[发明专利]聚合物薄膜、应用其的摩擦发电机以及生理信号采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物薄膜技术领域，具体涉及一种聚合物薄膜、应用其的摩擦发电机以及生理信号采集装置。

背景技术

当前在生理信号监测领域所使用的信号采集装置多为薄膜式振动传感器，其中，薄膜式振动传感器的传感原理大概可以分为压电式和摩擦发电式两种。

在摩擦发电式的薄膜式振动传感器中的一个关键部件为一面具有凸点的聚合物薄膜，而薄膜式振动传感器的性能很大程度上取决于该聚合物薄膜的结构及本身材料性能。

在现有技术中，聚合物薄膜表面的凸点多采用方形的排列方式，此种排列方式比较成熟，但是应用其的薄膜式振动传感器的信号输出却一直不理想。

发明内容

本发明的发明目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种聚合物薄膜、应用其的摩擦发电机以及生理信号采集装置，用于解决现有技术中的薄膜式振动传感器的信号输出不理想的问题。

本发明提供一种聚合物薄膜，包括：设置在聚合物薄膜表面的凸点阵列，凸点阵列由M行凸点和N列凸点组成；

其中，位于第i行第j列的第一凸点、位于第i-1行第j+1列的第二凸点、位于第i行第j+2列的第三凸点以及位于第i+1行第j+1列的第四凸点形成菱形的四个顶点；2≤i≤M-1，1≤j≤N-2；形成菱形的四个顶点的凸点之间的间距依据单个凸点的有效支撑半径而设定。

进一步，形成菱形的四个顶点的相邻凸点之间的间距为单个凸点的有效支撑半径的1-5倍。

进一步，第一凸点和第三凸点之间的间距大于或等于单个凸点的有效支撑半径的2倍，第二凸点和第四凸点之间的间距大于或等于单个凸点的有效支撑半径的2倍。

进一步，第一凸点和第三凸点之间的间距为单个凸点的有效支撑半径的3.44倍，第二凸点和第四凸点之间的间距为单个凸点的有效支撑半径的2倍。

进一步，第一凸点和第三凸点之间的间距为单个凸点的有效支撑半径的2.88倍，第二凸点和第四凸点之间的间距为单个凸点的有效支撑半径的2倍。

进一步，第一凸点和第三凸点之间的间距为单个凸点的有效支撑半径的2.88倍，第二凸点和第四凸点之间的间距为单个凸点的有效支撑半径的2.4倍。

进一步，凸点的高度为0.25mm-2.5mm，凸点的直径为0.5mm-2.5mm。

进一步，聚合物薄膜的材料为聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺薄膜、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、丙烯腈氯乙烯薄膜或聚乙烯丙二酚碳酸盐薄膜。

本发明还提供了一种包括上述的聚合物薄膜的摩擦发电机，该摩擦发电机具有构成摩擦界面的两个表面，其中，聚合物薄膜具有凸点的表面为构成摩擦界面的两个表面的其中一个表面。

本发明还提供了一种应用上述的聚合物薄膜的生理信号采集装置。

本发明提供的聚合物薄膜的表面设置有由M行凸点和N列凸点组成的凸点阵列，且凸点阵列中的多个凸点按照菱形的排列方式进行排列，与多个凸点按照方形的排列方式进行排列相比，有效地增加了凸点阵列的有效支撑面积，有助于改善应用该聚合物薄膜的摩擦发电机和生理信号采集装置的信号输出。

附图说明

图1为本发明提供的聚合物薄膜实施例一的示意图；

图2为本发明提供的聚合物薄膜实施例二的示意图；

图3为本发明提供的聚合物薄膜实施例三的示意图；

图4是现有技术中聚合物薄膜的示意图。

具体实施方式

为充分了解本发明之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本发明做详细说明，但本发明并不仅仅限于此。

以摩擦发电式的薄膜式振动传感器为摩擦发电机为例，其中，摩擦发电机可以为三层结构、四层结构、五层居间薄膜结构或五层居间电极结构的摩擦发电机，例如，三层结构的摩擦发电机包括：依次层叠设置的第一电极层、聚合物薄膜以及第二电极层，其中，聚合物薄膜与第二电极层相对的两个面构成摩擦界面，即聚合物薄膜和第二电极层为三层结构的摩擦发电机的摩擦层。