[发明专利]基于摩擦起电的运动轨迹记忆装置及记忆方法

权利要求书

1.一种基于摩擦起电的运动轨迹记忆装置，其特征在于，包括摩擦层(1)、铁电层(2)、电极层(3)和运动物(4)，其中，

所述摩擦层(1)由介电材料构成，其与所述运动物(4)能发生相对运动，所述运动物(4)从与所述摩擦层(1)不接触的位置移动至与所述摩擦层(1)接触后在该摩擦层(1)的表面沿一条运动轨迹滑动，并再次移动至不与所述摩擦层(1)接触的位置，或者所述运动物(4)从远离所述摩擦层(1)的位置移动至与所述摩擦层(1)接触，接着又从接触位置远离所述摩擦层(1)，从而在所述摩擦层(1)和所述运动物(4)上分别产生性质相反的电荷；

所述运动物(4)与所述电极层(3)之间电性连接，由此，所述运动物(4)上的电荷能够被传导至所述电极层(3)；

所述铁电层(2)位于所述摩擦层(1)与所述电极层(3)之间，由铁电材料构成，所述摩擦层(1)上的电荷与所述电极层(3)上的电荷所产生的极化电场能改变所述铁电层(2)中电偶极子的极化方向，所述铁电层(2)的自发极化方向与所述极化电场相反；所述铁电层(2)的位于与相对运动的轨迹或接触位置相对应的区域的电偶极子的极化方向被所述极化电场改变，以对运动物(4)的运动轨迹进行记忆和存储。

2.如权利要求1所述的基于摩擦起电的运动轨迹记忆装置，其特征在于，所述摩擦层(1)为柔性介电材料；所述铁电层(2)为柔性铁电材料。

3.如权利要求1所述的基于摩擦起电的运动轨迹记忆装置，其特征在于，所述摩擦层(1)的材料为聚酯树脂、聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物或聚酰亚胺；

所述铁电层(2)的材料为聚偏氟乙烯及其衍生物。

4.如权利要求1所述的基于摩擦起电的运动轨迹记忆装置，其特征在于，所述铁电层(2)的铁电材料满足E_C＜σ/ε，其中E_C为该铁电材料的矫顽电场强度，σ为产生所述极化电场的电荷密度，ε为该铁电材料的介电常数。

5.如权利要求1所述的基于摩擦起电的运动轨迹记忆装置，其特征在于，所述铁电层(2)与所述摩擦层(1)是相互贴合的薄膜，且二者相互绝缘。

6.如权利要求5所述的基于摩擦起电的运动轨迹记忆装置，其特征在于，所述铁电层(2)与所述摩擦层(1)的厚度均为1～100μm。

7.如权利要求1所述的基于摩擦起电的运动轨迹记忆装置，其特征在于，所述摩擦层(1)与所述运动物(4)之间的相对运动是沿二者的接触面的滑动摩擦运动。

8.如权利要求1所述的基于摩擦起电的运动轨迹记忆装置，其特征在于，所述电极层(3)与所述铁电层(2)相互贴合但绝缘。

9.如权利要求1所述的基于摩擦起电的运动轨迹记忆装置，其特征在于，所述运动物(4)整体为导体；

或者，所述运动物(4)部分为导体，部分为绝缘体，所述运动物(4)的导体部分与所述电极层(3)之间电性连接。