摩擦電壓力感應電纜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種摩擦電壓力感應電纜，包括：相互纏繞的第一線芯和第二線芯，所述第一線芯和所述第二線芯之間相互接觸的部分作為所述摩擦電壓力感應電纜的摩擦界面；所述第一線芯包括：至少一根第一導體線芯以及整體包覆在所述至少一根第一導體線芯外周的第一絕緣層；所述第二線芯包括：至少一根第二導體線芯；所述第一導體線芯和所述第二導體線芯分別為所述摩擦電壓力感應電纜的兩個信號輸出端。本發(fā)明提供的摩擦電壓力感應電纜，由相互纏繞的第一線芯和第二線芯組成，兩者之間相互接觸的部分形成摩擦界面，因摩擦作用而產生感應信號，實現(xiàn)了將摩擦電技術應用到壓力感應電纜中。本發(fā)明還大大簡化了制作工藝。
【專利說明】 摩擦電壓力感應電纜

【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及傳感【技術領域】，更具體地說，涉及一種摩擦電壓力感應電纜。

【背景技術】
[0002]壓力感應電纜通常是一種采用同軸設計的基于壓電原理的壓力傳感器，當壓力感應電纜被壓縮或拉伸時，會發(fā)生壓電效應，從而產生正比于壓力的電荷或電壓信號。上述利用壓電原理制作的壓力感應電纜雖然為人們提供了很多方便，但尚存在著一定的缺陷:例如，現(xiàn)有的壓力感應電纜一般由金屬編織芯線、壓電材料和金屬外殼制成同軸結構，在制造過程中，需要將壓電材料置于一個強電場中極化，導致制造工藝非常復雜。另外，現(xiàn)有的壓力感應電纜的靈敏度也不高。
[0003]另一方面，物體和物體之間相互摩擦時會使一方帶上負電，另一方帶上正電，這種由于物體間摩擦而產生的電叫摩擦電。摩擦電是自然界最常見的現(xiàn)象之一，且摩擦電的產生條件非常寬泛，因此，如果能夠將摩擦電應用到壓力感應電纜中，勢必會給人們的生活帶來更多的便利。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術的缺陷，提出一種摩擦電壓力感應電纜，將摩擦電技術應用到壓力感應電纜中。
[0005]本發(fā)明提供了一種摩擦電壓力感應電纜，包括:相互纏繞的第一線芯和第二線芯，所述第一線芯和所述第二線芯之間相互接觸的部分作為所述摩擦電壓力感應電纜的摩擦界面；
[0006]所述第一線芯包括:至少一根第一導體線芯以及整體包覆在所述至少一根第一導體線芯外周的第一絕緣層；所述第二線芯包括:至少一根第二導體線芯；
[0007]所述第一導體線芯和所述第二導體線芯分別為所述摩擦電壓力感應電纜的兩個信號輸出端。
[0008]可選地，所述第一絕緣層和所述第二導體線芯之間相互接觸的部分作為所述摩擦電壓力感應電纜的摩擦界面。
[0009]可選地，所述第二導體線芯的表面形成有微納結構。
[0010]可選地，所述第二線芯還包括:整體包覆在所述至少一根第二導體線芯外周的第二絕緣層；所述第一絕緣層和所述第二絕緣層之間相互接觸的部分作為所述摩擦電壓力感應電纜的摩擦界面。
[0011]可選地，所述第一導體線芯和/或所述第二導體線芯為圓柱狀結構或棱柱狀結構。
[0012]可選地，所述第一導體線芯的數量為多根，多根第一導體線芯之間平行設置或相互纏繞設置，所述第一絕緣層包覆在所述多根第一導體線芯組成的整體的外表面；或者，所述第一線芯的數量為多根，多根第一線芯之間平行設置或相互纏繞設置，每根第一線芯包括至少一根第一導體線芯以及包覆在所述至少一根第一導體線芯外周的第一絕緣層；和/或，所述第二導體線芯的數量為多根，多根第二導體線芯之間平行設置或相互纏繞設置。
[0013]可選地，所述第一導體線芯的數量為多根，多根第一導體線芯之間平行設置或相互纏繞設置，所述第一絕緣層包覆在所述多根第一導體線芯組成的整體的外表面；或者，所述第一線芯的數量為多根，多根第一線芯之間平行設置或相互纏繞設置，每根第一線芯包括至少一根第一導體線芯以及包覆在所述至少一根第一導體線芯外周的第一絕緣層；和/或，所述第二導體線芯的數量為多根，多根第二導體線芯之間平行設置或相互纏繞設置，所述第二絕緣層包覆在所述多根第二導體線芯組成的整體的外表面；或者，所述第二線芯的數量為多根，多根第二線芯之間平行設置或相互纏繞設置，每根第二線芯包括至少一根第二導體線芯以及包覆在所述至少一根第二導體線芯外周的第二絕緣層。
[0014]可選地，所述摩擦電壓力感應電纜還包括:包覆在相互纏繞的第一線芯和第二線芯外周的屏蔽層和/或保護層。
[0015]可選地，所述屏蔽層的材料為銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金；所述金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、硒、鐵、錳、鑰、鋅、錫、鎢或釩；所述合金是鋼、鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鎢合金、鑰合金、鈮合金或鉭合金。所述保護層的材料為聚乙烯、乙丙橡膠、丁晴橡膠、聚氯乙烯、聚烯烴、聚乙烯及其衍生物、氟塑料、聚全氟乙丙烯、四氟乙烯-乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、氯化聚醚、聚酰胺、聚酰亞胺或聚酯。
[0016]可選地，所述屏蔽層為編織銅網、銅屏蔽帶、鋁塑復合帶、銅塑復合帶。
[0017]可選地，所述第一導體線芯和/或第二導體線芯的材料為銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金；所述金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、硒、鐵、錳、鑰、鋅、錫、鎢或鑰;；所述合金是鋼、招合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。
[0018]可選地，所述第一導體線芯和/或第二導體線芯為銅箔絲、裸銅線、鍍錫銅線、裸銅絞鍍銅線、鍍絞鍍銅線、鍍銀銅線、銅包鋼或聚氨酯漆包線。
[0019]可選地，所述第一絕緣層的材料和第二絕緣層的材料分別選自以下材料中的一種:聚乙烯塑料、聚丙烯塑料、氟塑料、聚氯乙烯、聚全氟乙丙烯、尼龍、聚烯烴、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、硅橡膠、四氟乙烯-乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚苯乙烯、氯化聚醚、聚酰亞胺、聚酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、熱塑性硫化橡膠、熱塑性聚氨酯彈性體橡膠、三元乙丙橡膠、熱塑性橡膠、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚偏氟乙烯、聚酯纖維、氟化乙烯丙烯共聚物或苯胺甲醛樹脂薄膜。
[0020]本發(fā)明提供的摩擦電壓力感應電纜，由相互纏繞的第一線芯和第二線芯組成，兩者之間相互接觸的部分形成摩擦界面，因摩擦作用而產生感應信號，實現(xiàn)了將摩擦電技術應用到壓力感應電纜中。由于本發(fā)明中只需制作出兩個用于摩擦的界面即可，無需極化等過程，因此，大大簡化了制作工藝。而且本發(fā)明提供的摩擦電壓力感應電纜可以感受微小的壓力并據此釋放感應信號,靈敏度很高，同時成本也很低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1a為本發(fā)明提供的摩擦電壓力感應電纜的實施例一的立體結構示意圖；
[0022]圖1b為本發(fā)明提供的摩擦電壓力感應電纜的實施例一的平面結構示意圖；
[0023]圖1c為本發(fā)明提供的摩擦電壓力感應電纜的實施例一的截面結構示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明提供的摩擦電壓力感應電纜的實施例二的截面結構示意圖；
[0025]圖3a為本發(fā)明提供的摩擦電壓力感應電纜的實施例三的立體結構示意圖；
[0026]圖3b為本發(fā)明提供的摩擦電壓力感應電纜的實施例三的平面結構示意圖；
[0027]圖3c為本發(fā)明提供的摩擦電壓力感應電纜的實施例三的截面結構示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明提供的摩擦電壓力感應電纜的實施例四的截面結構示意圖。

【具體實施方式】
[0029]為充分了解本發(fā)明之目的、特征及功效，借由下述具體的實施方式，對本發(fā)明做詳細說明，但本發(fā)明并不僅僅限于此。
[0030]圖1a為本發(fā)明提供的摩擦電壓力感應電纜的實施例一的立體結構示意圖，圖1b為本發(fā)明提供的摩擦電壓力感應電纜的實施例一的平面結構示意圖，圖1c為本發(fā)明提供的摩擦電壓力感應電纜的實施例一的截面結構示意圖。如圖la、lb和Ic所示，該摩擦電壓力感應電纜包括:相互纏繞的第一線芯10和第二線芯11，以及包覆在兩者外周的屏蔽層12和保護層13。其中，第一線芯10包括第一導體線芯1a和整體包覆在第一導體線芯1a外周的第一絕緣層10b，第二線芯11即為第二導體線芯。具體地，可以采用擠出成型工藝及注塑成型工藝將用于形成第一絕緣層1b的材料整體連續(xù)包覆在第一導體線芯1a的外側表面得到第一線芯10 ;然后，將第一線芯10與第二導體線芯11相互纏繞在一起；將屏蔽層12設置在相互纏繞的第一線芯10與第二導體線芯11的外表面；將保護層13設置在屏蔽層12的外表面。
[0031]本實施例中，第一絕緣層1b和第二導體線芯11之間相互接觸的部分作為摩擦電壓力感應電纜的摩擦界面?？蛇x地，通過打磨的形式在第二導體線芯11的表面形成有微納結構(圖中未示出)，這樣增加了第一絕緣層1b和第二導體線芯11之間的摩擦度，摩擦效果更佳。第一導體線芯1a和第二導體線芯11分別為摩擦電壓力感應電纜的兩個信號輸出端。
[0032]在圖la、圖1b和圖1c中，未相互纏繞之前的第一導體線芯1a和第二導體線芯11為圓柱狀結構，采用圓柱狀結構的導體線芯可以使兩個導體線芯相互纏繞的接觸面積較大，進而摩擦輸出的信號值較高，提高壓力感應的靈敏度。但本發(fā)明不僅限于此，第一導體線芯和第二導體線芯還可以為棱柱狀結構。
[0033]上述第一導體線芯1a和第二導體線芯11的材料可以為銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金；所述金屬是金、銀、鉬、鈕、招、鎳、銅、鈦、鉻、硒、鐵、猛、鑰、鋅、錫、鎢或鑰;；所述合金是鋼、招合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。更為具體地，第一導體線芯1a和第二導體線芯11可以為銅箔絲、裸銅線、鍍錫銅線、裸銅絞鍍銅線、鍍絞鍍銅線、鍍銀銅線、銅包鋼或聚氨酯漆包線。其中，第一導體線芯1a和第二導體線芯11優(yōu)選為鍍銀銅線、鍍錫銅線、裸銅線等。
[0034]第一絕緣層1b的材料可以為聚乙烯塑料(PE)、聚丙烯塑料(PP)、氟塑料(Teflon)、聚氯乙烯(PVC)、聚全氟乙丙烯、尼龍、聚烯烴、氯化聚乙烯(CPE)、氯磺化聚乙烯(CMS)、硅橡膠、四氟乙烯-乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚苯乙烯、氯化聚醚、聚酰亞胺、聚酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、熱塑性硫化橡膠(TPV)、熱塑性聚氨酯彈性體橡膠(TPU)、三元乙丙橡膠(EPDM)、熱塑性橡膠(TPR)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚二甲基硅氧烷、聚偏氟乙烯、聚酯纖維、氟化乙烯丙烯共聚物或苯胺甲醛樹脂薄膜。
[0035]屏蔽層12的材料可以為銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金；所述金屬是金、銀、鉬、鈕、招、鎳、銅、鈦、鉻、硒、鐵、猛、鑰、鋅、錫、鶴或1凡；所述合金是鋼、招合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鎢合金、鑰合金、鈮合金或鉭合金。保護層13的材料可以為聚乙烯、乙丙橡膠(EPR)、丁晴橡膠、聚氯乙烯(PVC)、聚烯烴、聚乙烯及其衍生物、氟塑料(PTFE)、聚全氟乙丙烯、四氟乙烯-乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、氯化聚醚、聚酰胺(尼龍)、聚酰亞胺或聚酯(PET)。更具體的，屏蔽層可以為編織銅網、銅屏蔽帶、鋁塑復合帶、銅塑復合帶。
[0036]下面具體介紹一下本實施例的摩擦電壓力感應電纜的工作原理:當該摩擦電壓力感應電纜受壓力作用發(fā)生機械形變時，摩擦電壓力感應電纜中的第一絕緣層與第二導體線芯相互摩擦產生靜電荷，靜電荷在第一導體線芯和第二導體線芯上感應出電荷，從而導致第一導體線芯和第二導體線芯之間出現(xiàn)電勢差。由于第一導體線芯和第二導體線芯之間電勢差的存在，自由電子將通過外電路由電勢低的一側流向電勢高的一側，從而在外電路中形成電流。當該摩擦電壓力感應電纜恢復到原來狀態(tài)時，這時形成在第一導體線芯和第二導體線芯之間的內電勢消失，此時已平衡的第一導體線芯和第二導體線芯之間將再次產生反向的電勢差，則自由電子通過外電路形成反向電流。在具體應用中，上述摩擦電壓力感應電纜在受力條件下，通過第一絕緣層與第二導體線芯之間的摩擦，能夠產生與施加到壓力感應電纜上的壓力大小一一對應的電壓信號，壓力與電壓信號的關系優(yōu)選為單調遞增關系或線性關系。
[0037]圖2為本發(fā)明提供的摩擦電壓力感應電纜的實施例二的截面結構示意圖。如圖2所示，本實施例與實施例一的不同之處在于，第一導體線芯1a和第二導體線芯11的數量為多根，圖2中示出了 3根。圖2中多根第一導體線芯1a和多根第二導體線芯11平行設置，多根第一導體線芯1a緊密的固定在一起，第一絕緣層1b包覆在多根第一導體線芯1a組成的整體的外表面，多根第二導體線芯11也是緊密的固定在一起?？蛇x地，多根第一導體線芯1a和多根第二導體線芯11也可以是相互纏繞設置。
[0038]本發(fā)明對第一導體線芯和第二導體線芯的數量不做限制?？蛇x地，第一導體線芯的數量可以與第二導體線芯的數量不同。例如，第一導體線芯為多根，第二導體線芯為一根；或者，第二導體線芯為多根，第一導體線芯為一根。
[0039]作為另外一種實施方式，第一線芯的數量可以為多根，多根第一線芯之間平行設置或相互纏繞設置，每根第一線芯包括至少一根第一導體線芯以及包覆在至少一根第一導體線芯外周的第一絕緣層。以第一導體線芯為單根為例，第一絕緣層包覆在單根第一導體線芯的外表面，然后多根包覆有第一絕緣層的第一導體線芯平行設置或相互纏繞設置組成一個整體?？蛇x地，每根第一線芯包括多根第一導體線芯也是可行的實施方式。
[0040]圖3a為本發(fā)明提供的摩擦電壓力感應電纜的實施例三的立體結構示意圖，圖3b為本發(fā)明提供的摩擦電壓力感應電纜的實施例三的平面結構示意圖，圖3c為本發(fā)明提供的摩擦電壓力感應電纜的實施例三的截面結構示意圖。如圖3a、3b和3c所示，該摩擦電壓力感應電纜包括:相互纏繞的第一線芯20和第二線芯21，以及包覆在兩者外周的屏蔽層22和保護層23。其中，第一線芯20包括第一導體線芯20a和整體包覆在第一導體線芯20a外周的第一絕緣層20b，第二線芯21包括第二導體線芯21a和整體包覆在第二導體線芯21a外周的第二絕緣層21b。具體地，可以采用擠出成型工藝或注塑成型工藝將用于形成第一絕緣層20b的材料整體連續(xù)包覆在第一導體線芯20a的外側表面得到第一線芯20，同樣采用擠出成型工藝或注塑成型工藝將用于形成第二絕緣層21b的材料整體連續(xù)包覆在第二導體線芯21a的外側表面得到第二線芯21 ;然后，將第一線芯20與第二線芯21相互纏繞在一起；將屏蔽層22設置在相互纏繞的第一線芯20與第二線芯21的外表面；將保護層23設置在屏蔽層22的外表面。
[0041]本實施例中，第一絕緣層20b和第二絕緣層21b之間相互接觸的部分作為摩擦電壓力感應電纜的摩擦界面。第一導體線芯20a和第二導體線芯21a分別為摩擦電壓力感應電纜的兩個信號輸出端。
[0042]在圖3a、圖3b和圖3c中，未相互纏繞之前的第一導體線芯20a和第二導體線芯21a為圓柱狀結構，采用圓柱狀結構的導體線芯可以使兩個導體線芯相互纏繞的接觸面積較大，進而摩擦輸出的信號值較高，提高壓力感應的靈敏度。但本發(fā)明不僅限于此，第一導體線芯和第二導體線芯還可以為棱柱狀結構。
[0043]上述第一導體線芯20a和第二導體線芯21a的材料可以為銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金；所述金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、硒、鐵、錳、鑰、鋅、錫、鎢或鑰;；所述合金是鋼、招合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。更為具體地，第一導體線芯20a和第二導體線芯21a可以為銅箔絲、裸銅線、鍍錫銅線、裸銅絞鍍銅線、鍍絞鍍銅線、鍍銀銅線、銅包鋼或聚氨酯漆包線。其中，第一導體線芯20a和第二導體線芯21a優(yōu)選為鍍銀銅線、鍍錫銅線、裸銅線等。
[0044]第一絕緣層20b和第二絕緣層21b的材料可以為聚乙烯塑料(PE)、聚丙烯塑料(PP)、氟塑料(Teflon)、聚氯乙烯(PVC)、聚全氟乙丙烯、尼龍、聚烯烴、氯化聚乙烯(CPE)、氯磺化聚乙烯(CMS)、硅橡膠、四氟乙烯-乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚苯乙烯、氯化聚醚、聚酰亞胺、聚酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、熱塑性硫化橡膠(TPV)、熱塑性聚氨酯彈性體橡膠(TPU)、三元乙丙橡膠(EPDM)、熱塑性橡膠(TPR)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚二甲基硅氧烷、聚偏氟乙烯、聚酯纖維、氟化乙烯丙烯共聚物或苯胺甲醛樹脂薄膜。其中，第二絕緣層21b的材料優(yōu)選為PET或PVC。第一絕緣層20b和第二絕緣層21b優(yōu)選不同的材料。
[0045]屏蔽層22可以為銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金；所述金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、硒、鐵、錳、鑰、鋅、錫、鎢或釩；所述合金是鋼、鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鎢合金、鑰合金、鈮合金或鉭合金。保護層23的材料可以為聚乙烯、乙丙橡膠(EPR)、丁晴橡膠、聚氯乙烯(PVC)、聚烯烴、聚乙烯及其衍生物、氟塑料(PTFE)、聚全氟乙丙烯、四氟乙烯-乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、氯化聚醚、聚酰胺(尼龍)、聚酰亞胺或聚酯(PET)。更具體的，屏蔽層可以為編織銅網、銅屏蔽帶、鋁塑復合帶、銅塑復合帶。
[0046]下面具體介紹一下本實施例的摩擦電壓力感應電纜的工作原理:當該摩擦電壓力感應電纜受壓力作用發(fā)生機械形變時，摩擦電壓力感應電纜中的第一絕緣層與第二絕緣層相互摩擦產生靜電荷，靜電荷在第一導體線芯和第二導體線芯上感應出電荷，從而導致第一導體線芯和第二導體線芯之間出現(xiàn)電勢差。由于第一導體線芯和第二導體線芯之間電勢差的存在，自由電子將通過外電路由電勢低的一側流向電勢高的一側，從而在外電路中形成電流。當該摩擦電壓力感應電纜恢復到原來狀態(tài)時，這時形成在第一導體線芯和第二導體線芯之間的內電勢消失，此時已平衡的第一導體線芯和第二導體線芯之間將再次產生反向的電勢差，則自由電子通過外電路形成反向電流。在具體應用中，上述摩擦電壓力感應電纜在受力條件下，通過第一絕緣層與第二絕緣層之間的摩擦，能夠產生與施加到壓力感應電纜上的壓力大小一一對應的電壓信號，壓力與電壓信號的關系優(yōu)選為單調遞增關系或線性關系。
[0047]圖4為本發(fā)明提供的摩擦電壓力感應電纜的實施例四的截面結構示意圖。如圖4所示，本實施例與實施例三的不同之處在于，第一導體線芯20a和第二導體線芯21a的數量為多根，圖4中示出了 3根。圖4中多根第一導體線芯20a和多根第二導體線芯21a平行設置，多根第一導體線芯20a緊密的固定在一起，第一絕緣層20b包覆在多根第一導體線芯20a組成的整體的外表面；多根第二導體線芯21a也是緊密的固定在一起，第二絕緣層21b包覆在多根第二導體線芯21a組成的整體的外表面?？蛇x地，多根第一導體線芯20a和多根第二導體線芯21a也可以是相互纏繞設置。
[0048]本發(fā)明對第一導體線芯和第二導體線芯的數量不做限制?？蛇x地，第一導體線芯的數量可以與第二導體線芯的數量不同。例如，第一導體線芯為多根，第二導體線芯為一根；或者，第二導體線芯為多根，第一導體線芯為一根。
[0049]作為另外一種實施方式，第一線芯的數量可以為多根，多根第一線芯之間平行設置或相互纏繞設置，每根第一線芯包括至少一根第一導體線芯以及包覆在至少一根第一導體線芯外周的第一絕緣層。以第一導體線芯為單根為例，第一絕緣層包覆在單根第一導體線芯的外表面，然后多根包覆有第一絕緣層的第一導體線芯平行設置或相互纏繞設置組成一個整體?？蛇x地，每根第一線芯包括多根第一導體線芯也是可行的實施方式。以相同的方式，第二線芯的數量也可以為多根，多根第二線芯之間平行設置或相互纏繞設置，每根第二線芯包括至少一根第二導體線芯以及包覆在至少一根第二導體線芯外周的第二絕緣層。
[0050]本發(fā)明提供的上述幾種結構的摩擦電壓力感應電纜，由相互纏繞的第一線芯和第二線芯組成，兩者之間相互接觸的部分形成摩擦界面，因摩擦作用而產生感應信號，實現(xiàn)了將摩擦電技術應用到壓力感應電纜中。由于本發(fā)明中只需制作出兩個用于摩擦的界面即可，無需極化等過程，因此，大大簡化了制作工藝。而且本發(fā)明可以感受微小的壓力并據此釋放感應信號，靈敏度很高，同時成本也很低。
[0051]本發(fā)明提供的摩擦電壓力感應電纜能夠感測出沖擊或振動等壓力信號，可用作接觸式傳感器用于檢測周邊信號。鑒于其具有制作成本低、制作工藝簡單和靈敏度高的特點，可廣泛應用于智能交通、運輸監(jiān)測、醫(yī)療技術中的生命特征監(jiān)測、安全防護等各領域。
[0052]最后，需要注意的是:以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實施例子，當然本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行改動和變型，倘若這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內，均應認為是本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種摩擦電壓力感應電纜，其特征在于，包括:相互纏繞的第一線芯和第二線芯，所述第一線芯和所述第二線芯之間相互接觸的部分作為所述摩擦電壓力感應電纜的摩擦界面； 所述第一線芯包括:至少一根第一導體線芯以及整體包覆在所述至少一根第一導體線芯外周的第一絕緣層；所述第二線芯包括:至少一根第二導體線芯； 所述第一導體線芯和所述第二導體線芯分別為所述摩擦電壓力感應電纜的兩個信號輸出端。
2.根據權利要求1所述的摩擦電壓力感應電纜，其特征在于，所述第一絕緣層和所述第二導體線芯之間相互接觸的部分作為所述摩擦電壓力感應電纜的摩擦界面。
3.根據權利要求2所述的摩擦電壓力感應電纜，其特征在于，所述第二導體線芯的表面形成有微納結構。
4.根據權利要求1所述的摩擦電壓力感應電纜，其特征在于，所述第二線芯還包括:整體包覆在所述至少一根第二導體線芯外周的第二絕緣層；所述第一絕緣層和所述第二絕緣層之間相互接觸的部分作為所述摩擦電壓力感應電纜的摩擦界面。
5.根據權利要求1-4任一項所述的摩擦電壓力感應電纜，其特征在于，所述第一導體線芯和/或所述第二導體線芯為圓柱狀結構或棱柱狀結構。
6.根據權利要求1-3任一項所述的摩擦電壓力感應電纜，其特征在于: 所述第一導體線芯的數量為多根，多根第一導體線芯之間平行設置或相互纏繞設置，所述第一絕緣層包覆在所述多根第一導體線芯組成的整體的外表面；或者，所述第一線芯的數量為多根，多根第一線芯之間平行設置或相互纏繞設置，每根第一線芯包括至少一根第一導體線芯以及包覆在所述至少一根第一導體線芯外周的第一絕緣層； 和/或，所述第二導體線芯的數量為多根，多根第二導體線芯之間平行設置或相互纏繞設置。
7.根據權利要求4所述的摩擦電壓力感應電纜，其特征在于: 所述第一導體線芯的數量為多根，多根第一導體線芯之間平行設置或相互纏繞設置，所述第一絕緣層包覆在所述多根第一導體線芯組成的整體的外表面；或者，所述第一線芯的數量為多根，多根第一線芯之間平行設置或相互纏繞設置，每根第一線芯包括至少一根第一導體線芯以及包覆在所述至少一根第一導體線芯外周的第一絕緣層； 和/或，所述第二導體線芯的數量為多根，多根第二導體線芯之間平行設置或相互纏繞設置，所述第二絕緣層包覆在所述多根第二導體線芯組成的整體的外表面；或者，所述第二線芯的數量為多根，多根第二線芯之間平行設置或相互纏繞設置，每根第二線芯包括至少一根第二導體線芯以及包覆在所述至少一根第二導體線芯外周的第二絕緣層。
8.根據權利要求1-7任一項所述的摩擦電壓力感應電纜，其特征在于，還包括:包覆在相互纏繞的第一線芯和第二線芯外周的屏蔽層和/或保護層。
9.根據權利要求8所述的摩擦電壓力感應電纜，其特征在于，所述屏蔽層的材料為銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金；所述金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、硒、鐵、錳、鑰、鋅、錫、鎢或釩；所述合金是鋼、鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金； 所述保護層的材料為聚乙烯、乙丙橡膠、丁晴橡膠、聚氯乙烯、聚烯烴、聚乙烯及其衍生物、氟塑料、聚全氟乙丙烯、四氟乙烯-乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、氯化聚醚、聚酰胺、聚酰亞胺或聚酯。
10.根據權利要求8所述的摩擦電壓力感應電纜，其特征在于，所述屏蔽層為編織銅網、銅屏蔽帶、鋁塑復合帶或銅塑復合帶。
11.根據權利要求1所述的摩擦電壓力感應電纜，其特征在于，所述第一導體線芯和/或第二導體線芯的材料為銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金；所述金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、硒、鐵、錳、鑰、鋅、錫、鎢或釩；所述合金是鋼、鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。
12.根據權利要求1所述的摩擦電壓力感應電纜，其特征在于，所述第一導體線芯和/或第二導體線芯為銅箔絲、裸銅線、鍍錫銅線、裸銅絞鍍銅線、鍍絞鍍銅線、鍍銀銅線、銅包鋼或聚氨酯漆包線。
13.根據權利要求1、2、4中任一項所述的摩擦電壓力感應電纜，其特征在于，所述第一絕緣層的材料和第二絕緣層的材料分別選自以下材料中的一種:聚乙烯塑料、聚丙烯塑料、氟塑料、聚氯乙烯、聚全氟乙丙烯、尼龍、聚烯烴、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、硅橡膠、四氟乙烯-乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚苯乙烯、氯化聚醚、聚酰亞胺、聚酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、熱塑性硫化橡膠、熱塑性聚氨酯彈性體橡膠、三元乙丙橡膠、熱塑性橡膠、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚偏氟乙烯、聚酯纖維、氟化乙烯丙烯共聚物或苯胺甲醛樹脂薄膜。
【文檔編號】G01L1/16GK104515633SQ201310446070
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權日:2013年9月26日
【發(fā)明者】馮順, 王珊, 徐傳毅 申請人:納米新能源（唐山）有限責任公司