[发明专利]基于摩擦纳米发电机实时监测驾驶员行为的自驱动传感器

说明书

本发明涉及一种基于摩擦纳米发电机实时监测驾驶员行为的自驱动传感器，属于自供电传感领域。该自驱动传感器包括扇形摩擦纳米发电机与双转盘摩擦纳米发电机，因为扇形摩擦纳米发电机用于监测驾驶员加速和刹车行为，双转盘摩擦纳米发电机用于监测方向盘角度，当驾驶员动作时，会促使两滑动摩擦发电组件工作，因此该自驱动传感器能及时收集驾驶员的踩油门、刹车以及汽车转弯等动作信号，并纠正驾驶员的攻击性驾驶行为，降低交通事故的发生率。另外，因为扇形摩擦纳米发电机与双转盘摩擦纳米发电机使用的材料来源广泛，成本低，所以，该自驱动传感器具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及自供电传感领域，具体涉及一种基于摩擦纳米发电机实时监测驾驶员行为的自驱动传感器。

背景技术

随着私人汽车的普及化，交通事故发生频率越来越高。根据英国交通部的报告，在英国2011年的第一季度，有20000多人因道路事故死亡或重伤。世界卫生组织预测，到2030年，道路死亡人数将成为世界第五大死因。美国汽车协会(AAA)交通安全基金会在2009年的一项研究中表示：2003年至2007年期间，多达56％的致命车祸涉及一种或多种与侵略性驾驶有关的不安全的驾驶行为。为了降低交通事故的发生率，研究员们从检测根本原因之一的不良驾驶行为来改善道路交通。

摩擦纳米发电机是一种新型的将机械能转化为电能的方式，利用得失电子能力不同的两种材料之间的互相摩擦，发生表面电荷转移，能够将自然环境中广泛存在的机械能转变为电能，为小型电子器件如便携设备等提供电源。使用摩擦纳米发电机用作汽车传感器能实现自供电检测。

而现有技术中的摩擦纳米发电机结构单一、不能测量驾驶员在驾驶过程中方向盘的旋转角度，也不能测量刹车踏板与油门踏板的打开和关闭信息，因此不能很好地收集驾驶员在驾驶过程中的行为信息，无法纠正驾驶员的攻击性驾驶行为，也就无法降低交通事故的发生率。另外，现有技术中所使用的摩擦纳米发电机的结构复杂、成本高，精度低。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种基于摩擦纳米发电机实时监测驾驶员行为的自驱动传感器。

本发明提供了一种基于摩擦纳米发电机实时监测驾驶员行为的自驱动传感器，具有这样的特征：自驱动传感器包括扇形摩擦纳米发电机与双转盘摩擦纳米发电机。

在本发明提供的基于摩擦纳米发电机实时监测驾驶员行为的自驱动传感器中，还具有这样的特征：其中，扇形摩擦纳米发电机包括：第一摩擦部与第二摩擦部；第一摩擦部与第二摩擦部滑动连接；第一摩擦部具有第一导电摩擦单元；第二摩擦部具有第二导电摩擦单元，第一导电摩擦单元与第二导电摩擦单元滑动连接。

在本发明提供的基于摩擦纳米发电机实时监测驾驶员行为的自驱动传感器中，还具有这样的特征：其中，第一摩擦部包括由下到上依次设置的第一扇形衬底、第一缓冲层以及第一摩擦层，第二摩擦部包括由下到上依次设置的第二摩擦层、第一导电元件以及第二扇形衬底，第一摩擦层与第二摩擦层滑动连接，第一导电元件与等电位相连接，用于产生电压信号。

在本发明提供的基于摩擦纳米发电机实时监测驾驶员行为的自驱动传感器中，还具有这样的特征：其中，第一摩擦层包括依次设置在第一扇形衬底上的第一扇形摩擦部分、第二扇形摩擦部分以及第三扇形摩擦部分，第一扇形摩擦部分的弧长为5cm-12cm，优选8cm，第二扇形摩擦部分的弧长为3cm-8cm，，优选5cm，第三扇形摩擦部分的弧长为1cm-3cm，优选2cm，第一扇形摩擦部分、第二扇形摩擦部分以及第三扇形摩擦部分的圆心角均为30°。

在本发明提供的基于摩擦纳米发电机实时监测驾驶员行为的自驱动传感器中，还具有这样的特征：其中，第一摩擦层的上表面为电中性或带有电荷，第一摩擦层的材料为绝缘体材料。