[实用新型]一种基于表面摩擦的多物理量检测装置

权利要求书

1.一种基于表面摩擦的多物理量检测装置，其特征在于：高频梁、同步耦合梁和低频梁的根部与支撑定位结构相连，低频梁内侧和与同步耦合梁相连，高频梁内侧亦与同步耦合梁相连，所述低频梁采用悬臂梁或双端固支梁结构，压电拾振结构包括高频梁压电拾振结构和低频梁压电拾振结构，所述高频梁压电拾振结构和低频梁压电拾振结构分别与高频梁和低频梁的上方固定连接；当低频梁采用悬臂梁时，摩擦块固定于低频梁的自由端并与被测表面形成摩擦副，当低频梁采用双端固支梁时，摩擦块固定于低频梁的中部并与被测表面形成摩擦副；压电激振结构固定于支撑定位结构的闭合端的外侧，纵向压电大位移驱动结构的一端固定于压电激振结构的外侧，另一端与L型支撑结构连接，横向压电大位移驱动结构一端通过L型支撑结构固定于纵向压电大位移驱动结构的右侧，另一端与底座固定连接，高频梁和低频梁自由端的下表面分别沉积有电极一、电极三，与支撑定位结构的表面电极二、电极四分别组成电容拾振结构一、电容拾振结构二。

2.根据权利要求1所述的一种基于表面摩擦的多物理量检测装置，其特征在于：所述高频梁、同步耦合梁、低频梁共同组成同步共振结构，根据同步共振原理，当低频梁固有频率为ω₁，高频梁固有频率为ω₂，其固有频率满足如下公式：

mω₁＝nω₂

其中，m、n均为整数，m/n即为频率的放大倍数，所述低频梁、高频梁均为矩形梁。

3.根据权利要求1所述的一种基于表面摩擦的多物理量检测装置，其特征在于：所述摩擦块为绕中心轴转动的环形摩擦块。

4.根据权利要求3所述的一种基于表面摩擦的多物理量检测装置，其特征在于：所述摩擦块沿着环形圆周表面，有不同的表面粗糙度以匹配被测表面的粗糙度等级。

5.根据权利要求1所述的一种基于表面摩擦的多物理量检测装置，其特征在于：所述高频梁压电拾振结构与低频梁压电拾振结构的结构相同。

6.根据权利要求5所述的一种基于表面摩擦的多物理量检测装置，其特征在于：所述高频梁压电拾振结构的结构是：压电层上部和下部分别连接压电层上电极和压电层下电极。

7.根据权利要求1所述的一种基于表面摩擦的多物理量检测装置，其特征在于：所述压电激振结构的结构是：压电层上部和下部分别连接压电层上电极和压电层下电极。