自驅(qū)動智能警報系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種自驅(qū)動智能警報系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：自驅(qū)動發(fā)電模塊、整流模塊和警報模塊，其中：自驅(qū)動發(fā)電模塊與整流模塊連接，以輸出電流至整流模塊；整流模塊與警報模塊連接，以對自驅(qū)動發(fā)電模塊輸出的電流進行整流，輸出直流信號，以驅(qū)動警報模塊進行工作；警報模塊根據(jù)整流模塊輸出的直流信號發(fā)出警報。本實用新型能實現(xiàn)整個系統(tǒng)的自驅(qū)動；能將非法入侵者作用在發(fā)電機上的機械能直接轉(zhuǎn)化為電能，并發(fā)出警報，起到防止非法入侵的作用，并且本實用新型采用的發(fā)電機是柔性結(jié)構(gòu)，可以加工成地板等不易察覺的物品，既不妨礙美觀，還具有隱秘性。
【專利說明】自驅(qū)動智能警報系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及傳感【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種基于自驅(qū)動系統(tǒng)的將外界施加在納米發(fā)電機上的機械能轉(zhuǎn)化為電能的，并能夠發(fā)出警報的智能警報系統(tǒng)，屬于納米壓電發(fā)電機和摩擦發(fā)電機在自驅(qū)動和傳感領(lǐng)域的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]智能警報系統(tǒng)對于探測非法入侵者，預(yù)防人身損害、財產(chǎn)損害或其他風險意外，及時消除各種隱患，均具有重要的意義?，F(xiàn)有的警報系統(tǒng)包括門磁感應(yīng)系統(tǒng)、紅外感應(yīng)系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高昂，并需要外界為其提供電源。
[0003]本實用新型提供一種基于自驅(qū)動技術(shù)的智能警報系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)整個智能警報系統(tǒng)的自驅(qū)動，而無需外界為其提供電源。利用該發(fā)電機作為傳感器，能將非法入侵者踩踏到發(fā)電機時的機械能轉(zhuǎn)化為電能，驅(qū)動相關(guān)裝置發(fā)出聲音或者光信號作為警報。該系統(tǒng)響應(yīng)迅速、可靠耐用、節(jié)能環(huán)保，克服了現(xiàn)有警報系統(tǒng)成本高昂的缺點，同時具有靈活性，并實現(xiàn)傳感器的自驅(qū)動。
實用新型內(nèi)容
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出了一種自驅(qū)動智能警報系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于自驅(qū)動發(fā)電機為該系統(tǒng)提供電源，而無需外界提供額外的電源。當非法入侵者踩踏在發(fā)電機上時，發(fā)電機將作用在其上的機械能轉(zhuǎn)化為電能，從而驅(qū)動警報裝置發(fā)出警報。該系統(tǒng)制作簡單、成本低廉、隱秘性強，是一種綠色的警報系統(tǒng)。
[0005]本實用新型提出的一種自驅(qū)動智能警報系統(tǒng)包括:自驅(qū)動發(fā)電模塊、整流模塊和警報模塊，其中:
[0006]所述自驅(qū)動發(fā)電模塊與整流模塊連接，以輸出電流至整流模塊；
[0007]所述整流模塊與警報模塊連接，以對所述自驅(qū)動發(fā)電模塊輸出的電流進行整流，輸出直流信號，以驅(qū)動所述警報模塊進行工作；
[0008]所述警報模塊根據(jù)所述整流模塊輸出的直流信號發(fā)出警報。
[0009]其中，所述自驅(qū)動發(fā)電模塊為摩擦發(fā)電機或壓電納米發(fā)電機。
[0010]其中，所述摩擦發(fā)電機包括:具有不同電子親和能的第一摩擦材料層和第二摩擦材料層，第一摩擦材料層和第二摩擦材料層面對面設(shè)置；所述第一摩擦材料層上設(shè)置有第一電極層，所述第二摩擦材料層上設(shè)置有第二電極層，兩層摩擦材料之間設(shè)有一空隙，用于實現(xiàn)兩個摩擦材料層在機械外力作用下發(fā)生摩擦接觸后在撤去機械外力時進行分離。
[0011]其中，所述第一摩擦材料層和/或第二摩擦材料層為絕緣材料或半導(dǎo)體材料。
[0012]其中，所述第一摩擦材料層為高分子材料，所述第二摩擦材料層為金屬。
[0013]其中，所述第一電極層和第二電極層分別引出一導(dǎo)線與所述整流模塊相連。
[0014]其中，所述第一摩擦材料層與第二摩擦材料層之間包括彈性連接件，所述彈性連接件使兩個摩擦材料層在無機械外力作用時保持所述空隙。
[0015]其中，所述第一摩擦材料層的下表面與第二摩擦材料層的上表面面對面設(shè)置，所述第一電極層設(shè)置在所述第一摩擦材料層的上表面，所述第二電極層設(shè)置在所述第二摩擦材料層的下表面。
[0016]其中，所述警報模塊以聲音、光或者振動的形式發(fā)出警報。
[0017]其中，所述警報模塊為信號顯示裝置、蜂鳴器、數(shù)字信號或機械振動裝置。
[0018]其中，所述自驅(qū)動發(fā)電模塊設(shè)置在地板下；或者，所述自驅(qū)動發(fā)電模塊加工為地板或者地毯形式。
[0019]其中，所述自驅(qū)動發(fā)電模塊為柔性器件。
[0020]本實用新型所公開的自驅(qū)動智能警報系統(tǒng)具有的有益效果是:能實現(xiàn)整個系統(tǒng)的自驅(qū)動；能將非法入侵者作用在自驅(qū)動發(fā)電模塊上的機械能直接轉(zhuǎn)化為電能，并發(fā)出警報，起到防止非法入侵的作用，并且本實用新型采用的發(fā)電機是柔性結(jié)構(gòu)，可以加工成地板等不易察覺的物品，既不妨礙美觀，還具有隱秘性。例如，在居民住宅方面，可以預(yù)防盜竊和非法入侵；在博物館或展覽等領(lǐng)域，可以防止參觀者非法靠近展品避免造成損壞；可應(yīng)用于公共設(shè)施，如銀行、地鐵等方面，防止個人靠近，及時消除安全隱患；可應(yīng)用于監(jiān)獄等地方，防止犯人從高墻逃脫；也可以應(yīng)用于國防安全方面，避免重要資料的失竊等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型自驅(qū)動智能警報系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是根據(jù)本實用新型一實施例的自驅(qū)動發(fā)電機模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0023]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本實用新型進一步詳細說明。
[0024]圖1是本實用新型提出的自驅(qū)動智能警報系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，所述系統(tǒng)包括自驅(qū)動發(fā)電模塊1、整流模塊2和警報模塊3，其中:
[0025]所述自驅(qū)動發(fā)電模塊I與整流模塊2連接，用于輸出電流至整流模塊2 ；
[0026]所述整流模塊2與警報模塊3連接，以對所述自驅(qū)動發(fā)電模塊輸出的電流進行整流，輸出直流信號，以驅(qū)動所述警報模塊3進行工作；
[0027]所述警報模塊3根據(jù)所述整流模塊2輸出的直流信號以聲音、光或者振動等形式發(fā)出警報，所述警報模塊3可以是信號顯示裝置，比如警報燈，也可以是蜂鳴器、數(shù)字信號或機械振動裝置等。
[0028]所述自驅(qū)動發(fā)電模塊I可以是摩擦發(fā)電機，也可以是由氧化鋅納米線等壓電材料組成的壓電納米發(fā)電機，下文以摩擦發(fā)電機為例對于本實用新型進行說明，圖2是使用摩擦發(fā)電機的自驅(qū)動發(fā)電模塊I的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，所述摩擦發(fā)電機包括具有不同電子親和能的第一摩擦材料層11和第二摩擦材料層12，第一摩擦材料層11和第二摩擦材料層12面對面設(shè)置，第一摩擦材料層11上設(shè)置有第一電極層13，第二摩擦材料層12上設(shè)置有第二電極層14，所述兩層摩擦材料之間設(shè)有一空隙，用于實現(xiàn)兩個摩擦材料層在機械外力作用下發(fā)生摩擦接觸后在撤去機械外力時進行分離。在本實用新型的一實施例中，所述兩種摩擦材料層所使用的材料為兩種具有不同電子親和能的高分子材料，在本實用新型的另一實施例中，所述兩種材料分別為一種高分子材料和一種金屬。在本實用新型一實施例中，所述電極層由金屬制成。兩層摩擦材料之間的空隙，用于實現(xiàn)兩個摩擦面在機械外力作用下發(fā)生摩擦接觸后發(fā)生分離，假如沒有這個空隙，兩個摩擦面上產(chǎn)生的異種電荷就會發(fā)生中和，從而會大大降低外電路電流的輸出，在實際中，可以在兩層摩擦材料層之間設(shè)置彈性連接件，使兩個摩擦材料層在無機械外力作用時保持所述空隙。第一電極層13和第二電極層14為摩擦發(fā)電機用于輸出電信號的上下電極，可以在兩個電極層13和14分別引出一導(dǎo)線與整流模塊2相連；
[0029]第一摩擦材料層和第二摩擦材料層選擇的材料表面存在不同電子親和能，可以為絕緣體、導(dǎo)體或者半導(dǎo)體材料。絕緣體材料中，優(yōu)選為高分子材料，可以為下列材料中的一種或者幾種:聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯(FEP，四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚酰亞胺、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、苯胺甲醛樹脂、聚甲醛、乙基纖維素、聚酰胺、三聚氰胺甲醛、聚乙二醇丁二酸酯、纖維素、纖維素乙酸酯、聚己二酸乙二醇酯、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯、再生纖維素海綿、聚氨酯彈性體、苯乙烯丙烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯丁二烯共聚物、聚酰胺尼龍11、聚酰胺尼龍66、羊毛及其織物、蠶絲及其織物、紙、人造纖維、棉及其織物、木頭、硬橡膠、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚酯、聚異丁烯、聚氨酯彈性體、聚氨酯柔性海綿、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇縮丁醛、酚醛樹脂、氯丁橡膠、丁二烯丙烯共聚物、天然橡膠、聚丙烯腈、聚(偏氯乙烯-Co-丙烯腈)、聚乙烯丙二酚碳酸鹽，聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、液晶高分子聚合物、聚氯丁二烯、聚丙烯腈、醋酸酯、聚雙苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚三氟氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和派瑞林，包括派瑞林C、派瑞林N、派瑞林D、派瑞林HT或派瑞林AF4。半導(dǎo)體材料中，常用的半導(dǎo)體包括硅、鍺；第111和第V族化合物，例如砷化鎵、磷化鎵等;第II和第VI族化合物，例如硫化鎘、硫化鋅等；以及由II1- V族化合物和I1-VI族化合物組成的固溶體，例如鎵鋁砷、鎵砷磷等。除上述晶態(tài)半導(dǎo)體外，還有非晶態(tài)的玻璃半導(dǎo)體、有機半導(dǎo)體等。導(dǎo)體材料中，可以選擇金屬、氧化物導(dǎo)體等。
[0030]優(yōu)選的，第一摩擦材料層11的下表面與第二摩擦材料層12的上表面面對面設(shè)置，第一電極層13設(shè)置在第一摩擦材料層11的上表面，第二電極層14設(shè)置在第二摩擦材料層12的下表面，如圖2所示，使摩擦發(fā)電機成為一種層狀結(jié)構(gòu)的發(fā)電機?？梢灾谱鞒纱竺娣e的結(jié)構(gòu)，用于感應(yīng)機械外力的作用。
[0031]優(yōu)選的，所述自驅(qū)動發(fā)電模塊為柔性器件。例如作為自驅(qū)動發(fā)電模塊的摩擦發(fā)電機為柔性器件，其中，第一摩擦材料層、第二摩擦材料層、第一電極層和第二電極層均為柔性材料，使自驅(qū)動發(fā)電模塊形成柔性器件可以更靈敏的感應(yīng)機械外力的作用，并且還可以與柔性的地毯等結(jié)合使用。
[0032]在使用所述自驅(qū)動智能警報系統(tǒng)時，首先將所述自驅(qū)動發(fā)電模塊I置于地板下或者加工成地板的形式，當非法入侵者踩踏在所述自驅(qū)動發(fā)電模塊I上時，通過摩擦起電效應(yīng)，在兩種材料的上下表面分別產(chǎn)生異種電荷，從而產(chǎn)生電勢差，該電勢差驅(qū)動電荷流動產(chǎn)生電流，經(jīng)由整流模塊2進行整流變?yōu)橹绷麟?，最后?qū)動警報模塊3發(fā)出警報，從而起到智能警報的作用，有效防止非法入侵。
[0033]其中，所述自驅(qū)動發(fā)電機模塊I的形式多樣，并不限于地板形狀，也可以為柔性的地毯等形狀。
[0034]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種自驅(qū)動智能警報系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:自驅(qū)動發(fā)電模塊、整流模塊和警報模塊，其中: 所述自驅(qū)動發(fā)電模塊與整流模塊連接，以輸出電流至整流模塊； 所述整流模塊與警報模塊連接，以對所述自驅(qū)動發(fā)電模塊輸出的電流進行整流，輸出直流信號，以驅(qū)動所述警報模塊進行工作； 所述警報模塊根據(jù)所述整流模塊輸出的直流信號發(fā)出警報。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述自驅(qū)動發(fā)電模塊為摩擦發(fā)電機或壓電納米發(fā)電機。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述摩擦發(fā)電機包括:具有不同電子親和能的第一摩擦材料層和第二摩擦材料層，第一摩擦材料層和第二摩擦材料層面對面設(shè)置； 所述第一摩擦材料層上設(shè)置有第一電極層，所述第二摩擦材料層上設(shè)置有第二電極層，兩層摩擦材料之間設(shè)有一空隙，用于實現(xiàn)兩個摩擦材料層在機械外力作用下發(fā)生摩擦接觸后在撤去機械外力時進行分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一摩擦材料層和/或第二摩擦材料層為絕緣材料或半導(dǎo)體材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一摩擦材料層為高分子材料，所述第二摩擦材料層為金屬。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電極層和第二電極層分別引出一導(dǎo)線與所述整流模塊相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一摩擦材料層與第二摩擦材料層之間包括彈性連接件，所述彈性連接件使兩個摩擦材料層在無機械外力作用時保持所述空隙。
8.根據(jù)權(quán)利要求3-7任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一摩擦材料層的下表面與第二摩擦材料層的上表面面對面設(shè)置，所述第一電極層設(shè)置在所述第一摩擦材料層的上表面，所述第二電極層設(shè)置在所述第二摩擦材料層的下表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述警報模塊以聲音、光或者振動的形式發(fā)出警報。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述警報模塊為信號顯示裝置、蜂鳴器、數(shù)字信號或機械振動裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-7、9-10任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述自驅(qū)動發(fā)電模塊設(shè)置在地板下； 或者，所述自驅(qū)動發(fā)電模塊加工為地板或者地毪形式。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述自驅(qū)動發(fā)電模塊設(shè)置在地板下； 或者，所述自驅(qū)動發(fā)電模塊加工為地板或者地毪形式。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-7、9-10、12任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述自驅(qū)動發(fā)電模塊為柔性器件。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述自驅(qū)動發(fā)電模塊為柔性器件。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述自驅(qū)動發(fā)電模塊為柔性器件。
【文檔編號】G08B13/10GK203982517SQ201420287217
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】胡國鋒, 潘曹峰, 王中林 申請人:國家納米科學中心