柔性摩擦纳米发电机、轮胎的垂向力感应装置及估算方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111541394A(43)申请公布日2020.08.14(21)申请号202010309013.2(22)申请日2020.04.19(71)申请人季华实验室地址528200广东省佛山市南海区桂城南平西路13号承业大厦13楼(72)发明人徐婷张不扬(74)专利代理机构深圳中创智财知识产权代理有限公司44553代理人文言田宇(51)Int.Cl.H02N1/04(2006.01)G01L1/00(2006.01)B60C23/00(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图6页(54)发明名称柔性摩擦纳米发电机、轮胎的垂向力感应装置及估算方法(57)摘要本发明涉及纳米新能源技术领域，尤其涉及一种柔性摩擦纳米发电机、轮胎的垂向力感应装置及估算方法。本发明的柔性摩擦纳米发电机包括柔性封装腔、分别固定设置在柔性封装腔两相对内壁上电性连接的两导电层，以及分别固定设置在两导电层上的两摩擦层以及固定安装在两摩擦层之间边角处的绝缘支撑层；当以上结构在两导电层的相对方向上受压时，两摩擦层的中间区域能够接触，当所受压力减小时两摩擦层脱离接触，过程中产生交流电；以上结构简单、耐潮、稳定性和柔性优良。本发明的轮胎的垂向力感应装置能够感应轮胎所受的垂向力，本发明的轮胎的垂向力估算系统及估算方法，能够估算得到轮胎所受垂向力的大小。CN111541394ACN111541394A权利要求书1/2页1.一种柔性摩擦纳米发电机，其特征在于，包括：柔性封装腔以及设置在所述柔性封装腔腔体内部的第一导电层、第二导电层、绝缘支撑层、第一摩擦层以及与所述第一摩擦层材质不同的第二摩擦层；所述第一导电层和与其电性连接的所述第二导电层分别固定设置在所述柔性封装腔的一组相对内壁上，所述第一导电层面向所述第二导电层的一面固定设置有所述第一摩擦层，所述第二导电层面向所述第一导电层的一面固定设置有所述第二摩擦层；所述绝缘支撑层固定安装在所述第一摩擦层与所述第二摩擦层之间且分布在边角处；在所述第一导电层、所述第二导电层的相对方向上，所述柔性封装腔受压变形时，所述第一摩擦层的中间区域和所述第二摩擦层的中间区域能够相互靠近并接触；所述柔性封装腔所受压力减小时，所述第一摩擦层和所述第二摩擦层的接触区域能够脱离接触并相互远离。2.根据权利要求1所述的柔性摩擦纳米发电机，其特征在于：所述绝缘支撑层包括弹簧和/或弹性聚合物。3.根据权利要求1所述的柔性摩擦纳米发电机，其特征在于：所述第一导电层包括第一柔性基底层和第一电极层，所述第一柔性基底层固定安装在所述柔性封装腔的内壁上，所述第一电极层固定安装在所述第一柔性基底层靠近所述第一摩擦层的面上；和/或，所述第二导电层包括第二柔性基底层和第二电极层，所述第二柔性基底层固定安装在所述柔性封装腔的内壁上，所述第二电极层固定安装在所述第二柔性基底层靠近所述第二摩擦层的面上。4.根据权利要求3所述的柔性摩擦纳米发电机，其特征在于：所述第一柔性基底层和/或所述第二柔性基底层与所述柔性封装腔为材质相同的一体绝缘结构。5.根据权利要求3或4所述的柔性摩擦纳米发电机，其特征在于：所述第一摩擦层与所述第一电极层为相同材质的一体导电结构或者所述第二摩擦层与所述第二电极层为相同材质的一体导电结构。6.根据权利要求1所述的柔性摩擦纳米发电机，其特征在于：所述第一导电层和/或所述第二导电层包括柔性基底和与所述柔性基底混合形成柔性导电膜层的的导电介质。7.一种轮胎的垂向力感应装置，用于感应轮胎所受的垂向力大小，其特征在于，包括：设置在所述轮胎内部的能量模块、感应模块以及信号输出模块，所述信号输出模块分别与所述能量模块、所述感应模块电性连接；所述感应模块包括至少一个权利要求1至6中任一项所述的柔性摩擦纳米发电机，所述柔性摩擦纳米发电机作为感应单元时固定安装在所述轮胎的胎面内表面的周向中心线上；所述感应单元经过所述轮胎的接地印迹区域时受压产生交流电，所述交流电的电信号特征与所述轮胎所受垂向力大小存在特定关联；所述信号输出模块能够在所述能量模块的供能下将从所述感应模块处获得的电信号特征进行输出。8.根据权利要求7所述的轮胎的垂向力感应装置，其特征在于：所述能量模块包括至少一个权利要求1至6中任一项所述的柔性摩擦纳米发电机，所述柔性摩擦纳米发电机作为发电单元时固定安装在所述轮胎的胎面内表面和/或胎侧内表面上；所述发电单元经过接地2CN111541394A权利要求书2/2页印迹区域时受压产生交流电并能够将所述交流电供给至所述信号输出模块；所述轮胎的垂向力感应装置还包括能量管理模块，所述能量模块、所述能量管理模块以及所述信号输出模块依次串联，所述能量管理模块能够将所述能量模块产生的交流电转化为直流电供给至所述信号