隨著社會的快速發(fā)展,當(dāng)下全球面臨著能源危機(jī)以及交通危機(jī)兩大問題,以高新節(jié)能技術(shù)助力智能駕駛,逐漸成為兩全其美的解決措施。一方面,摩擦納米發(fā)電機(jī)由于能將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能并實現(xiàn)自供能,從而廣泛應(yīng)用于自驅(qū)動的傳感器件。另一方面,駕駛狀態(tài)監(jiān)測非常有利于防止安全事故并確保駕駛員的安全。基于此,本文設(shè)計了一種基于摩擦發(fā)電傳感器的自供能智能安全帶,用于監(jiān)測駕駛員行車過程中的駕駛姿態(tài),為判別疲勞駕駛及激進(jìn)駕駛等危險行為提供參考。首先,本文提出了一種具有三摩擦層結(jié)構(gòu)的摩擦發(fā)電機(jī)新構(gòu)型并建立了理論數(shù)學(xué)模型,并且具體設(shè)計、仿真、制備了圓筒型及翹曲型兩種復(fù)合型摩擦納米發(fā)電機(jī),分別用于軸向拉伸與縱向壓縮傳感,進(jìn)而分別闡述了兩種發(fā)電機(jī)的工作原理。采用三軸壓縮及加熱的工藝流程制備了具有負(fù)泊松比性能的PU泡棉作為中間極性摩擦層。對于摩擦層PTFE薄膜,采用電感耦合等離子體（ICP）干刻蝕工藝,對其表面進(jìn)行了粗糙化改性,形成致密均勻的微納米柱結(jié)構(gòu),增強(qiáng)電學(xué)性能輸出。接著,利用拉伸及壓縮試驗平臺,對所設(shè)計制備的復(fù)合型摩擦納米傳感器進(jìn)行了電學(xué)性能標(biāo)定。其中,圓筒型摩擦發(fā)電傳感器的開路電壓與拉伸應(yīng)變呈正相關(guān),在100%拉伸應(yīng)變...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.2摩擦納米發(fā)電機(jī)組成

.1摩擦納米發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)作為自然界常見的一種現(xiàn)象，摩擦起電效應(yīng)一直未得到有效的研究與利用。12年，美國佐治亞理工學(xué)院的王中林教授及其同事利用摩擦起電以及靜電感理，發(fā)明了摩擦納米發(fā)電機(jī)（TENG），能夠?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能[15]。摩擦納米機(jī)可以有效收集并利用低頻、微小的機(jī)械能，....

圖1.3摩擦納米發(fā)電機(jī)工作原理示意圖

圖1.3摩擦納米發(fā)電機(jī)工作原理示意圖[15]自發(fā)明至今，各式各樣的摩擦納米發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)被設(shè)計并制作出來，如間隔物結(jié)構(gòu)、圓盤旋轉(zhuǎn)型、多層疊加結(jié)構(gòu)等，其具體的分類方式也多種多樣[15]。目前通常根據(jù)電極特點及摩擦層間的接觸方式將摩擦納米發(fā)電機(jī)大體分為四種構(gòu)型，如圖1.4所示。

圖1.4摩擦納米發(fā)電機(jī)四種工作模式

圖1.3摩擦納米發(fā)電機(jī)工作原理示意圖[15]自發(fā)明至今，各式各樣的摩擦納米發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)被設(shè)計并制作出來，如間隔圓盤旋轉(zhuǎn)型、多層疊加結(jié)構(gòu)等，其具體的分類方式也多種多樣[15]。目前通常特點及摩擦層間的接觸方式將摩擦納米發(fā)電機(jī)大體分為四種構(gòu)型，如圖

圖1.5摩擦納米發(fā)電機(jī)輸出特性

華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文電壓在不同外接負(fù)載下的詳細(xì)分布如圖1.5（a-c）所示。在短路條件下，電荷以最快的速度傳輸。在電極間接入相對較小的負(fù)載R，當(dāng)頂部電極停止移動（t=10ms）時，電荷Q仍然可以獲得其飽和值。但是，當(dāng)負(fù)載R超過一個閾值（10....

本文編號：4007775