于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0052]其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。
[0053]现有的对物体移动的传感器均需要设置电池等电源，并且时刻为传感器接通电源，这对于传感器的应用提出了很多要求，不能够适用在环境恶劣的条件下，也难以长期独立工作。本发明提供一种基于静电感应的传感器，技术方案是，带有电荷的被探测物体相对传感部件的一个导电元件的位置变化，该导电元件电连接至传感部件的另一导电元件，使被探测物体所带电荷在该导电元件上产生的电势变化，由于静电感应作用从而在两个导电元件之间形成电荷流动，连接在两个导电元件之间的负载或检测装置上有电流流过。在传感器工作过程中，被探测物体可以与传感部件的导电元件直接接触，互相之间滑动摩擦或者周期性的接触分离；被探测物体也可以不与传感部件的导电元件接触，仅改变二者之间的距离，这种模式需要被探测物体自身带有电荷，在改变距离过程中，被探测物体所带电荷在导电元件上的电势发生变化。本发明的传感器可以有多种工作模式，能够适应被探测物体不同运动方式的能量收集，具有广泛的应用范围。
[0054]下面结合附图详细介绍本发明的基于静电感应传感器的具体结构。
[0055]实施例一:
[0056]本实施例中提供的基于静电感应的传感器的典型结构参见图1，传感器包括用于对被探测物体的移动进行传感的传感部件，其中，传感部件由一个第一电极层I和与之配合的一个第二电极层2组成，第一电极层I和第二电极层2分隔设置并且电连接，被探测物体4能够与传感部件的第一电极层I互相接触后分离，如图1中箭头所示，被探测物体4的运动使被探测物体4所带的电荷在第一电极层I上的电势改变，在静电感应作用下电荷在第一电极层和第二电极层之间流动，形成电流。在第一电极层I与第二电极层2之间连接检测装置3可以检测传感部件中的电流，或者连接负载应用传感器产生的电能对负载供电。
[0057]对于被探测物体4为不带电物体的情况，以被探测物体4与第一电极层I接触的表面为绝缘体或半导体材料、第一电极层I为导电材料为例，具体说明传感器的工作原理，参见图2，被探测物体4与传感部件中第一电极层I发生表面接触时，由于二者表面得失电子能力不同，第一电极层I容易失去电子，而被探测物体4表面容易得到电子，在二者表面产生等量异号的电荷，参见图2中a图。被探测物体4与第一电极层I分离后，参见图2中b图，被探测物体4表面所带有的负电荷对第一电极层I中正电荷的束缚减弱，由于静电感应作用，第一电极层I中的正电荷向着第二电极层2流动，形成第一电极层I至第二电极层2的电流。当被探测物体4与第一电极层I的距离足够远时，被探测物体4表面带有的负电荷不足以影响第一电极层I中电荷，因此第一电极层I与第二电极层2之间无电流产生，参见图2中c图。表面带有负电荷的被探测物体4靠近第一电极层I时，静电感应作用使被探测物体4表面的负电荷对第一电极层I中的正电荷吸引增强，第二电极层2中的正电荷向着第一电极层I流动，参见图2中d图，与图2中b图的电子流动方向相反，形成第二电极层2至第一电极层I的电流。直到被探测物体4再次与第一电极层I的表面接触时，二者的表面电荷等量异号，参见图2中a图，在第一电极层I与第二电极层2中不会产生电荷流动。当被探测物体4可以周期性的与传感部件的第一电极层2接触和分离时，传感部件中将产生第一电极层I与第二电极层2之间的脉冲交流电流信号。以上过程表明，在被探测物体与传感部件中的第一电极层I接触分离后，无需提供外接电源，传感器的传感部件可以对不带电的被探测物体4的移动进行探测。如果被探测物体4与传感器的传感部件发生多次接触和分离，传感部件中会产生多个交流脉冲电信号。
[0058]本实施例中，被探测物体4也可以在与第一电极层I接触前预先带有电荷，被探测物体带有电荷时，与第一电极层接触时，电荷会在被探测物体与第一电极层之间发生重新分布，由于不同材料对电荷束缚能力的不同，两个接触面仍会存在电荷密度的差异，当二者互相分离后，被探测物体仍然带有一定电荷，当被探测物体4与第一电极层I之间的距离改变时，由于静电感应作用，在第一电极层与第二电极层之间形成电荷流动，在检测装置有电流输出。被探测物体4带有的电荷可以通过充电等其他方式获得，电荷的获得途径对于本发明的传感过程没有影响。
[0059]本实施例中，传感部件中的两个电极层，只需要一个电极层与被探测物体产生静电作用即可，两个电极层的位置可以互换。第一电极层I与第二电极层2的材料可以相同，也可以不同。第一电极层I或第二电极层2的材料可选自金属、铟锡氧化物或有机物导体，常用的金属包括金、银、钼、铝、镍、铜、钛、铬或硒，以及由上述金属形成的合金；有机物导体一般为导电高分子，包括自聚吡咯、聚苯硫醚、聚酞菁类化合物、聚苯胺和/或聚噻吩。
[0060]根据传感器的工作原理可以看出，被探测物体4表面带有电荷的多少是传感器工作的关键，优选的被探测物体4与第一电极层I互相接触的表面之间的得失电子能力相差越大，被探测物体4表面带有的电荷越多。被探测物体4与第一电极层I接触的表面的材料可以为绝缘体材料。绝缘体材料中，优选聚合物绝缘材料，具体可以选择:聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、苯胺甲醛树脂、聚甲醛、乙基纤维素、聚酰胺、三聚氰胺甲醛、聚乙二醇丁二酸酯、纤维素、纤维素乙酸酯、聚己二酸乙二醇酯、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、再生纤维海绵、聚氨酯弹性体、苯乙烯丙烯共聚物、苯乙烯丁二烯共聚物、人造纤维、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚酯、聚异丁烯、聚氨酯柔性海绵、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇缩丁醛、酚醛树脂、氯丁橡胶、丁二烯丙烯共聚物、天然橡胶、聚丙烯腈、聚(偏氯乙烯-CO-丙烯腈)、聚乙烯丙二酚碳酸盐，聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、液晶高分子聚合物、聚氯丁二烯、聚丙烯腈、聚双苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚三氟氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和派瑞林等。
[0061]另外，其他绝缘材料也可以作为被探测物体4与第一电极层I接触的表面材料，例如常见的羊毛及其织物、蚕丝及其织物、纸、棉及其织物、聚氨酯弹性体、木头、硬橡胶和醋酸酷等。
[0062]第一电极层为导电材料，半导体材料与导电材料在得失电子能力方面存在差异，因此，被探测物体能够与第一电极层接触的表面的材料可以选择半导体，包括:硅、锗；第III和第V族化合物，例如砷化镓、磷化镓等；第II和第VI族化合物，例如硫化镉、硫化锌等；以及由II1-V族化合物和I1-VI族化合物组成的固溶体，例如镓铝砷、镓砷磷等。除上述晶态半导体外，还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。非导电性氧化物、半导体氧化物和复杂氧化物也具有摩擦电特性，能够在摩擦过程形成表面电荷，因此被探测物体4的材料也可以为猛、铬、铁、铜的氧化物，还包括氧化娃、氧化猛、氧化铬、氧化铁、氧化铜、氧化锌、B12 和 Y2O3。
[0063]限于篇幅的原因，并不能对被探测物体4的可能材料进行穷举，因此第一电极层的材料可以根据被探测物体4与第一电极层接触的表面的材料进行选择，优选二者互相接触的表面材料的得失电子能力相差越大越好。本申请中仅列出几种被探测物体和第一电极层的具体的材料供技术人员参考，但是显然这些具体的材料并不能成为本发明保护范围的限制性因素，因为在发明的启示下，本领域的技术人员根据这些材料所具有的摩擦电特性很容易选择其他类似的材料。
[0064]在传感器中，只有被探测物体4与第一电极层I能够互相接触的表面对传感器的工作性能有影响，只需要限定第一电极层I能够与被探测物体4接触的表面为上述的导电材料即可，对于第一电极层I的其他部分不做限定，因此，第一电极层I可以全部整体采用均匀材料，也可以为多层结构或者核壳结构。
[0065]通过实验发现，当被探测物体4与第一电极层I互相接触的表面的材料之间得电子能力相差越大，被探测物体I表面带有的电荷量越多，传感器输出的电信号越强。所以，可以根据上面列出的材料通过简单的对比实验，选择合适的材料作为第一电极层I与被探测物体4接触的表面材料，以获得最佳的电信号输出性能。
[0066]另外，第一电极层I与被探测物体4互相接触的两个表面既可以是硬质材料，也可以是柔性材料，材料的硬度对传感器的传感性能没有明显影响，但是却可以扩展本发明传感器的应用范围。
[0067]在传感器工作过程中，除了被探测物体4表面带有电荷的多少对传感器的工作性能有影响外，第一电极层I与被探测物体4分开的距离对传感器的工作性能也有影响，分开距离约大，传感部件中第一电极层与第二电极层之间的电信号越强。在研究过程中发现，分开距离大于第一电极层尺寸时，特别是大于第一电极层I与被探测物体4互相接触表面的最大长度时，分开的距离的改变对传感器的输出信号影响不大。优选的，被探测物体与第一电极层I分开的距离在大于I μ m,更优选为I μ m至1cm范围，更优选为Imm至2cm。
[0068]本发明中所述的“表面的最大长度”，具体指一个表面各个方向中的最大长度，例如长方形的长边的长度，或者圆形表面的直径长度，对于不规则表面，通过具体测量也可以确定表面的最大长度。
[0069]本实施例中的传感器实际使用时，被探测物体4相对于传感部件的相对运动，可以通过多种方式实现，例如将传感部件固定，特别是传感部件中的第一电极层I固定，被探测物体4固定在一个往复运动的部件上，往复运动的部件带动被探测物体4做往复运动，实现被探测物体4相对于第一电极层I的接触和分离。在其他实施方式中还可以在被探测物体4与第一电极层I之间设置弹性连接件实现被探测物体4靠近或者远离第一电极层I往复运动的目的。实现上述目的的技术手段有很多，可以采用本领域中控制距离的常规部件，例如在被探测物体4和第一电极层I之间连接绝缘弹簧等部件，但是需要注意使用的弹簧不应限制被探测物体4和第一电极层I之间的相对运动。另外，本发明的传感器，被探测物体4也可以是自由运动的物体，例如人走动的鞋底等。
[0070]在本实施例中，被探测物体4为相对传感部件独立运动的物体，在其上不需要设置电极层，因此被探测物体4的厚度、尺寸和形状不做特别限定。为了提高被探测物体4和第一电极层I接触时各自带有的表面电荷量，第一电极层I整体可以为块