[發(fā)明專利]雙摩擦納米發(fā)電機(jī)與磁耦合諧振式無線測(cè)速系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110778373.1
• 申請(qǐng)日: 2021-07-09
• 公開（公告）號(hào): CN113567700A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 軒偉鵬;湯余志;陳金凱;駱季奎;董樹榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01P1/00
• 分類號(hào): G01P1/00;H02N1/04;H02J50/12
• 代理公司: 浙江千克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

1.雙摩擦納米發(fā)電機(jī)與磁耦合諧振式無線測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于：包括摩擦納米發(fā)電機(jī)一、摩擦納米發(fā)電機(jī)二、磁耦合諧振式發(fā)射模塊、磁耦合諧振式接收模塊和信號(hào)采集與處理模塊；所述的磁耦合諧振式發(fā)射模塊為由電容C1和電感L1構(gòu)成的RLC諧振電路；所述的磁耦合諧振式接收模塊為由電容C2和電感L2構(gòu)成的RLC諧振電路；摩擦納米發(fā)電機(jī)一的兩個(gè)電壓信號(hào)輸出端與摩擦納米發(fā)電機(jī)二的兩個(gè)電壓信號(hào)輸出端分別連接，摩擦納米發(fā)電機(jī)二的兩個(gè)電壓信號(hào)輸出端與電容C1的兩端分別連接；電感L2的兩端均與信號(hào)采集與處理模塊連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙摩擦納米發(fā)電機(jī)與磁耦合諧振式無線測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于：所述摩擦納米發(fā)電機(jī)一和摩擦納米發(fā)電機(jī)二的結(jié)構(gòu)完全相同，均包括基板、導(dǎo)電電極、摩擦電板、接觸電極二、接觸電極一、彈簧和聯(lián)動(dòng)開關(guān)；兩塊基板相對(duì)設(shè)置，且兩塊基板的內(nèi)側(cè)面通過間距排布的兩根彈簧連接；兩塊基板的內(nèi)側(cè)面上均固定有一個(gè)導(dǎo)電電極；兩個(gè)導(dǎo)電電極相對(duì)的面上均固定一塊摩擦電板；兩塊摩擦電板間距設(shè)置；聯(lián)動(dòng)開關(guān)的一端與其中一塊基板的內(nèi)側(cè)面固定，另一端設(shè)有彎折部；所述彎折部的內(nèi)側(cè)面固定有接觸電極一；另一塊基板的側(cè)部設(shè)有一體成型的電極支撐板；所述電極支撐板的外側(cè)面固定有接觸電極二，接觸電極二與接觸電極一接觸；所述的電極支撐板開設(shè)有通孔；與設(shè)有電極支撐板的那塊基板固定的導(dǎo)電電極和接觸電極二通過導(dǎo)線連接，導(dǎo)線穿過電極支撐板的通孔；與另一塊基板固定的導(dǎo)電電極和接觸電極一分別作為一個(gè)電壓信號(hào)輸出端。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙摩擦納米發(fā)電機(jī)與磁耦合諧振式無線測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于：所述磁耦合諧振式發(fā)射模塊中的電容C1和電感L1并聯(lián)，磁耦合諧振式接收模塊中的電容C2和電感L2也為并聯(lián)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙摩擦納米發(fā)電機(jī)與磁耦合諧振式無線測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于：所述的電感L1和電感L2均是帶磁芯的線圈。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙摩擦納米發(fā)電機(jī)與磁耦合諧振式無線測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于：所述電容容C1和電容C2的電容值均在0pf到100pf之間取值，所述的電感L1和電感L2的電感量均在20μH到100uH之間取值。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙摩擦納米發(fā)電機(jī)與磁耦合諧振式無線測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于：所述的摩擦納米發(fā)電機(jī)一以及摩擦納米發(fā)電機(jī)二中，均是一塊摩擦電板采用正性摩擦電材料，另一塊摩擦電板采用負(fù)性摩擦電材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙摩擦納米發(fā)電機(jī)與磁耦合諧振式無線測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于：所述的信號(hào)采集與處理模塊為集成了模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的FPGA模塊。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙摩擦納米發(fā)電機(jī)與磁耦合諧振式無線測(cè)速系統(tǒng)的無線測(cè)速方法，其特征在于：該方法具體如下：

將摩擦納米發(fā)電機(jī)一和摩擦納米發(fā)電機(jī)二間距固定；當(dāng)待測(cè)速物體通過摩擦納米發(fā)電機(jī)一時(shí)，在摩擦納米發(fā)電機(jī)一的聯(lián)動(dòng)開關(guān)控制下，摩擦納米發(fā)電機(jī)一輸出一個(gè)正向脈沖電壓；當(dāng)待測(cè)速物體通過摩擦納米發(fā)電機(jī)二時(shí)，在摩擦納米發(fā)電機(jī)二的聯(lián)動(dòng)開關(guān)控制下，摩擦納米發(fā)電機(jī)二輸出另一個(gè)正向脈沖電壓；磁耦合諧振式發(fā)射模塊的電感L1在脈沖電壓的激勵(lì)下產(chǎn)生一個(gè)衰減震蕩信號(hào)；磁耦合諧振式接收模塊的電感L2以諧振耦合的方式接收電感L1的衰減震蕩信號(hào)，并產(chǎn)生同頻率的另一個(gè)衰減震蕩信號(hào)，被信號(hào)采集與處理模塊采集；信號(hào)采集與處理模塊計(jì)算待測(cè)速物體通過摩擦納米發(fā)電機(jī)一時(shí)接收到的衰減震蕩信號(hào)與待測(cè)速物體通過摩擦納米發(fā)電機(jī)二時(shí)接收到的衰減震蕩信號(hào)的時(shí)間差，并根據(jù)摩擦納米發(fā)電機(jī)一與摩擦納米發(fā)電機(jī)二的距離計(jì)算出待測(cè)速物體的移動(dòng)速度。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙摩擦納米發(fā)電機(jī)與磁耦合諧振式無線測(cè)速系統(tǒng)的無線測(cè)速方法，其特征在于：所述摩擦納米發(fā)電機(jī)一和摩擦納米發(fā)電機(jī)二的距離在20cm到5m之間取值。