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专利号: 2021106846057
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于摩擦纳米发电机的自供能旋转传感器,其特征在于:

包括自供能旋转传感模块和共轴锥齿轮驱动模块,自供能旋转传感模块和共轴锥齿轮驱动模块连接,自供能旋转传感模块包括从上而下依次同轴布置的上栅极摩擦电圆盘(1)和下栅极摩擦电圆盘(2),共轴锥齿轮驱动模块包括内轴旋转部件(3)、外轴旋转部件(4)、主运动轴部件(5)和支架(6),上栅极摩擦电圆盘(1)与内轴旋转部件(3)连接,下栅极摩擦电圆盘(2)与外轴旋转部件(4)连接,内轴旋转部件(3)和外轴旋转部件(4)均与主运动轴部件(5)啮合,同时内轴旋转部件(3)、外轴旋转部件(4)、主运动轴部件(5)安装于支架(6)上;

所述的上栅极摩擦电圆盘(1)包括上栅极亚克力板基底(11)和上栅格状铜箔电极层(12),上栅极亚克力板基底(11)呈圆盘状,在上栅极亚克力板基底(11)的表面上沿圆周间隔均匀地粘贴多条上栅格状铜箔电极层(12),每条上栅格状铜箔电极层(12)径向布置;

下栅极摩擦电圆盘(2)包括氟化乙烯丙烯共聚物薄膜层(21)、下栅格状铜箔电极层(22)和下栅极亚克力板基底(23),下栅极亚克力板基底(23)呈圆盘状,在下栅极亚克力板基底(23)的表面沿圆周间隔均匀地粘贴多条下栅格状铜箔电极层(22),每条下栅格状铜箔电极层(22)上均粘贴一条氟化乙烯丙烯共聚物薄膜层(21);每条下栅格状铜箔电极层(22)和每条氟化乙烯丙烯共聚物薄膜层(21)均径向布置;

上栅极亚克力板基底(11)粘贴有上栅格状铜箔电极层(12)的一侧与下栅极亚克力板基底(23)粘贴有氟化乙烯丙烯共聚物薄膜层(21)的一侧靠近上下正对布置。

2.根据权利要求1所述的基于摩擦纳米发电机的自供能旋转传感器,其特征在于:所述的上栅格状铜箔电极层(12)和氟化乙烯丙烯共聚物薄膜层(21)具有不同的摩擦电极性。

3.根据权利要求1所述的基于摩擦纳米发电机的自供能旋转传感器,其特征在于:所述的上栅格状铜箔电极层(12)的条数与下栅格状铜箔电极层(22)以及氟化乙烯丙烯共聚物薄膜层(21)的条数相等。

4.根据权利要求1所述的基于摩擦纳米发电机的自供能旋转传感器,其特征在于:所述的氟化乙烯丙烯共聚物薄膜层(21)的厚度为800微米。

5.根据权利要求1所述的基于摩擦纳米发电机的自供能旋转传感器,其特征在于:

所述的支架(6)为U型支架,包括U型架基部(61)、上U型架壁(62)和下U型架壁(63),上U型架壁(62)的一端和下U型架壁(63)的一端分别固定安装在U型架基部的顶端和低端,下U型架壁(63)的另一端固定连接内轴旋转部件(3),上U型架壁(62)的另一端固定连接外轴旋转部件(4);

所述的外轴旋转部件(4)包括外轴锥齿轮(43)、外轴轴承座(47)和外旋转轴(48),外旋转轴(48)通过深沟球轴承(41)活动套装于内轴旋转部件(3)外,下栅极摩擦电圆盘(2)固定安装在外旋转轴(48)的顶端,外轴锥齿轮(43)同轴套接于外旋转轴(48)外,外轴轴承座(47)活动套装在下栅极摩擦电圆盘(2)与外轴锥齿轮(43)之间的外旋转轴(48)上;

所述的内轴旋转部件(3)包括内轴轴承座(31)、内轴锥齿轮(34)和内旋转轴(35),内旋转轴(35)的顶端穿过外轴旋转部件(4)的外旋转轴(48)后固定安装上栅极摩擦电圆盘(1),内旋转轴(35)的底端铰接安装在内轴轴承座(31)中,内轴锥齿轮(34)同轴套装在内旋转轴(35)上;

所述的主运动轴部件(5)包括主动锥齿轮(51)和主旋转轴(54),主旋转轴(54)的一端活动安装于U型架基部(61)中部的水平通孔中,并穿出水平通孔与外部的旋转装置连接,主旋转轴(54)的另一端同轴固定安装主动锥齿轮(51);

内轴锥齿轮(34)和外轴锥齿轮(43)分别与主动锥齿轮(51)上侧和下侧啮合,形成啮合传动,外部旋转装置带动主动锥齿轮(51)转动,主动锥齿轮(51)的转动通过啮合传动带动内轴锥齿轮(34)与外轴锥齿轮(43)朝相反的方向旋转。

6.根据权利要求5所述的基于摩擦纳米发电机的自供能旋转传感器,其特征在于:所述的外轴锥齿轮(43)和内轴锥齿轮(34)的形状和尺寸均相同,在内旋转轴(35)上对称布置。