本實(shí)用新型涉及傳感器
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種自驅(qū)動傳感器。
背景技術(shù)：
：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，用于測量人體行走過程或者撞擊次數(shù)的計(jì)數(shù)傳感器等可穿戴移動互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也應(yīng)運(yùn)而生。目前，常見的計(jì)數(shù)傳感器大多為采用磁式原理的磁式傳感器，該磁式傳感器一般包括磁路系統(tǒng)以及線圈，利用電磁感應(yīng)原理，通過磁路系統(tǒng)以及線圈將輸入運(yùn)動速度變換成感應(yīng)電勢輸出的傳感器。但是，磁式傳感器的磁路系統(tǒng)以及線圈導(dǎo)致該傳感器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本實(shí)用新型的主要目的是提供一種自驅(qū)動傳感器，旨在解決現(xiàn)有采用磁式原理的傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高的技術(shù)問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出的自驅(qū)動傳感器，所述自驅(qū)動傳感器包括：載體、駐極體、下電極以及上電極；所述載體設(shè)有空腔，所述下電極設(shè)有與所述空腔的腔壁連接的結(jié)合部，所述結(jié)合部容置于所述空腔內(nèi)，所述下電極中除所述結(jié)合部之外的部分位于所述載體上方；所述駐極體設(shè)置于所述下電極的上方，且與所述下電極之間設(shè)有第一絕緣部；所述上電極設(shè)置于所述駐極體的上方，且與所述駐極體之間設(shè)有第二絕緣部；所述下電極及上電極的一端分別通過傳輸導(dǎo)線與輸出模塊連接。優(yōu)選地，所述駐極體以及所述第二絕緣部之間設(shè)有輔助電極。優(yōu)選地，所述第一絕緣部以及所述第二絕緣部均為絕緣支撐架。優(yōu)選地，所述駐極體包括經(jīng)過高壓電暈極化的駐極體薄膜，所述駐極體薄膜中電極的厚度范圍為2nm-3μm。優(yōu)選地，所述載體的材料為彈性材料。優(yōu)選地，所述載體的厚度范圍為0.1mm-8mm、寬度范圍為0.5cm-6cm、長度范圍為0.5cm-6cm。優(yōu)選地，所述上電極的上方設(shè)置有硬質(zhì)載體。優(yōu)選地，所述硬質(zhì)載體的寬度范圍為0.5cm-6cm、長度范圍為0.5cm-6cm。優(yōu)選地，所述輸出模塊包括顯示單元和/或信號發(fā)送單元。優(yōu)選地，所述自驅(qū)動傳感器還包括與所述信號發(fā)送單元連接的計(jì)數(shù)模塊，所述計(jì)數(shù)模塊根據(jù)所述信號發(fā)送單元輸出的電信號進(jìn)行計(jì)數(shù)操作。本實(shí)用新型技術(shù)方案通過采用在載體中設(shè)置空腔，并將下電極的結(jié)合部與該空腔相互配合，使得該自驅(qū)動傳感器在因踩踏、擠壓或撞擊等使載體以及載體內(nèi)的空腔發(fā)生形變時(shí)，駐極體、下電極與上電極之間的空間位置發(fā)生變化，使得下電極、駐極體以及上電極之間的電場發(fā)生變化，從而使上電極以及下電極的表面電荷與表面電壓發(fā)生相應(yīng)變化，進(jìn)而使得自驅(qū)動傳感器的上電極與下電極之間能夠產(chǎn)生電壓脈沖，或者在傳輸導(dǎo)線、上電極、下電極以及輸出模塊之間形成回路中能夠產(chǎn)生相應(yīng)的電流脈沖，并能夠通過輸出模塊輸出產(chǎn)生的電流脈沖和/或電壓脈沖，以根據(jù)電壓脈沖或電流脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)、報(bào)警等，例如，根據(jù)電壓脈沖或電流脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)以實(shí)現(xiàn)行走計(jì)步，從而能夠大大降低用于計(jì)數(shù)的傳感器的成本。附圖說明圖1為本實(shí)用新型自驅(qū)動傳感器一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型自驅(qū)動傳感器的閉環(huán)電流測試曲線示意圖；圖3為本實(shí)用新型自驅(qū)動傳感器的開環(huán)電壓測試曲線示意圖。附圖標(biāo)號說明：載體1下電極2第一絕緣部3駐極體4第二絕緣部5上電極6硬質(zhì)載體7空腔8傳輸導(dǎo)線9輔助電極10輸出模塊11本實(shí)用新型目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例就本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。本實(shí)用新型提出一種自驅(qū)動傳感器。參照圖1至3，圖1為本實(shí)用新型自驅(qū)動傳感器一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)施例自驅(qū)動傳感器的閉環(huán)電流測試曲線示意圖，圖3為本實(shí)施例自驅(qū)動傳感器的開環(huán)電壓測試曲線示意圖。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，如圖1所示，該自驅(qū)動傳感器包括載體1、駐極體4、下電極2以及上電極6。所述載體1設(shè)有若干空腔8，所述下電極2設(shè)有與所述空腔8的腔壁連接的結(jié)合部，所述結(jié)合部容置于所述空腔8內(nèi)，所述下電極2中除所述結(jié)合部之外的部分位于所述載體1上方。所述駐極體4設(shè)置于所述下電極2的上方，且與所述下電極2之間設(shè)有第一絕緣部3；所述上電極6設(shè)置于所述駐極體4的上方，且與所述駐極體4之間設(shè)有第二絕緣部5。所述下電極2及上電極6的一端分別通過傳輸導(dǎo)線9與輸出模塊11連接。在本實(shí)施例中，結(jié)合部可貼合與空腔8的腔壁，或者結(jié)合部與空腔8的腔壁相互配合，或者結(jié)合部與空腔8的腔壁相互聯(lián)動，該結(jié)合部可部分覆蓋空腔8的腔壁，也可以完全覆蓋空腔8的腔壁，優(yōu)選地，該結(jié)合部完全覆蓋空腔8的腔壁，以提高該自驅(qū)動傳感器的效率。載體1中空腔8提供的懸空結(jié)構(gòu)，使得在按壓或踩踏自驅(qū)動傳感器時(shí)，能夠提供該載體1為按壓方向或踩踏方向的提供彈性，使得駐極體4能夠發(fā)生形變。因此，在載體1滿足要求下，空腔8的數(shù)量越多越好，空腔8的容積越大越好，具體地，空腔8的直徑可介于0.4cm-4cm之間，空腔8的橫截面形狀可以為半圓形、方形等形狀，或者，空調(diào)為長方體、正方體，半圓柱體等形狀，本實(shí)施例不做具體限定。在本實(shí)施例中，駐極體4具有自帶電荷，可通過靜電感應(yīng)對其周圍空間電極形成相對應(yīng)表面電荷，進(jìn)而與上電極6及下電極2形成穩(wěn)定的靜電場。第一絕緣部3以及第二絕緣部5使得駐極體4與下電極2以及駐極體4與上電極6之間分別絕緣，進(jìn)而能夠使駐極體4與下電極2以及駐極體4與上電極6之間實(shí)現(xiàn)靜電感應(yīng)。優(yōu)選地，第一絕緣部3以及第二絕緣部5均為絕緣支撐架，用于支撐駐極體4，并能夠緩存對駐極體4的撞擊，避免駐極體4薄膜在工作狀態(tài)下的損壞及變形，提高傳感器的穩(wěn)定性。本實(shí)施例的自驅(qū)動傳感器可以設(shè)置于鞋子中，在用戶穿著設(shè)有該自驅(qū)動傳感器的鞋子行走時(shí)，在鞋子與地面接觸過程中使得自驅(qū)動傳感器的受力增大，使得載體1發(fā)生形變，進(jìn)而使得載體1內(nèi)的空腔8發(fā)生相應(yīng)的形變，以使駐極體4、下電極2與上電極6之間的空間位置發(fā)生變化，從而使得下電極2、駐極體4以及上電極6之間的電場發(fā)生變化，進(jìn)而使上電極6以及下電極2的表面電荷與表面電壓發(fā)生相應(yīng)變化，進(jìn)而使得自驅(qū)動傳感器的上電極6與下電極2之間能夠產(chǎn)生電壓脈沖，或者在傳輸導(dǎo)線9、上電極6、下電極2以及輸出模塊11之間形成回路中能夠產(chǎn)生相應(yīng)的電流脈沖，從而能夠根據(jù)電壓脈沖或電流脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)行走計(jì)步。容易理解，為提高電壓脈沖或電流脈沖的峰值，上電極6與下電極2之間應(yīng)該保持合適的距離，優(yōu)選地，位于載體1上方的部分下電極2與上電極6之間的距離介于10μm-200mm之間。在一實(shí)施例中，駐極體4以及所述第二絕緣部5之間設(shè)有輔助電極10，以提高上電極6以及下電極2表面電荷發(fā)生變化的數(shù)量，進(jìn)而提高產(chǎn)生的電壓脈沖或電流脈沖的幅度，提高傳感器的效果。進(jìn)一步地，駐極體4包括經(jīng)過高壓電暈極化的駐極體4薄膜，所述駐極體4薄膜中電極的厚度范圍為2nm-3μm。在本實(shí)施例中，駐極體4薄膜經(jīng)高壓電暈極化，高壓電暈極化方式使駐極體4薄膜分子偶極子化，依據(jù)靜電感應(yīng)效應(yīng)，駐極體4薄膜周圍空間電極形成對應(yīng)表面電荷，因此，駐極體4薄膜能夠長期具有穩(wěn)定的高表面電荷以及高的表面電壓，其中，駐極體4薄膜的薄膜可采用采用聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯(PP)、氧化硅、氮化硅、左旋聚乳酸(PLLA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)以及聚全氟乙丙烯(FEP)等材料，薄膜的厚度可介于5μm-11mm之間，優(yōu)選地，本實(shí)施例中，采用聚四氟乙烯(PTFE)。駐極體4薄膜的電極可采用鋁(Al)、ITO、Pt、金(Au)、銅(Cu)、銀(Ag)等金屬材料，該電極的制備方式可采用電子束蒸發(fā)或者磁控濺射方式，電極的厚度可介于2nm-3μm。優(yōu)選地，載體1的材料為彈性材料。載體1的厚度范圍為0.1mm-8mm、寬度范圍為0.5cm-6cm、長度范圍為0.5cm-6cm。在本實(shí)施例中，該載體1的材料可以為橡膠、PDMS及硅膠等材料。進(jìn)一步地，上電極6的上方設(shè)置有硬質(zhì)載體71。在本實(shí)施例中，硬質(zhì)載體71的材料可以為硅膠，PDMS、Kapton，PET及鋁片等各類硬質(zhì)材料，硬質(zhì)載體71用于緩沖及保護(hù)駐極體4。硬質(zhì)載體71的寬度范圍為0.5cm-6cm、長度范圍為0.5cm-6cm。優(yōu)選地，硬質(zhì)載體71的寬度及長度應(yīng)與載體1的寬度及長度保持一致，以便于更好的緩沖及保護(hù)駐極體4。容易理解，上電極6、駐極體4薄膜、輔助電極10的形狀可以相同，也可以不同，優(yōu)選地，上電極6、駐極體4薄膜、輔助電極10的形狀相同，下電極2、上電極6、駐極體4薄膜、輔助電極10的寬度相同，下電極2、上電極6、駐極體4薄膜、輔助電極10的長度相同，并且下電極2、上電極6、駐極體4薄膜、輔助電極10的寬度等于或略小于載體1的寬度，下電極2、上電極6、駐極體4薄膜、輔助電極10的長度等于或略小于載體1的寬度，以確保該自驅(qū)動傳感器的穩(wěn)定性及效果。進(jìn)一步地，在一實(shí)施例中，輸出模塊11包括顯示單元和/或信號發(fā)送單元。其中，顯示單元用于顯示當(dāng)前該傳感器的電流脈沖或電壓脈沖。如圖2及圖3所示，其中，圖2為本實(shí)施例自驅(qū)動傳感器的閉環(huán)電流測試曲線示意圖，圖3為本實(shí)施例自驅(qū)動傳感器的開環(huán)電壓測試曲線示意圖。通過計(jì)算電流脈沖的峰值數(shù)量或者電壓脈沖的峰值數(shù)量即可實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)。需要強(qiáng)調(diào)的是，輸出模塊11還可以包括燈，該燈可以為LED燈，在用戶穿著設(shè)有該自驅(qū)動傳感器的鞋子在夜間行走時(shí)，該LED燈能夠根據(jù)上述電流脈沖或電壓脈沖進(jìn)行發(fā)光，進(jìn)而產(chǎn)生行走過程中LED燈閃爍的效果，從而能夠提醒路上的司機(jī)等，進(jìn)而能夠提高用戶行走的安全性。優(yōu)選地，自驅(qū)動傳感器還包括與所述信號發(fā)送單元連接的計(jì)數(shù)模塊，所述計(jì)數(shù)模塊根據(jù)所述信號發(fā)送單元輸出的電信號進(jìn)行計(jì)數(shù)操作。具體地，該計(jì)數(shù)模塊能夠根據(jù)信號發(fā)送單元發(fā)送的電流脈沖或電壓脈沖進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)行走計(jì)步等。容易理解，采用本實(shí)施例的自驅(qū)動傳感器可以實(shí)現(xiàn)各種場景的按壓報(bào)警，例如，在需要設(shè)置按壓報(bào)警的位置安裝本實(shí)施例的自驅(qū)動傳感器，并設(shè)置報(bào)警模塊與該自驅(qū)動傳感器的輸出模塊11進(jìn)行信號連接。在當(dāng)前存在按壓自驅(qū)動傳感器的操作時(shí)，例如，認(rèn)為按壓或者采用其他物品按壓該自驅(qū)動傳感器時(shí)，載體1發(fā)生形變，進(jìn)而使得載體1內(nèi)的空腔8發(fā)生相應(yīng)的形變，以使駐極體4、下電極2與上電極6之間的空間位置發(fā)生變化，從而使得下電極2、駐極體4以及上電極6之間的電場發(fā)生變化，進(jìn)而使上電極6以及下電極2的表面電荷與表面電壓發(fā)生相應(yīng)變化，進(jìn)而使得自驅(qū)動傳感器的上電極6與下電極2之間能夠產(chǎn)生電壓脈沖，或者在傳輸導(dǎo)線9、上電極6、下電極2以及輸出模塊11之間形成回路中能夠產(chǎn)生相應(yīng)的電流脈沖，并通過輸出模塊11將電壓脈沖或電流脈沖傳輸至報(bào)警模塊，報(bào)警模塊能夠根據(jù)接收到的電壓脈沖或電流脈沖進(jìn)行報(bào)警操作，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)各種報(bào)警。本實(shí)用新型技術(shù)方案通過采用在載體1中設(shè)置空腔8，并將下電極2的結(jié)合部與該空腔8相互配合，使得該自驅(qū)動傳感器在因踩踏、擠壓或撞擊等使載體1以及載體1內(nèi)的空腔8發(fā)生形變時(shí)，駐極體4、下電極2與上電極6之間的空間位置發(fā)生變化，使得下電極2、駐極體4以及上電極6之間的電場發(fā)生變化，從而使上電極6以及下電極2的表面電荷與表面電壓發(fā)生相應(yīng)變化，進(jìn)而使得自驅(qū)動傳感器的上電極6與下電極2之間能夠產(chǎn)生電壓脈沖，或者在傳輸導(dǎo)線9、上電極6、下電極2以及輸出模塊11之間形成回路中能夠產(chǎn)生相應(yīng)的電流脈沖，并能夠通過輸出模塊11輸出產(chǎn)生的電流脈沖和/或電壓脈沖，以根據(jù)電壓脈沖或電流脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)、報(bào)警等，例如，根據(jù)電壓脈沖或電流脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)以實(shí)現(xiàn)行走計(jì)步，從而能夠大大降低用于計(jì)數(shù)的傳感器的成本，使得該自驅(qū)動傳感器的應(yīng)用更加廣泛。應(yīng)當(dāng)說明的是，本實(shí)用新型的各個(gè)實(shí)施例的技術(shù)方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ)，當(dāng)技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無法實(shí)現(xiàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)人認(rèn)為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在，也不在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的
技術(shù)領(lǐng)域：
，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3