[发明专利]滑动摩擦发电机、发电方法以及矢量位移传感器

权利要求书

1.一种滑动摩擦发电机，其特征在于，所述发电机包括：

摩擦层，所述摩擦层的下表面接触设置第一导电层；所述第一导电层电连接至等电位；

所述摩擦层上方设置的第二导电层，所述第二导电层的下表面与所述摩擦层的上表面相对设置；

当所述摩擦层的上表面与所述第二导电层的下表面发生相对滑动摩擦，同时摩擦面积在滑动过程中发生变化时，在所述第一导电层和所述等电位之间输出电信号。

2.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述摩擦层的上表面材料与所述第二导电层下表面材料存在电极序差异。

3.根据权利要求1或2所述的发电机，其特征在于，所述第一导电层通过需要供电的外电路连接至地或等电位电路。

4.根据权利要求1或2所述的发电机，其特征在于，所述第一导电层通过外负载电连接至等电位。

5.根据权利要求1-4任一项所述的发电机，其特征在于，所述第二导电层的下表面与所述摩擦层的上表面接触设置。

6.根据权利要求1-4任一项所述的发电机，其特征在于，在未受外力时所述第二导电层与所述摩擦层不接触，在外力作用下所述第二导电层的下表面与所述摩擦层的上表面接触。

7.根据权利要求1-6任一项所述的发电机，其特征在于，所述摩擦层的上表面材料选择绝缘体。

8.根据权利要求7所述的发电机，其特征在于，所述绝缘体材料选自聚合物材料。

9.根据权利要求8所述的发电机，其特征在于，所述聚合物材料选自聚甲基丙烯酸甲酯、尼龙、聚乙烯醇、聚酯、聚异丁烯、聚氨酯弹性海绵、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯丁二烯、天然橡胶、聚丙烯腈、聚双苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯。

10.根据权利要求1-9任一项所述的发电机，其特征在于，所述摩擦层的厚度100nm-5mm。

11.根据权利要求1-10任一项所述的发电机，其特征在于，所述第二导电层下表面的材料选自金属、铟锡氧化物或有机物导体。

12.根据权利要求11所述的发电机，其特征在于，所述金属选自金、银、铂、铝、镍、铜、钛、铬或硒，以及由上述金属形成的合金；所述有机物导体选自自聚吡咯、聚苯硫醚、聚酞菁类化合物、聚苯胺和/或聚噻吩。

13.根据权利要求1-12任一项所述的发电机，其特征在于，所述第二导电层为薄膜材料。

14.根据权利要求1-13任一项所述的发电机，其特征在于，所述第二导电层的厚度为10nm-5mm。

15.根据权利要求1-14任一项所述的发电机，其特征在于，所述第二导电层的下表面和/或摩擦层的上表面的全部或部分分布有纳米、微米或次微米量级的微结构，所述微结构为纳米线、纳米管、纳米颗粒、纳米棒、纳米花、纳米沟槽、微米沟槽，纳米锥、微米锥、纳米球和微米球状结构，以及由前述结构形成的阵列，或者纳米材料的点缀或涂层。

16.根据权利要求1-15任一项所述的发电机，其特征在于，所述第二导电层的下表面和/或摩擦层的上表面经过化学改性。

17.根据权利要求16所述的发电机，其特征在于，在所述第二导电层的下表面和/或摩擦层的上表面，在摩擦电极序相对为正的材料表面引入更易失电子的官能团，或者在摩擦电极序相对为负的材料表面引入更易得电子的官能团。

18.根据权利要求16所述的发电机，其特征在于，在所述第二导电层的下表面和/或摩擦层的上表面，在极性为正的表面引入正电荷，而在极性为负的表面引入负电荷。

19.根据权利要求1-18任一项所述的发电机，其特征在于，所述第二导电层的下表面为平面或曲面；

和/或，所述摩擦层的上表面为平面或曲面。

20.根据权利要求19所述的发电机，其特征在于，所述第二导电层的下表面与所述摩擦层的上表面为互补表面。