和穩(wěn)壓二極管以并聯(lián)的方式相互連接，在穩(wěn)壓二極管的后端支路上，可變電阻與開關(guān)和霍爾元件相互串聯(lián)。