3]根据本发明上述实施例提供的微振动传感器，通过改变现有摩擦发电机的结构，在形成摩擦界面的中间摩擦层中制作悬臂梁结构，悬臂梁结构的主体部分通过悬臂与摩擦层的两侧边缘连接，该悬臂梁结构使得传感器能够感测到微小外力。微弱的振动，撞击等外部作用力即可导致悬臂的形变，悬臂梁主体部分上下振动或以悬臂为轴摆动，通过隔离层上的空腔与两侧的高分子聚合物绝缘层接触，感应出电荷，输出与外力大小有关的电信号。与现有技术中基于摩擦发电机的微振动传感器相比，灵敏度显著提高，能对呼吸、声波、流动液体的微小外力做出感应，可用于拾音器、血液检测等领域。并且第一摩擦层和第二摩擦层的电极接地，起到电磁屏蔽的作用，提高了输出电信号的信噪比，无需附加屏蔽设施，使传感器更轻薄。
[0054]本领域技术人员应该理解，附图或实施例中所示的装置结构仅仅是示意性的，表示逻辑结构。其中作为分离部件显示的模块可能是或者可能不是物理上分开的，作为模块显示的部件可能是或者可能不是物理模块。
[0055]显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种微振动传感器，其特征在于，包括依次层叠设置的第一摩擦层，第一隔离层，中间摩擦层，第二隔离层和第二摩擦层； 所述第一摩擦层包括层叠的第一高分子聚合物绝缘层和第一接地电极； 所述第二摩擦层包括层叠的第二高分子聚合物绝缘层和第二接地电极； 所述中间摩擦层包括作为两个信号输出端的第一输出电极和第二输出电极，所述中间摩擦层具有悬臂梁结构，所述悬臂梁结构包括悬臂和主体部分； 所述第一隔离层和第二隔离层均具有与所述主体部分相适应的空腔； 所述主体部分的两侧表面分别通过所述第一隔离层的空腔和所述第二隔离层的空腔与所述第一摩擦层的第一高分子聚合物绝缘层和所述第二摩擦层的第二高分子聚合物绝缘层形成摩擦界面；所述中间摩擦层的悬臂梁结构以外的部分分别通过所述第一隔离层和第二隔离层与所述第一摩擦层的第一高分子聚合物绝缘层和第二摩擦层的第二高分子聚合物绝缘层粘接。2.根据权利要求1所述的微振动传感器，其特征在于，所述中间摩擦层还包括第三高分子聚合物绝缘层和第四高分子聚合物绝缘层；所述第一输出电极设置在所述第三高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上，所述第二输出电极设置在所述第四高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上，所述第一输出电极和第二输出电极相互绝缘粘接。3.根据权利要求2所述的微振动传感器,其特征在于，所述第一输出电极和第二输出电极通过蒸镀、溅镀、或刷涂方式分别制备在第三高分子聚合物绝缘层的第一侧表面和第四高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上；所述第一输出电极和第二输出电极通过3M胶带粘接。4.根据权利要求2所述的微振动传感器，其特征在于，所述第三高分子聚合物绝缘层的第二侧表面通过所述第一隔离层的空腔与所述第一摩擦层的第一高分子聚合物绝缘层形成摩擦界面；所述第四高分子聚合物绝缘层的第二侧表面通过所述第二隔离层的空腔与所述第二摩擦层的第二高分子聚合物绝缘层形成摩擦界面。5.根据权利要求2所述的微振动传感器，其特征在于，属于所述悬臂梁结构的主体部分的第三高分子聚合物绝缘层的第二侧表面和第四高分子聚合物绝缘层的第二侧表面上还分别设置有第一居间薄膜层和第二居间薄膜层； 所述第一居间薄膜层通过所述第一隔离层的空腔与所述第一摩擦层的第一高分子聚合物绝缘层形成摩擦界面；所述第二居间薄膜层通过所述第二隔离层的空腔与所述第二摩擦层的第二高分子聚合物绝缘层形成摩擦界面。6.根据权利要求5所述的微振动传感器，其特征在于，所述第一居间薄膜层和第二居间薄膜层的材质分别选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚二甲基硅氧烷、聚偏氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚酰亚胺和苯胺甲醛树脂中的一种。7.根据权利要求1所述的微振动传感器，其特征在于，所述中间摩擦层还包括第五高分子聚合物绝缘层；所述第一输出电极和第二输出电极通过蒸镀、溅镀、或刷涂方式制备在所述第五高分子聚合物绝缘层的两侧表面上。8.根据权利要求1-7任一项所述的微振动传感器，其特征在于，所述第一接地电极、第二接地电极、第一输出电极和第二输出电极的材质为铜、银、钛、金、铝、导电银浆或铟锡氧化物、石墨烯、石墨。9.根据权利要求1-7任一项所述的微振动传感器，其特征在于，所述悬臂梁结构通过切割所述中间摩擦层制作；所述悬臂梁结构为单边悬臂梁结构，或双边悬臂梁结构。10.根据权利要求1-7任一项所述的微振动传感器，其特征在于，所述悬臂梁结构的主体部分的形状为长方形、正方形、圆形、椭圆型或六角形。11.根据权利要求1-7任一项所述的微振动传感器，其特征在于，所述第一隔离层和第二隔离层为3M胶带。12.根据权利要求2-6任一项所述的微振动传感器，其特征在于，所述第三高分子聚合物绝缘层和第四高分子聚合物绝缘层的材质分别选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚二甲基硅氧烷、聚偏氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚酰亚胺和苯胺甲醛树脂中的一种。13.根据权利要求1-7所述的微振动传感器，其特征在于，所述第一高分子聚合物绝缘层和所述第二高分子聚合物绝缘层分别选自聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚全氟乙丙烯、尼龙、聚偏氟乙烯、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、硅橡胶、四氟乙烯-乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚苯乙烯、氯化聚醚、聚酰亚胺、聚酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、热塑性硫化橡胶、热塑性聚氨酯弹性体和三元乙丙橡胶中的一种。
【专利摘要】本发明公开了一种微振动传感器，包括：依次层叠设置的第一摩擦层，第一隔离层，中间摩擦层，第二隔离层和第二摩擦层；第一、第二摩擦层分别包括层叠的高分子聚合物绝缘层和接地电极；中间摩擦层包括第一输出电极和第二输出电极，并制作有悬臂梁结构；主体部分的两侧表面分别通过第一隔离层的空腔和第二隔离层的空腔与第一、第二摩擦层的高分子聚合物绝缘层形成摩擦界面；中间摩擦层的悬臂梁结构以外的部分分别通过第一隔离层和第二隔离层与第一摩擦层的高分子聚合物绝缘层和第二摩擦层的高分子聚合物绝缘层粘接。该悬臂梁结构使得微振动传感器能够感测到微小外力，显著提高了传感器的灵敏度，并且接地电极也起到电磁屏蔽的作用。
【IPC分类】H02N1/04, G01H11/06
【公开号】CN104953888
【申请号】CN201410118368
【发明人】叶柏盈, 王雪, 崔婧
【申请人】纳米新能源（唐山）有限责任公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年3月27日