一种声学摩擦纳米发电机振膜张紧装置和方法与流程

本申请涉及摩擦纳米发电领域，特别是涉及一种声学摩擦纳米发电机振膜张紧装置和方法。

背景技术：

1、声能量作为常见的环境能量，在道路及轨道两侧、发动机、工业厂房、交通工具中都有较高的能量成分。因此，可以通过设计基于摩擦起电核静电感应的摩擦纳米发电机，实现有效的声电转换。声学摩擦纳米发电机是基于摩擦纳米发电机的一种声能到电能的转换器件，经常被用于声学传感、声能收集等。振膜是声学摩擦纳米发电机的重要组成部分之一，声学摩擦纳米发电机一般由振膜即负极摩擦层薄膜、间隔层、正极摩擦层薄膜组成，振膜在振膜接收声波产生周期振动，并与正极摩擦层薄膜不断的接触和分离，从而在振膜和正极摩擦层薄膜间产生电荷的转移形成电势差完成电能的转换。

2、为了实现声波的宽频和高灵敏响应声学摩擦纳米发电机的振膜一般需要做张紧处理，目前普遍使用的声学摩擦纳米发电机张紧方法主要是单轴张紧和双轴张紧，单轴张紧主要从左右两个方向进行张紧，双轴张紧主要从振膜的上下左右四个方向进行张紧，单轴张紧和双轴张紧虽然容易实现但是张紧后的振膜各个方向上应力不均匀，制备的声学摩擦纳米发电机效果不佳。

3、针对相关技术中存在声学摩擦纳米发电机振膜张紧各方向应力不均匀的问题，目前还没有提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、在本实施例中提供了一种声学摩擦纳米发电机振膜张紧装置和方法，以解决相关技术中声学摩擦纳米发电机振膜张紧各方向应力不均匀的问题。

2、第一个方面，在本实施例中提供了一种声学摩擦纳米发电机振膜张紧装置，包括：底座、夹具支架、绣棚、振膜、顶杆以及升降台；其中，

3、夹具支架和升降台固定在底座上；振膜安装于绣棚上，绣棚固定于夹具支架上，升降台连接顶杆，顶杆的切面为圆形或圆环型，顶杆和绣棚同轴；

4、夹具支架用于固定绣棚；

5、绣棚用于固定振膜；

6、升降台用于固定顶杆，并带动顶杆升降以使顶杆张紧振膜。

7、在其中的一些实施例中，夹具支架上安装有夹具锁紧旋钮。

8、在其中的一些实施例中，夹具支架为铝、铁或者不锈钢。

9、在其中的一些实施例中，绣棚包括绣棚锁紧螺丝、绣棚外圈和绣棚内圈；

10、振膜分别由绣棚外圈和绣棚内圈夹持，绣棚锁紧螺丝嵌入绣棚外圈的螺丝孔位中，以固定绣棚外圈形状。

11、在其中的一些实施例中，振膜为氟化乙烯丙烯共聚物薄膜、聚四氟乙烯膜、聚酰亚胺膜或者聚二甲基硅氧烷膜。

12、在其中的一些实施例中，顶杆的材料为金属材料或非金属材料，顶杆截面直径小于绣棚内径。

13、在其中的一些实施例中，升降台上还包括压力传感器和压力传感器仪表，压力传感器和压力传感器仪表连接顶杆，压力传感器和压力传感器仪表的下端连接升降台，压力传感器和压力传感器仪表用于检测振膜张紧时，振膜向顶杆施加的压力。

14、在其中的一些实施例中，升降台包括升降台旋钮，升降台旋钮用于控制升降台的升降。

15、在其中的一些实施例中，升降台旋钮上刻有升降高度刻度尺。

16、第二个方面，在本实施例中提供了一种声学摩擦纳米发电机振膜张紧方法，应用于上述第一个方面的声学摩擦纳米发电机振膜张紧装置中，包括，

17、将振膜固定在绣棚上；

18、将绣棚通过夹具支架锁紧旋钮固定在夹具支架上；

19、通过升降台上的旋钮控制顶杆升降，直至顶杆将振膜顶起，以使振膜沿周向张紧至预设的张紧程度；

20、在振膜张紧至预设的张紧程度后，通过裁剪获取所需的振膜。

21、与相关技术相比，在本实施例中提供的一种声学摩擦纳米发电机振膜张紧装置，包括：底座、夹具支架、绣棚、振膜、顶杆以及升降台；其中，通过夹具支架和升降台固定在底座上；振膜安装于绣棚上，绣棚固定于夹具支架上，升降台连接顶杆，顶杆的切面为圆形或圆环型，顶杆和绣棚同轴；夹具支架用于固定绣棚；绣棚用于固定振膜；升降台用于固定顶杆，并带动顶杆升降以使顶杆张紧振膜。本申请通过升高升降台高度驱动顶杆垂直上升直至顶起振膜，使振膜在顶杆顶起区域产生均匀的周向张紧，解决了声学摩擦纳米发电机振膜张紧各方向应力不均匀的问题，实现了均匀张紧声学摩擦纳米发电机振膜。

22、本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

技术特征：

1.一种声学摩擦纳米发电机振膜张紧装置，其特征在于，包括：底座、夹具支架、绣棚、振膜、顶杆以及升降台；其中，

2.根据权利要求1所述的声学摩擦纳米发电机振膜张紧装置，其特征在于，所述夹具支架上安装有夹具锁紧旋钮。

3.根据权利要求1所述的声学摩擦纳米发电机振膜张紧装置，其特征在于，所述夹具支架为铝、铁或者不锈钢。

4.根据权利要求1所述的声学摩擦纳米发电机振膜张紧装置，其特征在于，所述绣棚包括绣棚锁紧螺丝、绣棚外圈和绣棚内圈；

5.根据权利要求1所述的声学摩擦纳米发电机振膜张紧装置，其特征在于，所述振膜为氟化乙烯丙烯共聚物薄膜、聚四氟乙烯膜、聚酰亚胺膜或者聚二甲基硅氧烷膜。

6.根据权利要求1所述的声学摩擦纳米发电机振膜张紧装置，其特征在于，所述顶杆的材料为金属材料或非金属材料，所述顶杆截面直径小于绣棚内径。

7.根据权利要求1所述的声学摩擦纳米发电机振膜张紧装置，其特征在于，所述升降台上还包括压力传感器和压力传感器仪表，所述压力传感器和压力传感器仪表的上端连接所述顶杆，所述压力传感器和所述压力传感器仪表的下端连接所述升降台，所述压力传感器和压力传感器仪表用于检测所述振膜张紧时，所述振膜向所述顶杆施加的压力。

8.根据权利要求1所述的声学摩擦纳米发电机振膜张紧装置，其特征在于，所述升降台包括升降台旋钮，所述升降台旋钮用于控制升降台的升降。

9.根据权利要求8所述的声学摩擦纳米发电机振膜张紧装置，其特征在于，所述升降台旋钮上刻有升降高度刻度尺。

10.一种声学摩擦纳米发电机振膜张紧方法，其特征在于，应用于权利要求1至9中任一项所述的声学摩擦纳米发电机振膜张紧装置中，所述方法包括：

技术总结
本申请涉及一种声学摩擦纳米发电机振膜张紧装置和方法，其中，该声学摩擦纳米发电机振膜张紧装置包括：底座、夹具支架、绣棚、振膜、顶杆以及升降台；其中，夹具支架和升降台固定在底座上；振膜安装于绣棚上，绣棚固定于夹具支架上，升降台连接顶杆，顶杆的切面为圆形或圆环型，顶杆和绣棚同轴；夹具支架用于固定绣棚；绣棚用于固定振膜；升降台用于固定顶杆，并带动顶杆升降以使顶杆张紧振膜。通过本申请中升高升降台高度驱动顶杆垂直上升直至顶起振膜，使振膜在顶杆顶起区域产生均匀的周向张紧，解决了目前存在的声学摩擦纳米发电机振膜张紧各方向应力不均匀的问题，实现了声学摩擦纳米发电机振膜的均匀张紧。

技术研发人员：戚振昆,陈梦晓,王蒙,赵银玲,封晓华,王贤迪
受保护的技术使用者：之江实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16