[发明专利]一种自驱动摩擦纳米运动传感装置及其传感方法

权利要求书

1.一种自驱动摩擦纳米运动传感装置，其特征在于：包括相对设置的第一导电部和第二导电部，第一导电部、第二导电部均具有摩擦面；所述第一导电部的摩擦面为非对称结构，第一导电部摩擦面的面积小于第二导电部摩擦面的面积；通过外力的施加和撤去，摩擦面接触和分离以产生不对称的电信号，并通过第一导电部和第二导电部向外输出所述电信号；所述第一导电部设置在第二导电部的上方，第二导电部包括下基板（8）和相对于下基板（8）对称设置的跷跷板结构；所述跷跷板结构包括固定设置的转轴（4）、与转轴（4）铰接的跷跷板（5），跷跷板（5）的一端与下基板（8）柔性连接；下基板（8）和跷跷板（5）上均设有摩擦面；

跷跷板结构可以实现当一个物体以不同方向滚动经过该装置的第一导电部时，随着滚动的进行，第二导电部的不同部位会依次和第一导电部进行接触，从而依次产生不同强度的电信号，且可以根据所产生的电信号来判断物体所经过第一导电部时的具体的位置；

所述自驱动摩擦纳米运动传感装置在外力的作用下，摩擦面接触和分离产生不对称的电信号，对所述不对称电信号进行分析处理，每组不对称电信号有四个电信号，通过对比第一个和第二个电信号的大小，第一个和第三个电信号出现的时间差来进行传感；

根据时间先后依次产生四个电信号，四个电信号为A信号、B信号、C信号、D信号，根据A信号和B信号的强度大小判断滚动的方向，根据A信号和C信号之间的时间差判断滚动的速度。

2.根据权利要求1所述的自驱动摩擦纳米运动传感装置，其特征在于：所述第一导电部包括第一导电元件（1）、与第一导电元件（1）相连的第二导电元件（2），第二导电部包括第三导电元件（3）；所述第一导电元件（1）的下表面为第一摩擦面，第二导电元件（2）的上表面、下表面分别为第二摩擦面、第三摩擦面，第三导电元件（3）的上表面为第四摩擦面。

3.根据权利要求2所述的自驱动摩擦纳米运动传感装置，其特征在于：所述第一摩擦面的材料和第二摩擦面的材料具有摩擦电极序差异，所述第三摩擦面的材料和第四摩擦面的材料具有摩擦电极序差异。

4.根据权利要求1所述的自驱动摩擦纳米运动传感装置，其特征在于：所述第二导电部的摩擦面上设有银纳米颗粒（11）。

5.根据权利要求2所述的自驱动摩擦纳米运动传感装置，其特征在于：所述第一摩擦面、第二摩擦面、第三摩擦面的形状、尺寸均相同。

6.根据权利要求2所述的自驱动摩擦纳米运动传感装置，其特征在于：所述第一导电元件（1）和第三导电元件（3）的材质为铝、金、铜、铂中的任一种，所述第二导电元件（2）的材质为FEP、PFA、PTFE中的任一种。

7.根据权利要求1所述的自驱动摩擦纳米运动传感装置，其特征在于：所述传感装置还包括基座（6），第一导电部包括固定导电元件的上基板（7），基座（6）上设支撑上基板（7）的支撑部。

8.根据权利要求7所述的自驱动摩擦纳米运动传感装置，其特征在于：所述支撑部为弹性部件。