气动传感器的制造方法_4

文档序号:9450671阅读:来源:国知局
为本发明提供的气动传感器实施例八的壳体的立体结构示意图,如图12所示,进气口 806开设在壳体802的外壁和顶部交界的第一区域(如图12中所示的壳体802外壁的左上部),出气口 807开设在壳体802的外壁和底部交界的第二区域(如图12中所示的壳体802外壁的右下部),且进气口806和出气口 807开设在外壁上形成具有一定的倾斜角度的坡面,以使气流通过进气口 806进入气流通道805并通过出气口 807流出。
[0086]本实施例中的气动传感器的第一摩擦部件仍采用图3所示的第一摩擦部件。固定件与第一摩擦部件的固定部连接后嵌入到凹槽810中,从而实现了第一摩擦部件与壳体802的固定连接,并使气流在气流通道805内流动的方向与第一摩擦部件所在平面成预设角度。这种设置有助于提高气流对第一摩擦部件的驱动力,从而提高第一摩擦部件的振动频率,进而提高气动传感器的输出电压及灵敏度。
[0087]对于上述所有的实施例,还可使气流通道包括:第一气流通道和第二气流通道。其中,第二气流通道的横向截面面积大于第一气流通道的横向截面面积,第一摩擦部件设置在第一气流通道和第二气流通道的交界处。
[0088]本发明提供的实施例九的气动传感器是以实施例一的气动传感器为基础,将气流通道设置成包括第一气流通道和第二气流通道。图13为本发明提供的气动传感器实施例九的壳体的立体结构示意图,如图13所示,实施例九的气动传感器与实施例一的气动传感器的区别在于:气流通道包括:第一气流通道1051和第二气流通道1052,其中,第二气流通道1052的横向截面面积大于第一气流通道1051的横向截面面积,摩擦部件设置在第一气流通道1051和第二气流通道1052的交界处。当气流通过进气口进入并流过第一气流通道1051和第二气流通道1052时,由于气流在横向截面面积不同的气流通道里的流速是不同的,因此第一摩擦部件在两种流速不同的气流中的振动会加剧,进一步提高了第一摩擦部件的振动频率,提高了气动传感器的灵敏度。
[0089]本发明提供的实施例十的气动传感器是以实施例七的气动传感器为基础,将气流通道设置成包括第一气流通道和第二气流通道。图14为本发明提供的气动传感器实施例十的壳体的立体结构示意图,如图14所示,实施例十的气动传感器与实施例七的气动传感器的区别在于:气流通道包括:第一气流通道7051和第二气流通道7052,其中,第二气流通道7052的横向截面面积大于第一气流通道7051的横向截面面积,摩擦部件设置在第一气流通道7051和第二气流通道7052的交界处。当气流通过进气口进入并流过第二气流通道7051和第一气流通道7052时,由于气流在横向截面面积不同的气流通道里的流速是不同的,因此第一摩擦部件在两种流速不同的气流中的振动会加剧,进一步提高了第一摩擦部件的振动频率,提高了气动传感器的灵敏度。
[0090]作为另一种可选的实施方式,还可仿照实施例二和实施例三的方式,改变实施例七、实施例八、实施例九和实施例十中的气动传感器的中空结构的设置,使中空结构靠近进气口一侧的纵向截面面积大于或小于靠近出气口一侧的纵向截面面积,从而提高气流对第一摩擦部件的驱动力。
[0091]在上述所有实施例中,第一摩擦部件的形状还可以为图15所示的梯形形状,本领域技术人员可根据实际需要对第一摩擦部件的形状进行设置,本发明此处不做具体限定。
[0092]其中,上述所有实施例中第一电极、第二电极和居间电极的材料可选自铟锡氧化物、石墨烯、银纳米线膜、金属或合金。其中金属是金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、锡、铁、猛、钼、妈或Iji ;合金是招合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、猛合金、镍合金、铅合金、锡合金、锦合金、祕合金、铟合金、镓合金、妈合金、钼合金、银合金或钽合金O
[0093]其中,上述所有实施例中第一高分子聚合物层或第二高分子聚合物层的材料分别选自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚偏氟乙烯薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纤维海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、聚甲基薄膜,甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚异丁烯薄膜、聚氨酯柔性海绵薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸盐薄膜中的一种。
[0094]作为另一种可选的实施方式,在上述所有实施例中,还可使第一摩擦部件、第二摩擦部件和第三摩擦部件共同构成四层结构、五层居间电极结构的摩擦发电机,或者构成多个摩擦发电机的叠加结构。
[0095]例如,第一摩擦部件包括第一高分子聚合物层和第二高分子聚合物层,第二高分子聚合物层设置在第一高分子聚合物层相对第二电极的表面上,第一高分子聚合物层与第一电极相对的两个面和/或第二高分子聚合物层与第二电极相对的两个面和/或第一高分子聚合物与第二高分子聚合物层相对的两个面构成摩擦界面。当气流通过进气口进入气流通道时,第一高分子聚合物层与第一电极和/或第二高分子聚合物层与第二电极和/或第一高分子聚合物层与第二高分子聚合物层摩擦。这样第一高分子聚合物层与第二高分子聚合物层(即第一摩擦部件)、第一电极(即第二摩擦部件)和第二电极(即第三摩擦部件)共同构成一个四层结构的摩擦发电机。并且为了增加摩擦发电的效果,在构成摩擦界面的两个相对面中的至少一个面上还可设有微纳结构,使在第一电极和第二电极上感应出更多的电荷。
[0096]例如,第一摩擦部件包括居间电极,第二摩擦部件包括依次层叠设置的第一电极和第一高分子聚合物层,第三摩擦部件包括依次层叠设置的第二电极和第二高分子聚合物层,第一高分子聚合物层与居间电极相对的两个面和/或第二高分子聚合物层与居间电极相对的两个面构成摩擦界面。当气流通过进气口进入气流通道时,第一高分子聚合物层与居间电极和/或第二高分子聚合物与居间电极摩擦,此时,第一电极、第二电极和居间电极为气动传感器的电信号输出端。这样第一摩擦部件、第二摩擦部件和第三摩擦部件共同构成一个居间电极结构的摩擦发电机。并且为了增加摩擦发电的效果,在构成摩擦界面的两个相对面中的至少一个面上还可设有微纳结构,使在第一电极、第二电极和居间电极上感应出更多的电荷。
[0097]为了更加清晰直观地了解本发明提供的气动传感器的优越性能,在室温及室压环境下,将本发明提供的气动传感器实施例六至实施例八与未设置本发明提供的气流通道的气动传感器进行对比测试。
[0098]图16为本发明提供的实施例六的气动传感器的摩擦部件的振动频率的测试图,图17为未设置本发明提供的气流通道的气动传感器的摩擦部件的振动频率的测试图。如图16所示,实施例六的气动传感器的第一摩擦部件的振动频率为1800赫兹,另外,经测试得到实施例六的气动传感器的输出电压可达2.0伏。如图17所示,未设置本发明提供的气流通道的气动传感器的摩擦部件的振动频率为几百赫兹,测试得到的气动传感器的输出电压通常为数百毫伏。
[0099]由此可知,本发明提供的实施例六的气动传感器能够有效地提高第一摩擦部件的振动频率,并能够提高气动传感器的输出电压,另外与未设置本发明提供的气流通道的气动传感器相比,实施例六的气动传感器的输出电压更加稳定。
[0100]图18为本发明提供的实施例七的气动传感器的摩擦部件的振动频率的测试图,如图18所示,实施例七的气动传感器的摩擦部件的振动频率为2000赫兹,另外,经测试得到实施例七的气动传感器的输出电压可达3.0伏。图19为本发明提供的实施例八的气动传感器的摩擦部件的振动频率的测试图,如图18所示,实施例八的气动传感器摩擦部件的振动频率为1400赫兹,另外,经测试得到实施例八的气动传感器的输出电压可达3.0伏,并且,在测试时发现,当气流较大时,实施例八的气动传感器的输出电压可达7-8伏。由此可知,本发明提供的实施例七和实施例八的气动传感器都能够有效地提高第一摩擦部件的振动频率,并能够提高气动传感器的输出电压,并且与未设置本发明提供的气流通道的气动传感器相比,实
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