一種基于改性材料的摩擦壓力感應(yīng)電纜及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種摩擦壓力感應(yīng)電纜，其包括依次同軸貼合設(shè)置的中心導(dǎo)線、改性高分子聚合物絕緣層、電極層和絕緣外層；所述中心導(dǎo)線與改性高分子聚合物絕緣層，和/或改性高分子聚合物絕緣層與電極層分別通過(guò)摩擦產(chǎn)生信號(hào)；所述中心導(dǎo)線和電極層是該摩擦壓力感應(yīng)電纜的輸出電極，所述改性高分子聚合物絕緣層含有高分子聚合物和改性材料。本發(fā)明還提供了一種摩擦壓力感應(yīng)電纜的制備方法，包括如下步驟：（1）改性高分子聚合物溶液的制備；（2）澆注空腔骨架的形成；（3）澆注；（4）定型；以及（5）絕緣外層的形成。本發(fā)明制備方法具有操作簡(jiǎn)單、方便的優(yōu)勢(shì)。該摩擦壓力感應(yīng)電纜具有結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定性高、壽命長(zhǎng)、效果顯著的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種基于改性材料的摩擦壓力感應(yīng)電纜及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及壓力電纜領(lǐng)域，尤其涉及摩擦壓力感應(yīng)電纜制備領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，壓力電纜在過(guò)去數(shù)十年里取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，其廣泛應(yīng)用 于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石 化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道、醫(yī)療等眾多行業(yè)。特別是在智能交通領(lǐng)域，壓力電纜以其 良好的性能，高度的可靠性，簡(jiǎn)易的安裝方法，還有逐步降低的價(jià)格等特性使其在日益擴(kuò)展 的應(yīng)用中成為理想的選擇。
[0003] -般普通壓力電纜的輸出為模擬信號(hào)，模擬信號(hào)是指信息參數(shù)在給定范圍內(nèi)表現(xiàn) 為連續(xù)的信號(hào)，或在一段連續(xù)的時(shí)間間隔內(nèi)，其代表信息的特征量可以在任意瞬間呈現(xiàn)為 任意數(shù)值的信號(hào)。而現(xiàn)有應(yīng)用在智能交通技術(shù)中的壓力電纜主要是利用壓電效應(yīng)制造而成 的，這樣的電纜也稱為壓電電纜。盡管壓力電纜應(yīng)用范圍如此廣泛，但它本身存在高阻抗， 信號(hào)微弱這一弊端，需要采用高輸入阻抗電路或電荷放大器才能克服。
[0004] 因此，尋找性能優(yōu)良的壓力感應(yīng)電纜成為業(yè)界目前亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種信號(hào)強(qiáng)度大的摩擦壓力感應(yīng)電纜。
[0006] 本發(fā)明旨在對(duì)摩擦壓力感應(yīng)電纜的摩擦材料通過(guò)摻雜改性等方式來(lái)提高摩擦壓 力感應(yīng)電纜自身的性能。具體來(lái)說(shuō)，是對(duì)摩擦壓力感應(yīng)電纜的高分子聚合物絕緣層進(jìn)行摻 雜其他活性介電材料，比如鈦酸鋇、鈦酸鎂、鈦酸鈣、納米二氧化硅、金云母、白云母等材料， 優(yōu)選鈦酸鋇。
[0007] 具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題的。
[0008] -種摩擦壓力感應(yīng)電纜，其包括依次同軸貼合設(shè)置的中心導(dǎo)線、改性高分子聚合 物絕緣層、電極層和絕緣外層；所述中心導(dǎo)線與改性高分子聚合物絕緣層，和/或改性高分 子聚合物絕緣層與電極層分別通過(guò)摩擦產(chǎn)生信號(hào)；所述中心導(dǎo)線和電極層是該摩擦壓力感 應(yīng)電纜的輸出電極，所述改性高分子聚合物絕緣層含有高分子聚合物和改性材料。
[0009] 其中，所述改性材料為鈦酸鋇、鈦酸鎂、鈦酸鈣、納米二氧化硅、金云母、白云母中 的一種或幾種。
[0010] 其中，加入所述改性材料的質(zhì)量為改性高分子聚合物質(zhì)量的1%-45%。
[0011] 其中，中心導(dǎo)線與改性高分子聚合物絕緣層為一體設(shè)置，改性高分子聚合物絕緣 層與電極層之間沒(méi)有縫隙或縫隙極小。
[0012] 其中，所述改性高分子聚合物絕緣層通過(guò)液態(tài)固化成型在中心導(dǎo)線上。
[0013] 其中，在電極層與絕緣外層之間設(shè)有屏蔽層。
[0014] 其中，所述的中心導(dǎo)線為鍍錫銅導(dǎo)線、鍍鋅銅導(dǎo)線、或鍍銀銅導(dǎo)線中一種或幾種編 織而成。
[0015] 其中，在改性高分子聚合物絕緣層和電極層之間還進(jìn)一步設(shè)置有第二高分子聚合 物絕緣層。
[0016] 其中，所述改性高分子聚合物絕緣層與第二高分子聚合物絕緣層之間，第二高分 子聚合物絕緣層與電極層之間沒(méi)有縫隙或縫隙極小。
[0017] 其中，所述電極層和第二高分子聚合物絕緣層中至少有一個(gè)層結(jié)構(gòu)上設(shè)置有微納 結(jié)構(gòu)。
[0018] 其中，所述高分子聚合物絕緣層所用材料選自聚二甲基硅氧烷、酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù) 月旨、三聚氰胺樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂、聚氨酯中的一種。
[0019] 其中，所述電極層所用材料選自銦錫氧化物、銀納米線膜、銅、鐵、鋁、銀、鉬、鈀、 錯(cuò)、鎳、鈦、鉻、錫、猛、鑰、鶴或鑰;、錯(cuò)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、鉭合金 中的一種或幾種。
[0020] 本發(fā)明還提供一種摩擦壓力感應(yīng)電纜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
[0021] (1)改性高分子聚合物溶液的制備：在高分子聚合物中加入改性材料制備得到改 性高分子聚合物，后加入固化劑得到改性高分子聚合物溶液；
[0022] (2)澆注空腔骨架的形成：在中心導(dǎo)線的一端加裝盲孔密封管件，在距離盲孔密封 管件L處加裝通孔密封管件，在盲孔密封管件和通孔密封管件外層設(shè)置包覆層，形成以盲 孔密封管件和通孔密封管件為上下底面的封閉空腔結(jié)構(gòu)；
[0023] (3)澆注：將通孔密封管件從步驟（2)的澆注空腔骨架取下，將步驟（1)制備的高 分子聚合物溶液澆注到步驟（2)制備的澆注空腔內(nèi)，后將通孔密封管件加裝澆注后的空腔 上對(duì)其封閉得到澆注結(jié)構(gòu)；
[0024] (4)定型：將步驟（3)得到的封閉澆注結(jié)構(gòu)烘烤定型；之后將盲孔密封管件、通孔 密封管件以及用于形成空腔的輔助結(jié)構(gòu)取下；以及
[0025] (5)絕緣外層的形成：在步驟（4)定型后的電極層外纏繞絕緣外層，得到摩擦壓力 感應(yīng)電纜。
[0026] 其中，步驟（1)所述改性材料為鈦酸鋇、鈦酸鎂、鈦酸鈣、納米二氧化硅、金云母或 者白云母中的一種或幾種。
[0027] 其中，步驟（1)中加入所述改性材料的質(zhì)量為改性高分子聚合物質(zhì)量的1%_45%。
[0028] 其中，步驟（1)中所述改性材料為納米二氧化硅時(shí)，其加入質(zhì)量為改性高分子聚合 物質(zhì)量的1%_20%。
[0029] 其中，步驟（1)中所述改性材料為鈦酸鋇時(shí)，其加入質(zhì)量為改性高分子聚合物質(zhì)量 的 1%-45%。
[0030] 其中，步驟（1)中加入的固化劑與高分子聚合物的質(zhì)量比例為1%_20%。
[0031] 其中，所述高分子聚合物所用材料選自聚二甲基硅氧烷（PDMS)、酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù) 月旨、三聚氰胺樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂、聚氨酯中的一種。
[0032] 其中，中心導(dǎo)線為鍍錫銅導(dǎo)線、鍍鋅銅導(dǎo)線、或鍍銀銅導(dǎo)線中一種或幾種編織而 成。
[0033] 其中，步驟（2)所述的設(shè)置包覆層是通過(guò)在盲孔密封管件和通孔密封管件外層包 覆條狀、帶狀電極層實(shí)現(xiàn)。
[0034] 其中，步驟（2)所述的設(shè)置包覆層是通過(guò)在盲孔密封管件和通孔密封管件外層用 輔助結(jié)構(gòu)包覆實(shí)現(xiàn)。
[0035] 其中，步驟（4)所述形成空腔的輔助結(jié)構(gòu)選自柔性空心管、亞克力空心管、水溶性 空心管中的一種。
[0036] 其中，步驟（4 )取下輔助結(jié)構(gòu)后在改性高分子聚合物絕緣層上纏繞條狀結(jié)構(gòu)、帶狀 結(jié)構(gòu)或線編織的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)電極層。
[0037] 其中，步驟（4)取下輔助結(jié)構(gòu)后在改性高分子聚合物絕緣層上纏繞第二高分子聚 合物絕緣層。
[0038] 其中，步驟（4 )取下輔助結(jié)構(gòu)后在第二高分子聚合物絕緣層上纏繞條狀結(jié)構(gòu)、帶狀 結(jié)構(gòu)或線編織的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)電極層。
[0039] 其中，所述中第二高分子聚合物層材料選自聚乙烯塑料、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 (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或熱塑 性橡膠（TPR)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚四氟乙烯（PTFE)、聚二甲基硅氧烷（PDMS)、 聚偏氟乙烯、聚酯纖維、氟化乙烯丙烯共聚物、聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹(shù)脂薄膜中的一種。
[0040] 其中，步驟（4)定型后的電極層外先設(shè)置屏蔽層，之后纏繞絕緣外層。
[0041] 其中，步驟（3)所述澆注的澆注方式為自然注入和/或壓力注入。
[0042] 其中，步驟（2)所述的盲孔密封管件為盲孔絲堵；所述的通孔密封管件為通孔絲 堵，其中通孔絲堵和盲孔絲堵的橫截面形狀一致。
[0043] 其中，步驟（1)所述的加入的固化劑與高分子聚合物的質(zhì)量比例為10%，加入鈦酸 鋇的質(zhì)量為改性高分子聚合物質(zhì)量的30%。
[0044] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0045] 本發(fā)明提供的摩擦壓力感應(yīng)電纜具有的優(yōu)勢(shì)如下：
[0046] 本發(fā)明提供的摩擦壓力感應(yīng)電纜利用外界環(huán)境對(duì)摩擦壓力感應(yīng)電纜的作用使其 產(chǎn)生形變并產(chǎn)生信號(hào)，通過(guò)測(cè)量該信號(hào)即可達(dá)到監(jiān)測(cè)的目的。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明該發(fā)明在相同 條件下，所產(chǎn)生的信號(hào)強(qiáng)度要大于傳統(tǒng)的壓力電纜所產(chǎn)生的電壓信號(hào)，可以在不用高輸入 阻抗電路或電荷放大器的條件下實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)電纜相同的監(jiān)測(cè)效果，從而提供了一種新的制 作壓力感應(yīng)電纜的方法。
[0047] 本發(fā)明制備摩擦壓力感應(yīng)電纜的方法具有操作簡(jiǎn)單、方便的優(yōu)勢(shì)。該摩擦壓力感 應(yīng)電纜包括依次同軸貼合設(shè)置的中心導(dǎo)線、摻雜改性的高分子聚合物絕緣層、電極層和絕 緣外層，具有結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定性高、壽命長(zhǎng)、效果顯著的優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0048]圖1為本發(fā)明摩擦壓力感應(yīng)電纜的一種【具體實(shí)施方式】；
[0049]圖2為本發(fā)明摩擦壓力感應(yīng)電纜的另一種【具體實(shí)施方式】；
[0050]圖3為本發(fā)明摩擦壓力感應(yīng)電纜的另一種【具體實(shí)施方式】；
[0051]圖4為本發(fā)明摩擦壓力感應(yīng)電纜的另一種【具體實(shí)施方式】；
[0052] 圖5為本發(fā)明摩擦壓力感應(yīng)電纜制備過(guò)程的一種【具體實(shí)施方式】的示意圖；
[0053] 圖6為本發(fā)明摩擦壓力感應(yīng)電纜制備過(guò)程自然注入的示意圖；
[0054]圖7為本發(fā)明摩擦壓力感應(yīng)電纜的一種【具體實(shí)施方式】；
[0055]圖8為本發(fā)明摩擦壓力感應(yīng)電纜的一種【具體實(shí)施方式】；
[0056] 其中，1-中心導(dǎo)線，2-改性高分子聚合物絕緣層，3-電極層，4-絕緣外層，5-屏蔽 層，6-盲孔絲堵，7-通孔絲堵，8-柔性空心管，9-第二高分子聚合物絕緣層。

【具體實(shí)施方式】
[0057]為了充分說(shuō)明本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所實(shí)施使用的技術(shù)方案。下面對(duì)本發(fā)明做詳細(xì) 說(shuō)明，但本發(fā)明的技術(shù)方案和保護(hù)范圍并不僅僅限于此。
[0058] 本發(fā)明提供一種摩擦壓力感應(yīng)電纜，優(yōu)選的摩擦壓力感應(yīng)電纜是，摩擦壓力感應(yīng) 電纜中高分子聚合物材料為PDMS，向PDMS中摻雜一定比例的鈦酸鋇，中心導(dǎo)線材料為編 織鍍錫銅線或編織鍍銀銅線，還可以是編織鍍錫銅線和編織鍍銀銅線共同編織而成，其是 將幾根線徑很細(xì)的鍍鋅銅或鍍錫銅編織在一起，形成為一根編織鍍鋅銅或者鍍錫銅材料。 摩擦壓力感應(yīng)電纜中的摩擦特性接近于電容性，因此摻雜介電材料可以有效改善其放電特 性。同時(shí)，摻雜顆粒在高分子聚合物內(nèi)部形成顆粒間界面，可以提高高分子聚合物內(nèi)部接觸 面積，從而可以有效提高摩擦壓力感應(yīng)電纜的性能。
[0059] 本發(fā)明提供一種摩擦壓力感應(yīng)電纜，所用改性高分子聚合物材料中含有高分子聚 合物和改性材料，其中心導(dǎo)線為鍍錫銅導(dǎo)線、鍍鋅銅導(dǎo)線、或鍍銀銅導(dǎo)線中一種或幾種編織 而成。
[0060] 在一種【具體實(shí)施方式】中，所述改性材料為鈦酸鋇、鈦酸鎂、鈦酸鈣、納米二氧化硅、 云母中的一種或幾種；其中所述云母優(yōu)選為金云母或白云母。所述改性材料的加入質(zhì)量為 加入改性材料后改性高分子聚合物質(zhì)量的1%-45%。由于在高分子聚合物材料中加入了改性 材料，通過(guò)摻雜改性方式提高了摩擦壓力感應(yīng)電纜的發(fā)電特性。
[0061] 在一種【具體實(shí)施方式】中，所述改性高分子聚合物絕緣層通過(guò)液態(tài)固化成型在中心 導(dǎo)線上。這樣形成的改性高分子聚合物絕緣層與中心導(dǎo)線中間基本沒(méi)有間隙。所述在電極 層與絕緣外層之間設(shè)有屏蔽層。所述的中心導(dǎo)線為鍍錫銅導(dǎo)線、鍍鋅銅導(dǎo)線、或鍍銀銅導(dǎo)線 中一種或幾種編織而成。在改性高分子聚合物絕緣層和電極層之間還進(jìn)一步設(shè)置有第二高 分子聚合物絕緣層。所述改性高分子聚合物絕緣層與第二高分子聚合物絕緣層之間，第二 高分子聚合物絕緣層與電極層之間沒(méi)有縫隙或縫隙極小。所述電極層和第二高分子聚合物 絕緣層中至少有一個(gè)層結(jié)構(gòu)上設(shè)置有微納結(jié)構(gòu)，這樣可以使產(chǎn)生的電信號(hào)強(qiáng)度更大。所述 高分子聚合物絕緣層所用材料選自聚二甲基硅氧烷、酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂、三聚氰胺樹(shù)脂、 不飽和聚醋樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)娃樹(shù)脂、聚氣醋中的一種，優(yōu)選為PDMS。
[0062]所述電極層所用材料選自銦錫氧化物、銀納米線膜、銅、鐵、鋁、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、 鈦、鉻、錫、猛、鑰、鶴或鑰;、錯(cuò)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、鉭合金中的 一種或幾種。
[0063] 一種摩擦壓力感應(yīng)電纜的制備方法，包括如下步驟：
[0064] (1)改性高分子聚合物溶液的制備：在高分子聚合物中加入改性材料制備得到改 性高分子聚合物，后加入固化劑得到改性高分子聚合物溶液；所述改性材料為鈦酸鋇、鈦酸 鎂、鈦酸鈣、納米二氧化硅、云母中的一種或幾種。加入所述改性材料的質(zhì)量為改性高分子 聚合物質(zhì)量的1%_45%。所述改性材料為納米二氧化硅時(shí)，其加入質(zhì)量為加入納米二氧化硅 后的改性高分子聚合物質(zhì)量的1%_20%，優(yōu)選為15% ;所述改性材料為鈦酸鋇時(shí)，其加入質(zhì)量 為改性高分子聚合物質(zhì)量的1%_45%，優(yōu)選30%。加入的固化劑與高分子聚合物的質(zhì)量比例 為1%-20%，優(yōu)選10%。其中所述高分子聚合物絕緣層所用材料選自聚二甲基硅氧烷（PDMS)、 酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂、三聚氰胺樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂、聚氨酯中的 一種，優(yōu)選PDMS。
[0065] 該步驟中加入固化劑使改性高分子聚合物固化成型。加入改性材料用于提高摩擦 壓力感應(yīng)電纜的信號(hào)強(qiáng)度。所述固化劑的種類是本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)不同的高分子聚合物 通過(guò)公知常識(shí)進(jìn)行常規(guī)選擇就可以得到。
[0066] (2)澆注空腔骨架的形成：在中心導(dǎo)線的一端加裝盲孔密封管件，在距離盲孔密 封管件L處加裝通孔密封管件，在盲孔密封管件和通孔密封管件外層設(shè)置包覆層，形成以 盲孔密封管件和通孔密封管件為上下底面的封閉空腔結(jié)構(gòu)；所述的盲孔密封管件為盲孔絲 堵；所述的通孔密封管件為通孔絲堵。所述的設(shè)置包覆層是通過(guò)在盲孔密封管件和通孔密 封管件外層包覆條狀、帶狀電極層實(shí)現(xiàn)。所述的設(shè)置包覆層還可以是通過(guò)在盲孔密封管件 和通孔密封管件外層用輔助結(jié)構(gòu)包覆實(shí)現(xiàn)。所述的盲孔密封管件為盲孔絲堵；所述的通孔 密封管件為通孔絲堵，其中通孔絲堵和盲孔絲堵的橫截面形狀一致。
[0067] 其中L的具體數(shù)值取決于所制備的摩擦壓力感應(yīng)電纜的長(zhǎng)度，可以是大于0的任 意值。在形成封閉空腔結(jié)構(gòu)過(guò)程中，可以采用任何可以形成用于澆注的空腔的方法，不限于 通過(guò)電極層包覆圍成，通過(guò)輔助結(jié)構(gòu)圍成。
[0068] (3)澆注：將通孔密封管件從步驟（2)的澆注骨架取下，將步驟（1)制備的改性高 分子聚合物溶液澆注到步驟（2)制備的澆注空腔內(nèi)，后將通孔密封管件加裝澆注后的空腔 上對(duì)其封閉得到澆注結(jié)構(gòu)；所述澆注的澆注方式為自然注入和/或壓力注入。
[0069] 通過(guò)上述注入方式后得到摩擦壓力感應(yīng)電纜，其中心導(dǎo)線、改性高分子聚合物絕 緣層、電極層貼合設(shè)置，形成緊湊，貼合的層結(jié)構(gòu)，各層之間基本不能形成空腔，這樣的層結(jié) 構(gòu)更有利于各層之間的摩擦而產(chǎn)生電信號(hào)。所制備的摩擦壓力感應(yīng)電纜具有結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn) 定性好、壽命長(zhǎng)、效果優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)
[0070] (4)定型：將步驟（3)得到的封閉澆注結(jié)構(gòu)烘烤定型；之后將盲孔密封管件、通孔 密封管件以及用于形成空腔的輔助結(jié)構(gòu)取下；其中步驟（4)取下輔助結(jié)構(gòu)后在改性高分子 聚合物絕緣層上纏繞條狀結(jié)構(gòu)、帶狀結(jié)構(gòu)或線編織的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)電極層。其中步驟（4)取下輔 助結(jié)構(gòu)后在改性高分子聚合物絕緣層上纏繞第二高分子聚合物絕緣層。其中步驟（4)取下 輔助結(jié)構(gòu)后在第二高分子聚合物絕緣層上纏繞條狀結(jié)構(gòu)、帶狀結(jié)構(gòu)或線編織的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)電 極層。其所述中第二高分子聚合物層材料選自聚乙烯塑料、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（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或熱塑性橡膠（TPR)、 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚四氟乙烯（PTFE)、聚二甲基硅氧烷（PDMS)、聚偏氟乙烯、 聚酯纖維、氟化乙烯丙烯共聚物、聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹(shù)脂薄膜中的一種。其中步驟（4) 所述形成空腔的輔助結(jié)構(gòu)選自柔性空心管、亞克力空心管、水溶性空心管中的一種。
[0071] 所述的輔助結(jié)構(gòu)可以是任何用于形成空腔的而非本發(fā)明摩擦壓力感應(yīng)電纜需要 的結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行烘烤定型過(guò)程中，烘烤定型的溫度和時(shí)間是本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)所烘烤的 高分子聚合物的材料種類根據(jù)本領(lǐng)域的公知常識(shí)可以確定的，其中使用PDMS作為高分子 聚合物時(shí)，烘烤溫度為70-90°C，時(shí)間為3-5h。
[0072] (5)絕緣外層的形成：在步驟（4)定型后的電極層外纏繞絕緣外層，得到摩擦壓力 感應(yīng)電纜。
[0073] 其中步驟（4)定型后的電極層外先設(shè)置屏蔽層，之后纏繞絕緣外層。
[0074] 在一種【具體實(shí)施方式】中，所述的摩擦壓力感應(yīng)電纜的中心導(dǎo)線為編織鍍鋅銅或者 鍍錫銅材料，該導(dǎo)線起導(dǎo)電作用并作為納米摩擦壓力感應(yīng)電纜的第一電極；電極層作為摩 擦壓力感應(yīng)電纜的第二電極，其可為銅帶或者金屬線；改性高分子聚合物絕緣層與中心導(dǎo) 線，和/或改性高分子聚合物絕緣層與電極層摩擦產(chǎn)生信號(hào)。電極層可起到屏蔽作用，優(yōu)選 可在電極層與改性高分子聚合物絕緣層之間設(shè)置屏蔽層。
[0075] 在一種【具體實(shí)施方式】中，所述的摩擦壓力感應(yīng)電纜的制備方法如下：
[0076] 制備改性高分子聚合物，在高分子聚合物中添加一定比例的改性材料（1%_45%)并 混合均勻，得到改性高分子聚合物。
[0077] 使用上述改性高分子聚合物通過(guò)如下方法制備摩擦壓力感應(yīng)電纜，具體來(lái)說(shuō)優(yōu)選 可以通過(guò)如下方案實(shí)現(xiàn)：
[0078] 第一種方案：
[0079] 取一定質(zhì)量的上述改性PDMS，按照10:1的比例加入固化劑（固化劑與高分子聚合 物的質(zhì)量比例為1%_20%，優(yōu)選10%)，攪拌均勻后，放入真空干燥器內(nèi)，將溶于改性PDMS中的 空氣抽干凈。將制備好的改性高分子聚合物進(jìn)行澆注成型可以分為幾個(gè)方法進(jìn)行。如圖1 所示，盲孔絲堵、通孔絲堵與銅膠帶共同組成改性高分子聚合物澆注空腔。選一定直徑的中 心導(dǎo)線，在中心導(dǎo)線的一端加裝盲孔絲堵，在相距L(L可根據(jù)具體要求取具體數(shù)值)處加裝 通孔絲堵，通孔絲堵與盲孔絲堵的橫截面形狀均一致，分別以兩端的絲堵為上下底面為端 面，在絲堵的I面上纏繞涂有導(dǎo)電膠的銅膠帶，膠帶層數(shù)大于一圈，然后取下通孔絲堵，從 該端注入已抽氣后的改性PDMS，注入的方式可采用自然注入或壓力注入（如采用注射器注 入）等，注滿后，加裝好通孔絲堵，使中心導(dǎo)線與銅膠帶之間不得接觸，放入烘箱，目前已實(shí) 驗(yàn)的烘烤溫度為80°C，時(shí)間為3-5h。烘烤完成后，最后在外層纏繞絕緣層，例如Kapton膠 帶絕緣密封。通孔絲堵和盲孔絲堵在烘烤完成后可取下來(lái)。盲孔絲堵與通孔絲堵采用不導(dǎo) 電材質(zhì)制作而成。
[0080] 第二種方案：
[0081] 如圖4所示，通過(guò)盲孔絲堵、通孔絲堵與柔性空心管共同組成改性高分子聚合物 澆注空腔。其制備方法與第一種方案的不同之處在于，盲孔絲堵、通孔絲堵與柔性空心管共 同組成改性高分子聚合物澆注空腔，在澆注烘烤完成后，將柔性空心管、盲孔絲堵、通孔絲 堵取下，在改性高分子聚合物外層纏繞金屬線，最后在外層纏繞絕緣層。盲孔絲堵與通孔絲 堵采用不導(dǎo)電材質(zhì)制作而成
[0082] 在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，摩擦壓力感應(yīng)電纜的制備方法如下：PDMS中摻雜鈦酸 鋇，鍍錫銅編織線為中心導(dǎo)線；制備改性高分子聚合物溶液：首先取定量的PDMS，在其中加 入一定比例的鈦酸鋇并混合均勻,鈦酸鋇的質(zhì)量占改性高分子聚合物質(zhì)量的的1%_45%。（優(yōu) 選為30%);加入固化劑，固化劑用量為PDMS質(zhì)量的1%-20% (優(yōu)選為10%)，混合均勻后真空 排氣30分鐘。采用前述發(fā)明中的澆注工藝制備同軸摩擦壓力感應(yīng)電纜，定型后放入烘箱中 80°C加熱4小時(shí)。
[0083] 在一種【具體實(shí)施方式】中，首先取定量的PDMS，在其中加入一定比例的二氧化硅并 混合均勻，二氧化硅的質(zhì)量占改性高分子聚合物質(zhì)量的的1%_15%。（優(yōu)選為8%)，二氧化硅 的優(yōu)選范圍為1%_15%，二氧化硅添加過(guò)多，會(huì)影響PDMS的成膜性能。加入固化劑，固化劑用 量為PDMS質(zhì)量的1%-20% (實(shí)施例中為10%)，混合均勻后真空排氣30分鐘。采用前述發(fā)明 中的澆注工藝制備同軸摩擦壓力感應(yīng)電纜，定型后放入烘箱中80°C加熱4小時(shí)。
[0084] 下面通過(guò)具體的實(shí)施例來(lái)闡述本發(fā)明的方法的實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的 是，這不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)范圍的限制。
[0085] 實(shí)施例
[0086] 下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的測(cè)定方法以及材料來(lái)源進(jìn)行說(shuō)明。
[0087] 電流的測(cè)定方法：將制備的摩擦壓力感應(yīng)電纜的兩個(gè)電極輸出引線連接在示波器 測(cè)試設(shè)備的兩個(gè)輸入端，屏蔽層電極接地。在ION壓力，頻率為2Hz測(cè)試條件下進(jìn)行測(cè)定。
[0088] 下述實(shí)施例中使用的高分子聚合物材料，改性材料等均為市售購(gòu)買(mǎi)得到的。
[0089] 實(shí)施例1
[0090] 如圖1所示摩擦壓力感應(yīng)電纜其結(jié)構(gòu)如下：其由內(nèi)而外依次同軸設(shè)置中心導(dǎo)線 (1)，改性高分子聚合物絕緣層（2 )，電極層（3 )，絕緣外層（4 )。
[0091] 下面結(jié)合圖2說(shuō)明摩擦壓力感應(yīng)電纜的制備方法，其中在摩擦壓力感應(yīng)電纜的一 端為盲孔絲堵（6)，另一端為通孔絲堵（7)。
[0092] 其制備方法包括如下步驟：
[0093] 取500g的PDMS，在其中加入鈦酸鋇并混合均勻，鈦酸鋇的加入質(zhì)量為改性高分子 聚合物質(zhì)量的1%。
[0094] 將上述混合均勻的改性高分子聚合物，加入固化劑道康寧184,其中PDMS與固化 劑質(zhì)量比例為10:1，攪拌均勻后真空排氣30分鐘，得到改性PDMS。
[0095] 選直徑為5mm的鍍錫銅導(dǎo)線為中心導(dǎo)線，在中心導(dǎo)線的一端加裝盲孔絲堵，在相 距20cm處加裝通孔絲堵，通孔絲堵（6)與盲孔絲堵（7)的橫截面形狀均一致，分別以兩端 的絲堵的上下底面為端面，在絲堵的I面上（如圖5)纏繞涂有導(dǎo)電膠的銅膠帶，膠帶層數(shù) 為2圈，然后取下通孔絲堵，從該端注入制備好的已抽氣的含有改性PDMS，注入的方式可采 用自然注入(如圖6)，注滿后，加裝好通孔絲堵，使中心導(dǎo)線與銅膠帶之間不得接觸，放入烘 箱，烘烤溫度為80°C，烘烤4h。烘烤完成后，取下通孔絲堵和盲孔絲堵，在外層纏繞Kapton 膠帶絕緣密封，得到摩擦壓力感應(yīng)電纜1#。測(cè)定其輸出電壓見(jiàn)表1。
[0096] 實(shí)施例2
[0097] 如圖1所示摩擦壓力感應(yīng)電纜還可以通過(guò)如下方法制備，具體包括如下步驟：
[0098] 取500g的PDMS，在其中加入鈦酸鋇并混合均勻，鈦酸鋇的加入質(zhì)量為改性高分子 聚合物質(zhì)量的30%。
[0099] 將上述混合均勻的改性高分子聚合物，加入固化劑道康寧184,其中PDMS與固化 劑質(zhì)量比例為10:1，攪拌均勻后真空排氣30分鐘。
[0100] 選直徑為5mm的鍍錫銅導(dǎo)線為中心導(dǎo)線，在中心導(dǎo)線的一端加裝盲孔絲堵，在相 距20cm處加裝通孔絲堵，通孔絲堵（6 )與盲孔絲堵（7 )的橫截面形狀均一致，分別以兩端的 絲堵的上下底面為端面，在絲堵的I面上（如圖5)纏繞涂有導(dǎo)電膠的銅膠帶，膠帶層數(shù)為 2圈，然后取下通孔絲堵，從該端注入制備好的已抽氣的改性PDMS，注入的方式可采用自然 注入(如圖6)，注滿后，加裝好通孔絲堵，使中心導(dǎo)線與銅膠帶之間不得接觸，放入烘箱，烘 烤溫度為80°C，烘烤4h。烘烤完成后，取下通孔絲堵和盲孔絲堵，在外層纏繞Kapton膠帶 絕緣密封，得到摩擦壓力感應(yīng)電纜2#。測(cè)定其輸出電壓見(jiàn)表1。
[0101] 實(shí)施例3
[0102] 如圖1所示摩擦壓力感應(yīng)電纜還可以通過(guò)如下方法制備，具體包括如下步驟：
[0103] 取500g的PDMS，在其中加入鈦酸鋇并混合均勻，鈦酸鋇的加入質(zhì)量為改性高分子 聚合物質(zhì)量的45%。
[0104] 在上述混合均勻的改性高分子聚合物中，加入固化劑道康寧184,其中PDMS與固 化劑質(zhì)量比例為10:1，攪拌均勻后真空排氣30分鐘。
[0105] 選直徑為5mm的鍍銀銅導(dǎo)線為中心導(dǎo)線，在中心導(dǎo)線的一端加裝盲孔絲堵，在相 距20cm處加裝通孔絲堵，通孔絲堵（6 )與盲孔絲堵（7 )的橫截面形狀均一致，分別以兩端的 絲堵的上下底面為端面，在絲堵的I面上（如圖5)纏繞涂有導(dǎo)電膠的銅膠帶，膠帶層數(shù)為 2圈，然后取下通孔絲堵，從該端注入制備好的已抽氣的改性PDMS，注入的方式可采用自然 注入(如圖6)，注滿后，加裝好通孔絲堵，使中心導(dǎo)線與銅膠帶之間不得接觸，放入烘箱，烘 烤溫度為80°C，烘烤4h。烘烤完成后，取下通孔絲堵和盲孔絲堵，在外層纏繞Kapton膠帶 絕緣密封，得到摩擦壓力感應(yīng)電纜3#。測(cè)定其輸出電壓見(jiàn)表1。
[0106] 實(shí)施例4
[0107] 如圖1所示摩擦壓力感應(yīng)電纜還可以通過(guò)如下方法制備，具體包括如下步驟：
[0108] 取500g的PDMS，在其中加入納米二氧化硅并混合均勻，納米二氧化硅的加入質(zhì)量 為改性高分子聚合物質(zhì)量的1%。
[0109] 在上述混合均勻的改性高分子聚合物中，加入固化劑道康寧184,其中PDMS與固 化劑質(zhì)量比例為10:1，攪拌均勻后真空排氣30分鐘。
[0110] 將直徑為2. 5mm鍍錫銅導(dǎo)線與直徑為2. 5mm鍍鋅銅導(dǎo)線進(jìn)行編織得到中心導(dǎo)線， 后在中心導(dǎo)線的一端加裝盲孔絲堵，在相距20cm處加裝通孔絲堵，通孔絲堵（6)與盲孔絲 堵（7)的橫截面形狀均一致，分別以兩端的絲堵的上下底面為端面，在絲堵的I面上（如圖 5)纏繞涂有導(dǎo)電膠的銅膠帶，膠帶層數(shù)為2圈，然后取下通孔絲堵，從該端注入制備好的已 抽氣的改性PDMS，注入的方式可采用自然注入(如圖6 )，注滿后，加裝好通孔絲堵，使中心 導(dǎo)線與銅膠帶之間不得接觸，放入烘箱，烘烤溫度為80°C，烘烤4h。烘烤完成后，取下通孔 絲堵和盲孔絲堵，在外層纏繞Kapton膠帶絕緣密封，得到摩擦壓力感應(yīng)電纜4#。測(cè)定其輸 出電壓見(jiàn)表1。
[0111] 實(shí)施例5
[0112] 如圖1所示摩擦壓力感應(yīng)電纜還可以通過(guò)如下方法制備，具體包括如下步驟：
[0113] 取500g的PDMS，在其中加入納米二氧化硅并混合均勻，納米二氧化硅的加入質(zhì)量 為改性高分子聚合物質(zhì)量的8%。
[0114] 在上述混合均勻的改性高分子聚合物中，加入固化劑道康寧184,其中PDMS與固 化劑質(zhì)量比例為10:1，攪拌均勻后真空排氣30分鐘。
[0115] 選直徑為5mm的鍍錫銅導(dǎo)線為中心導(dǎo)線，在中心導(dǎo)線的一端加裝盲孔絲堵，在相 距20cm處加裝通孔絲堵，通孔絲堵（6 )與盲孔絲堵（7 )的橫截面形狀均一致，分別以兩端的 絲堵的上下底面為端面，在絲堵的I面上（如圖5)纏繞涂有導(dǎo)電膠的銅膠帶，膠帶層數(shù)為 2圈，然后取下通孔絲堵，從該端注入制備好的已抽氣的改性PDMS，注入的方式可采用自然 注入(如圖6)，注滿后，加裝好通孔絲堵，使中心導(dǎo)線與銅膠帶之間不得接觸，放入烘箱，烘 烤溫度為80°C，烘烤4h。烘烤完成后，取下通孔絲堵和盲孔絲堵，在外層纏繞Kapton膠帶 絕緣密封，得到摩擦壓力感應(yīng)電纜5#。測(cè)定其輸出電壓見(jiàn)表1。
[0116] 實(shí)施例6
[0117] 如圖3所示制備的摩擦壓力感應(yīng)電纜，其由內(nèi)而外依次同軸設(shè)置中心導(dǎo)線（1)，改 性高分子聚合物絕緣層（2 )，電極層（3 )，絕緣外層（4 )，其中的電極層（3 )為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
[0118] 下面結(jié)合圖4說(shuō)明摩擦壓力感應(yīng)電纜的制備方法，其中在摩擦壓力感應(yīng)電纜的一 端為盲孔絲堵（6)，另一端為通孔絲堵（7)，柔性空心管（8)在改性高分子聚合物絕緣層（2) 夕卜。其包括如下步驟：
[0119] 取500g的PDMS，在其中加入納米二氧化硅并混合均勻，納米二氧化硅的加入質(zhì)量 為改性高分子聚合物質(zhì)量的15%。
[0120] 在上述混合均勻的改性高分子聚合物中，加入固化劑道康寧184,其中PDMS與固 化劑質(zhì)量比例為10:1，攪拌均勻后真空排氣30分鐘。
[0121] 選直徑為5mm的鍍錫銅導(dǎo)線為中心導(dǎo)線，在中心導(dǎo)線的一端加裝盲孔絲堵，在相 距20cm處加裝通孔絲堵，通孔絲堵（6 )與盲孔絲堵（7 )的橫截面形狀均一致，分別以兩端的 絲堵的上下底面為端面，在絲堵的I面上（如圖5)纏繞涂有導(dǎo)電膠的銅膠帶，膠帶層數(shù)為 2圈，然后取下通孔絲堵，從該端注入制備好的已抽氣的改性PDMS，注入的方式可采用自然 注入(如圖6)，注滿后，加裝好通孔絲堵，使中心導(dǎo)線與銅膠帶之間不得接觸，放入烘箱，烘 烤溫度為80°C，烘烤4h。烘烤完成后，取下通孔絲堵、盲孔絲堵和柔性空心管，將金屬銅線 纏繞在改性高分子聚合物絕緣層外形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)從而形成電極層，最后在外層纏繞Kapton 膠帶絕緣密封，得到摩擦壓力感應(yīng)電纜樣品6#。測(cè)定其輸出電壓見(jiàn)表1。
[0122] 實(shí)施例7
[0123] 如圖7所示制備的摩擦壓力感應(yīng)電纜，其由內(nèi)而外依次同軸設(shè)置中心導(dǎo)線（1)，改 性高分子聚合物絕緣層（2)，電極層（3)，屏蔽層（5)，絕緣外層（4)。
[0124] 其制備方法具體包括如下步驟：
[0125] 取500g的PDMS，在其中加入鈦酸鋇并混合均勻，鈦酸鋇的加入質(zhì)量為改性高分子 聚合物質(zhì)量的30%。
[0126] 在上述混合均勻的改性高分子聚合物中，加入固化劑道康寧184,其中PDMS與固 化劑質(zhì)量比例為1〇〇: 1，攪拌均勻后真空排氣30分鐘。
[0127] 選直徑為5mm的鍍錫銅導(dǎo)線為中心導(dǎo)線，在中心導(dǎo)線的一端加裝盲孔絲堵，在相 距20cm處加裝通孔絲堵，通孔絲堵與盲孔絲堵的橫截面形狀均一致，分別以兩端的絲堵的 上下底面為端面，在絲堵的I面上纏繞涂有導(dǎo)電膠的銅膠帶形成電極層，然后取下通孔絲 堵，從該端注入制備好的已抽氣的改性PDMS，注入的方式采用壓力注入，注滿后，加裝好通 孔絲堵，使中心導(dǎo)線與銅膠帶之間不得接觸，放入烘箱，烘烤溫度為80°C，烘烤4h。烘烤完 成后，取下通孔絲堵和盲孔絲堵，采用0.Imm鍍錫銅線10根編織作為屏蔽層纏繞在電極層 外層。最后在外層纏繞Kapton膠帶絕緣密封，得到摩擦壓力感應(yīng)電纜樣品7#。測(cè)定其輸出 電壓見(jiàn)表1。
[0128] 實(shí)施例8
[0129] 如圖8所示制備的摩擦壓力感應(yīng)電纜，其由內(nèi)而外依次同軸設(shè)置中心導(dǎo)線（1)，改 性高分子聚合物絕緣層（2)，第二高分子聚合物絕緣層（9)、電極層（3)，屏蔽層（5)，絕緣外 層⑷。
[0130] 其制備方法具體包括如下步驟：
[0131] 取500g的PDMS，在其中加入鈦酸鋇并混合均勻，鈦酸鋇的加入質(zhì)量為改性高分子 聚合物質(zhì)量的30%。
[0132] 在上述混合均勻的改性高分子聚合物中，加入固化劑道康寧184,其中PDMS與固 化劑質(zhì)量比例為1〇〇: 20,攪拌均勻后真空排氣30分鐘。
[0133] 選直徑為5mm的鍍錫銅導(dǎo)線為中心導(dǎo)線，在中心導(dǎo)線的一端加裝盲孔絲堵，在相 距20cm處加裝通孔絲堵，通孔絲堵與盲孔絲堵的橫截面形狀均一致，分別以兩端的絲堵的 上下底面為端面，在絲堵的I面上纏繞涂有導(dǎo)電膠的銅膠帶作為電極層，然后取下通孔絲 堵，從該端注入制備好的已抽氣的改性PDMS，注入的方式采用壓力注入，注滿后，加裝好通 孔絲堵，使中心導(dǎo)線與銅膠帶之間不得接觸，放入烘箱，烘烤溫度為80°C，烘烤4h。烘烤完 成后取下盲孔絲堵和通孔絲堵，將第二高分子聚合物絕緣層的PTFE線纏繞在改性高分子 聚合物絕緣層外層，采用0.Imm鍍錫銅線10根編織作為屏蔽層纏繞在銅膠帶外層。最后在 外層纏繞Kapton膠帶絕緣密封，得到摩擦壓力感應(yīng)電纜樣品8#。測(cè)定其輸出電壓見(jiàn)表1。
[0134] 實(shí)施例9
[0135] 制備改性高分子聚合物的材料為酚醛樹(shù)脂，結(jié)構(gòu)如圖1所示摩擦壓力感應(yīng)電纜， 其制備方法包括如下步驟：
[0136] 取500g的酚醛樹(shù)脂，在其中加入鈦酸鋇并混合均勻，鈦酸鋇的加入質(zhì)量為改性高 分子聚合物質(zhì)量的30%。
[0137] 在上述混合均勻的改性高分子聚合物中，加入固化劑石油磺酸，其中酚醛樹(shù)脂與 改性劑的質(zhì)量比例為10:1，攪拌均勻后真空排氣30分鐘。
[0138] 選直徑為5mm的鍍錫銅導(dǎo)線為中心導(dǎo)線，在中心導(dǎo)線的一端加裝盲孔絲堵，在相 距20cm處加裝通孔絲堵，通孔絲堵（6)與盲孔絲堵（7)的橫截面形狀均一致，分別以兩端 的絲堵的上下底面為端面，在絲堵的I面上（如圖5)纏繞涂有導(dǎo)電膠的銅膠帶，膠帶層數(shù) 為2圈，然后取下通孔絲堵，從該端注入制備好的已抽氣的改性酚醛樹(shù)脂，注入的方式可采 用自然注入(如圖6)，注滿后，加裝好通孔絲堵，使中心導(dǎo)線與銅膠帶之間不得接觸，放入烘 箱，烘烤溫度為70°C，烘烤5h。烘烤完成后，取下通孔絲堵和盲孔絲堵，在外層纏繞Kapton 膠帶絕緣密封，得到摩擦壓力感應(yīng)電纜9#。測(cè)定其輸出電壓見(jiàn)表1。
[0139] 實(shí)施例10
[0140] 如圖1所示摩擦壓力感應(yīng)電纜還可以通過(guò)如下方法制備，具體包括如下步驟：
[0141] 取500g的PDMS，按照10:1的比例加入固化劑道康寧184,攪拌均勻后真空排氣30 分鐘。
[0142]選直徑為5mm的鍍錫銅導(dǎo)線為中心導(dǎo)線，在中心導(dǎo)線的一端加裝盲孔絲堵，在相 距20cm處加裝通孔絲堵，通孔絲堵（6)與盲孔絲堵（7)的橫截面形狀均一致，分別以兩端 的絲堵的上下底面為端面，在絲堵的I面上（如圖5)纏繞涂有導(dǎo)電膠的銅膠帶，膠帶層數(shù) 為2圈，然后取下通孔絲堵，從該端注入制備好的已抽氣的PDMS，注入的方式可采用自然注 入(如圖6)，注滿后，加裝好通孔絲堵，使中心導(dǎo)線與銅膠帶之間不得接觸，放入烘箱，烘烤 溫度為80°C，烘烤4h。烘烤完成后，取下通孔絲堵和盲孔絲堵，在外層纏繞Kapton膠帶絕 緣密封，得到摩擦壓力感應(yīng)電纜10#。測(cè)定其輸出電壓見(jiàn)表1。
[0143] 表1實(shí)施例1-10制備的摩擦壓力感應(yīng)電纜的電壓值
[0144]

【權(quán)利要求】
1. 一種摩擦壓力感應(yīng)電纜，其特征在于，其包括依次同軸貼合設(shè)置的中心導(dǎo)線、改性 高分子聚合物絕緣層、電極層和絕緣外層；所述中心導(dǎo)線與改性高分子聚合物絕緣層，和/ 或改性高分子聚合物絕緣層與電極層分別通過(guò)摩擦產(chǎn)生信號(hào)；所述中心導(dǎo)線和電極層是該 摩擦壓力感應(yīng)電纜的輸出電極，所述改性高分子聚合物絕緣層含有高分子聚合物和改性材 料。
2. 如權(quán)利要求1所述摩擦壓力感應(yīng)電纜，其中所述改性材料為鈦酸鋇、鈦酸鎂、鈦酸 鈣、納米二氧化硅、金云母、白云母中的一種或幾種。
3. 如權(quán)利要求1或2所述摩擦壓力感應(yīng)電纜，其中加入所述改性材料的質(zhì)量為改性高 分子聚合物質(zhì)量的1%_45%。
4. 如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的摩擦壓力感應(yīng)電纜，中心導(dǎo)線與改性高分子聚合物絕 緣層為一體設(shè)置，改性高分子聚合物絕緣層與電極層之間沒(méi)有縫隙或縫隙極小。
5. 如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的摩擦壓力感應(yīng)電纜，其中所述改性高分子聚合物絕緣 層通過(guò)液態(tài)固化成型在中心導(dǎo)線上。
6. 如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的摩擦壓力感應(yīng)電纜，其中在電極層與絕緣外層之間設(shè) 有屏蔽層。
7. 如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的摩擦壓力感應(yīng)電纜，其中所述的中心導(dǎo)線為鍍錫銅導(dǎo) 線、鍍鋅銅導(dǎo)線、或鍍銀銅導(dǎo)線中一種或幾種編織而成。
8. 如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的摩擦壓力感應(yīng)電纜，其中在改性高分子聚合物絕緣層 和電極層之間還進(jìn)一步設(shè)置有第二高分子聚合物絕緣層。
9. 如權(quán)利要求8所述的摩擦壓力感應(yīng)電纜，其中所述改性高分子聚合物絕緣層與第二 高分子聚合物絕緣層之間，第二高分子聚合物絕緣層與電極層之間沒(méi)有縫隙或縫隙極小。
10. 如權(quán)利要求8-9任一項(xiàng)所述的摩擦壓力感應(yīng)電纜，其中所述電極層和第二高分子 聚合物絕緣層中至少有一個(gè)層結(jié)構(gòu)上設(shè)置有微納結(jié)構(gòu)。
11. 如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的摩擦壓力感應(yīng)電纜，其中所述高分子聚合物所用材 料選自聚二甲基硅氧烷、酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂、三聚氰胺樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、 有機(jī)娃樹(shù)脂、聚氨酯中的一種。
12. -種摩擦壓力感應(yīng)電纜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 改性高分子聚合物溶液的制備：在高分子聚合物中加入改性材料制備得到改性高 分子聚合物，后加入固化劑得到改性高分子聚合物溶液； (2) 澆注空腔骨架的形成：在中心導(dǎo)線的一端加裝盲孔密封管件，在距離盲孔密封管件 L處加裝通孔密封管件，在盲孔密封管件和通孔密封管件外層設(shè)置包覆層，形成以盲孔密封 管件和通孔密封管件為上下底面的封閉空腔結(jié)構(gòu)； (3) 澆注：將通孔密封管件從步驟（2)的澆注空腔骨架取下，將步驟（1)制備的高分子 聚合物溶液澆注到步驟（2)制備的澆注空腔內(nèi)，后將通孔密封管件加裝澆注后的空腔上對(duì) 其封閉得到澆注結(jié)構(gòu)； (4) 定型：將步驟（3)得到的封閉澆注結(jié)構(gòu)烘烤定型；之后將盲孔密封管件、通孔密封 管件以及用于形成空腔的輔助結(jié)構(gòu)取下；以及 (5) 絕緣外層的形成：在步驟（4)定型后的電極層外纏繞絕緣外層，得到摩擦壓力感應(yīng) 電纜。
13. 如權(quán)利要求12所述摩擦壓力感應(yīng)電纜的制備方法，其中步驟（1)所述改性材料為 鈦酸鋇、鈦酸鎂、鈦酸鈣、納米二氧化硅、金云母或者白云母中的一種或幾種。
14. 如權(quán)利要求12或13所述摩擦壓力感應(yīng)電纜的制備方法，其中步驟（1)中加入所述 改性材料的質(zhì)量為改性高分子聚合物質(zhì)量的1%_45%。
15. 如權(quán)利要求12-14任一項(xiàng)所述摩擦壓力感應(yīng)電纜的制備方法，其中步驟（1)中所述 改性材料為納米二氧化硅時(shí)，其加入質(zhì)量為改性高分子聚合物質(zhì)量的1%_20%。
16. 如權(quán)利要求12-15任一項(xiàng)所述摩擦壓力感應(yīng)電纜的制備方法，其中步驟（1)中所述 改性材料為鈦酸鋇時(shí)，其加入質(zhì)量為改性高分子聚合物質(zhì)量的1%_45%。
17. 如權(quán)利要求12-16任一項(xiàng)所述摩擦壓力感應(yīng)電纜的制備方法，其中步驟（1)中加入 的固化劑與高分子聚合物的質(zhì)量比例為1%_20%。
18. 如權(quán)利要求12-17任一項(xiàng)所述摩擦壓力感應(yīng)電纜的制備方法，其中所述高分子聚 合物所用材料選自聚二甲基硅氧烷（PDMS)、酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂、三聚氰胺樹(shù)脂、不飽和聚 酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂、聚氨酯中的一種。
19. 如權(quán)利要求12-18任一項(xiàng)所述摩擦壓力感應(yīng)電纜的制備方法，中心導(dǎo)線為鍍錫銅 導(dǎo)線、鍍鋅銅導(dǎo)線、或鍍銀銅導(dǎo)線中一種或幾種編織而成。
20. 如權(quán)利要求12-19任一項(xiàng)所述摩擦壓力感應(yīng)電纜的制備方法，其中步驟（2)所述的 設(shè)置包覆層是通過(guò)在盲孔密封管件和通孔密封管件外層包覆條狀、帶狀電極層實(shí)現(xiàn)。
21. 如權(quán)利要求12-20任一項(xiàng)所述摩擦壓力感應(yīng)電纜的制備方法，其中步驟（2)所述的 設(shè)置包覆層是通過(guò)在盲孔密封管件和通孔密封管件外層用輔助結(jié)構(gòu)包覆實(shí)現(xiàn)。
22. 如權(quán)利要求12-21任一項(xiàng)所述摩擦壓力感應(yīng)電纜的制備方法，其中步驟（4)定型后 的電極層外先設(shè)置屏蔽層，之后纏繞絕緣外層。
23. 如權(quán)利要求12-22任一項(xiàng)所述摩擦壓力感應(yīng)電纜的制備方法，其中步驟（4)取下輔 助結(jié)構(gòu)后在改性高分子聚合物絕緣層上纏繞條狀結(jié)構(gòu)、帶狀結(jié)構(gòu)或線編織的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)電極 層。
24. 如權(quán)利要求12-23任一項(xiàng)所述摩擦壓力感應(yīng)電纜的制備方法，其中步驟（4)取下輔 助結(jié)構(gòu)后在改性高分子聚合物絕緣層上纏繞第二高分子聚合物絕緣層。
25. 如權(quán)利要求24所述的摩擦壓力感應(yīng)電纜的制備方法，其中步驟（4)取下輔助結(jié)構(gòu) 后在第二高分子聚合物絕緣層上纏繞條狀結(jié)構(gòu)、帶狀結(jié)構(gòu)或線編織的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)電極層。
26. 如權(quán)利要求25所述摩擦壓力感應(yīng)電纜的制備方法，其所述中第二高分子聚合物層 材料選自聚乙烯塑料、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EPDM或熱塑性橡膠、聚對(duì)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、聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹(shù)脂薄膜中的一種。
27. 如權(quán)利要求12-26所述摩擦壓力感應(yīng)電纜的制備方法，其中步驟（3)所述澆注的澆 注方式為自然注入和/或壓力注入。
28. 如權(quán)利要求12-27任一項(xiàng)所述摩擦壓力感應(yīng)電纜的制備方法，其中步驟（1)所述的 加入的固化劑與高分子聚合物的質(zhì)量比例為10%，加入鈦酸鋇的質(zhì)量為改性高分子聚合物 質(zhì)量的30%。
【文檔編號(hào)】H02N1/04GK104515634SQ201310452020
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】徐傳毅, 趙豪, 郝立星, 王竹, 郎佳星, 孫利佳 申請(qǐng)人:納米新能源（唐山）有限責(zé)任公司