CN115824465B - 一种管状摩擦纳米发电传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管状摩擦纳米发电传感器，包括由外至内依次分布的摩擦发电外管、摩擦发电内管、绝缘管和绝缘柱；摩擦发电内管位于摩擦发电外管内，并且摩擦发电内管与摩擦发电外管过盈配合；绝缘管位于摩擦发电内管内，绝缘管底端与摩擦发电内管的内壁固定连接，并且绝缘管的顶端采用封板进行封闭；绝缘柱位于绝缘管内，并且绝缘柱与绝缘管间隙配合；绝缘管和绝缘柱之间通过弹性件连接，绝缘柱对绝缘管进行弹性支撑。本发明解决由于工作人员的工作量大，精力疲惫而导致工作疏忽的问题，充分发挥摩擦纳米发电机灵敏性好、易于安装操作且经济效益高，同时，避免人为失误的出现，其具有绿色环保的优点，适用于各种不同职能的设施需求。

Description

一种管状摩擦纳米发电传感器

技术领域

本发明属于传感器领域，跟具体地说，涉及一种管状摩擦纳米发电传感器，应用于各类站台、厂房及各种避免人进入危险区域的柱形报警结构。

背景技术

在过去的高铁站警示牌中，安全黄线经常作为警戒线，为安保人员提供帮助检查是否有乘客在高铁进站时未与高铁保持安全距离，止步盲道作为警示线，凸起的圆点通过在人体的脚部形成触觉来警告越过安全黄线的游客及时撤出危险区域，黄色醒目，使人警觉戒备。但是在现实生活中，人们往往会忽略这些警告提示，高铁站的安保人员也由于数量、精力有限，无法对所有的候车区进行实时监测，及时提示、疏导。从而偶尔会由于乘客的不小心，致使许多可以避免的意外发生。

为克服上述不足，本发明提出一种管状摩擦纳米发电传感器，利用人体的重力使上部压力板下沉，利用摩擦纳米发电机的发电原理产生电能，从而产生电信号传达到总监控室，并由总监控室及时安排工作人员迅速赶到现场进行劝阻，避免意外发生，由此可以节省大量的人力与资金，并且具有原理简单、安装便捷的优点，有效的利用人体的重力，具有节能减排、绿色环保的功效，避免了使用大型感应装置的巨大资金投入和保养、检修等所需的后续投入，具有经济、环保、绿色等优点。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种管状摩擦纳米发电传感器，解决由于工作人员的工作量大，精力疲惫而导致工作疏忽的缺陷，充分发挥摩擦纳米发电机灵敏性好、易于安装操作且经济效益高，同时，避免人为失误的出现，其具有绿色环保的优点，适用于各种不同职能的设施需求。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种管状摩擦纳米发电传感器，包括由外至内依次分布的摩擦发电外管、摩擦发电内管、绝缘管和绝缘柱；所述摩擦发电内管位于所述摩擦发电外管内，并且所述摩擦发电内管与所述摩擦发电外管过盈配合；所述绝缘管位于所述摩擦发电内管内，所述绝缘管底端与所述摩擦发电内管的内壁固定连接，并且所述绝缘管的顶端采用封板进行封闭；所述绝缘柱位于所述绝缘管内，并且所述绝缘柱与所述绝缘管间隙配合；所述绝缘管和绝缘柱之间通过弹性件连接，所述绝缘柱对所述绝缘管进行弹性支撑。

本发明采用上述技术方案，通过摩擦发电外管与摩擦发电内管发生相对滑动产生电荷的转移，从而进行发电，进一步的能够产生电信号，从而进行感应。

优选的，在上述一种管状摩擦纳米发电传感器中，所述封板的顶部设置有压板。

优选的，在上述一种管状摩擦纳米发电传感器中，摩擦发电外管采用尼龙材料制成，所述摩擦发电内管采用聚四氟乙烯制成。

优选的，在上述一种管状摩擦纳米发电传感器中，所述摩擦发电外管的内壁电性连接有第一导线，所述摩擦发电内管的外壁电性连接有第二导线，所述摩擦发电外管与所述摩擦发电内管滑动摩擦发电时，所述第一导线与所述第二导线连接，产生电流信号。

优选的，在上述一种管状摩擦纳米发电传感器中，所述绝缘管采用绝缘塑料制成。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种管状摩擦纳米发电传感器，具有以下优点：

本发明将管状摩擦纳米发电传感器进行排列布置，可以形成一条能够感应人员是否越界的警戒线，当人员越界踩踏在压板上时，能够产生电信号传达到总监控室，并由总监控室及时安排工作人员迅速赶到现场进行劝阻，人们更容易受到安全提示。

同时，本发明设置的压板具有采用凸出的结构设计，使得人员踩踏上之后有障碍感，通过足部的感知也能够提醒人员越界。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明的立体图；

图2附图为本发明的剖视图；

图3附图为本发明的安装示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

结合说明书附图1-3，本发明实施例公开了一种管状摩擦纳米发电传感器，包括由外至内依次分布的摩擦发电外管1、摩擦发电内管2、绝缘管3和绝缘柱4；摩擦发电内管2位于摩擦发电外管1内，并且摩擦发电内管2与摩擦发电外管1过盈配合；绝缘管3位于摩擦发电内管2内，绝缘管3底端与摩擦发电内管2的内壁固定连接，并且绝缘管3的顶端采用封板5进行封闭；绝缘柱4位于绝缘管3内，并且绝缘柱4与绝缘管3间隙配合；绝缘管3和绝缘柱4之间通过弹性件6连接，绝缘柱4对绝缘管3进行弹性支撑。

为了进一步优化上述技术方案，封板5的顶部设置有压板7。

为了进一步优化上述技术方案，摩擦发电外管1采用尼龙材料制成，摩擦发电内管2采用聚四氟乙烯制成。

为了进一步优化上述技术方案，摩擦发电外管1的内壁电性连接有第一导线，摩擦发电内管2的外壁电性连接有第二导线，摩擦发电外管1与摩擦发电内管2滑动摩擦发电时，第一导线与第二导线连接，产生电流信号。

为了进一步优化上述技术方案，封板5的底部设置有发电金属块8，绝缘柱4的顶端设置有发电高分子材料块9。

为了进一步优化上述技术方案，发电金属块8电性连接有第三导线，发电高分子材料块9电性连接有第四导线，发电金属块8与发电高分子材料块9接触压紧发电时，第三导线与第四导线连接，产生电流信号。

为了进一步优化上述技术方案，弹性件6为绝缘弹簧，弹簧的顶端与发电金属块8固定连接，弹簧的底端与发电高分子材料块9固定连接。

为了进一步优化上述技术方案，发电金属块8为铜电极或铝电极，发电高分子材料块9为聚酰亚胺材料块或聚甲基丙烯酸甲酯材料块。

为了进一步优化上述技术方案，绝缘管3采用绝缘塑料制成。

本发明安装在地面开设的凹槽10中，本发明采用复合型发电结构，具备两个发电机构，其中一个是，当人员越界踩踏在压板7上时，通过摩擦发电外管1与摩擦发电内管2发生相对位移摩擦发电，第一导线与第二导线连接，产生电流信号；另一个是，当人员越界踩踏在压板7上时，发电金属块8电性与发电高分子材料块9接触压紧发电，第三导线与第四导线连接，同样产生电流信号。当越界人员的足部从压板7上离开时，重力压迫消失，本发明中设置的弹性件6驱使绝缘管3上移复位。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种管状摩擦纳米发电传感器，其特征在于，包括由外至内依次分布的摩擦发电外管(1)、摩擦发电内管(2)、绝缘管(3)和绝缘柱(4)；所述摩擦发电内管(2)位于所述摩擦发电外管(1)内，并且所述摩擦发电内管(2)与所述摩擦发电外管(1)过盈配合；所述绝缘管(3)位于所述摩擦发电内管(2)内，所述绝缘管(3)底端与所述摩擦发电内管(2)的内壁固定连接，并且所述绝缘管(3)的顶端采用封板(5)进行封闭；所述绝缘柱(4)位于所述绝缘管(3)内，并且所述绝缘柱(4)与所述绝缘管(3)间隙配合；所述绝缘管(3)和绝缘柱(4)之间通过弹性件(6)连接，所述绝缘柱(4)对所述绝缘管(3)进行弹性支撑；

所述封板(5)的顶部设置有压板(7)；

所述封板(5)的底部设置有发电金属块(8)，所述绝缘柱(4)的顶端设置有发电高分子材料块(9)。

2.根据权利要求1所述的一种管状摩擦纳米发电传感器，其特征在于，摩擦发电外管(1)采用尼龙材料制成，所述摩擦发电内管(2)采用聚四氟乙烯制成。

3.根据权利要求2所述的一种管状摩擦纳米发电传感器，其特征在于，所述摩擦发电外管(1)的内壁电性连接有第一导线，所述摩擦发电内管(2)的外壁电性连接有第二导线，所述摩擦发电外管(1)与所述摩擦发电内管(2)滑动摩擦发电时，所述第一导线与所述第二导线连接，产生电流信号。

4.根据权利要求3所述的一种管状摩擦纳米发电传感器，其特征在于，所述发电金属块(8)电性连接有第三导线，所述发电高分子材料块(9)电性连接有第四导线，所述发电金属块(8)与所述发电高分子材料块(9)接触压紧发电时，所述第三导线与所述第四导线连接，产生电流信号。

5.根据权利要求1所述的一种管状摩擦纳米发电传感器，其特征在于，所述弹性件(6)为绝缘弹簧，所述弹簧的顶端与所述发电金属块(8)固定连接，所述弹簧的底端与所述发电高分子材料块(9)固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种管状摩擦纳米发电传感器，其特征在于，所述发电金属块(8)为铜电极或铝电极，所述发电高分子材料块(9)为聚酰亚胺材料块或聚甲基丙烯酸甲酯材料块。

7.根据权利要求1所述的一种管状摩擦纳米发电传感器，其特征在于，所述绝缘管(3)采用绝缘塑料制成。