一种基于液-固摩擦起电的柔性碰撞传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于液‑固摩擦起电的柔性碰撞传感器，涉及通过液体流过管道过程中的空泡现象对流体能量进行检测。包括：柔性储气单元、储液(储气)整流单元、硅胶接头、液体输运‑摩擦起电单元、加压缓冲单元和电信号检测单元；其中,柔性储气单元固定在受碰面上，通过硅胶接头与多个间隔布置的储液(储气)整流单元进行串联，电信号检测单元与液体输运‑摩擦起电单元通过导线并联连接。本发明专利技术利用管道内液体流动过程中的空泡现象形成的气、液间隔输运模式，使得液体与已设置电极的介电管道周期性接触‑分离、摩擦起电，实现了碰撞挤压流体流动过程中的能量检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于车辆(或机械)碰撞传感器，特别涉及一种基于液-固摩擦起电的柔性碰撞传感器。

技术介绍

1、传统碰撞传感器存在启动阈值高、体积大、依赖外部电源等问题，主要运用于大型机械设备碰撞监测领域，难以满足柔性、微型化场景需求。压电式传感器输出功率低，而固-固摩擦纳米发电机易磨损且受环境湿度影响。液-固摩擦纳米发电机虽具有无磨损优势，但流体连续性导致难以稳定实现接触-分离模式，限制了其在传感器领域应用。

2、其中传统碰撞传感器包括：滚球式、滚轴式碰撞传感器，利用永久磁铁的磁力以及惯性作用进行工作，对于该类型传感器，难以修改碰撞阈值、灵敏度低、依赖外部电源且不能直接检测碰撞的发生（易发生误触）；偏心锤式碰撞传感器，利用弹簧的弹性性能以及惯性作用进行工作，对于该类型传感器，依赖外部电源、不能直接检测碰撞的发生、易被外界振动干扰、难以修改碰撞阈值、灵敏度较低、限制安装反向（只能水平安装）且制造安装较为复杂；电阻应变式碰撞传感器，利用弹簧的弹性性能、线性应变电阻以及惯性作用进行工作，对于该类型传感器，依赖外部电源和外接调节电路、不能直接检测碰撞的发生、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于液-固摩擦起电的柔性碰撞传感器，其特征在于，包括：柔性储气单元(1)、储液储气整流单元(2)、硅胶接头(3)、液体输运-摩擦起电单元(4)、加压缓冲单元(5)和电信号检测单元(6)；

2.根据权利要求1所述的基于液-固摩擦起电的柔性碰撞传感器，其特征在于，柔性储气单元(1)与多个间隔布置的储液储气整流单元(2)串联，用于将碰撞引起碰撞面形变产生的机械能转变流体流动的机械能；

3.根据权利要求1所述的基于液-固摩擦起电的柔性碰撞传感器，其特征在于，储液储气整流单元(2)管道先进行突扩再进行突缩，用于对高速气体进减速，并通过液体流过突缩流道的液体静压力下降...

【技术特征摘要】

1.一种基于液-固摩擦起电的柔性碰撞传感器，其特征在于，包括：柔性储气单元(1)、储液储气整流单元(2)、硅胶接头(3)、液体输运-摩擦起电单元(4)、加压缓冲单元(5)和电信号检测单元(6)；

2.根据权利要求1所述的基于液-固摩擦起电的柔性碰撞传感器，其特征在于，柔性储气单元(1)与多个间隔布置的储液储气整流单元(2)串联，用于将碰撞引起碰撞面形变产生的机械能转变流体流动的机械能；

3.根据权利要求1所述的基于液-固摩擦起电的柔性碰撞传感器，其特征在于，储液储气整流单元(2)管道先进行突扩再进行突缩，用于对高速气体进减速，并通过液体流过突缩流道的液体静压力下降至饱和蒸汽压以下产生初步空泡现象。

4.根据权利要求1所述的基于液-固摩擦起电的柔性碰撞传感器，液体输运-摩擦起电单元(4)包括液体输运管道、周期阵列电极管道以及防护层，同时实现液体输运和摩擦发电；

5.根据权利要求3或4所述的基于液-固摩擦起电的柔性碰撞传感器，其特征在于，管道的材料为：聚全氟乙丙烯fep、聚四氟乙烯ptfe、聚偏二氟乙烯pvdf、聚丙烯pp、聚二甲基硅氧烷pdms、聚对苯二甲酸乙二酯pet、聚氨酯pu和聚乳酸pla。

6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王尧，戴嘉成，郭泽睿，王寓恺，张颖，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：