[发明专利]叠层传感器装置及其制造方法

权利要求书

1.一种传感器装置，包括：

第一个多层，所述多层包括顶层、底层和至少一个中间层，所述至少一个中间层包括电导体层，其特征在于：

所述顶层、所述底层和所述至少一个中间层中的每个被设置成与相应的相邻层直接紧密接触，其中，直接紧密接触包括在相应界面处的物理接合；

并且还包括第二个所述多层，被设置成与所述第一个多层直接紧密接触，使得所述第二个多层的底层被设置成与所述第一个多层的顶层直接紧密接触；

所述第一个多层和所述第二个多层在没有外部电流产生装置的情况下且响应于被变形而产生压电电压；以及

所述第一个多层和所述第二个多层响应于被变形而产生电容变化；

其中，所述多层中的顶层或底层中至少之一为弹性体层；以及

其中，所述压电电压通过所述电导体层中的相应的电导体层与所述弹性体层中的相关联的相邻的弹性层之间的相对运动而产生，其中，所述相对运动是所述电导体层中的所述相应的电导体层和所述弹性体层中的所述相关联的相邻的弹性层被接合在一起且经受相应接合界面处的应变而引起的结果。

2.根据权利要求1所述的传感器装置，其中：

所述多层的顶层是在摩擦电序列上具有第一等级的单层第一弹性体泡沫层；以及

所述多层的底层是在摩擦电序列上具有第二等级的单层第二弹性体层。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的传感器装置，其中：

所述多层的顶层是在摩擦电序列上具有第一等级的单层第一弹性体泡沫层；

所述至少一个中间层的电导体层是被设置成与所述顶层直接紧密接触的第一电导体层；

所述至少一个中间层还包括在摩擦电序列上具有第二等级的第二弹性体层，所述第二弹性体层被设置成在与所述顶层的一侧相对的一侧与所述第一电导体层直接紧密接触；以及

所述底层是单层第二电导体层，被设置成在与所述第一电导体层的一侧相对的一侧与所述第二弹性体层直接紧密接触。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的传感器装置，其中：

所述第一个多层和所述第二个多层响应于被第一冲击力变形而产生第一压电电压，响应于被第二冲击力变形而产生第二压电电压，以及响应于被第三冲击力变形而产生第三压电电压；

所述第一压电电压、所述第二压电电压和所述第三压电电压与相应的所述第一冲击力、所述第二冲击力和所述第三冲击力具有线性关系。

5.根据权利要求2所述的传感器装置，其中：

所述第一弹性体泡沫层是未填充的聚氨酯。

6.根据权利要求5所述的传感器装置，其中：

所述未填充的聚氨酯是密度等于或大于9磅/立方英尺且等于或小于25磅/立方英尺的聚氨酯泡沫。

7.根据权利要求2所述的传感器装置，其中：

所述第二弹性体层是聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。

8.根据权利要求1至2中任一项所述的传感器装置，其中：

所述电导体层材料包括镍、铝或银中的至少一种。

9.根据权利要求3所述的传感器装置，其中：

所述第一电导体层材料和所述第二电导体层材料包括镍、铝或银中的至少一种。

10.根据权利要求1，2，5，6，7以及9中任一项所述的传感器装置，还包括：

被设置成彼此直接紧密接触以形成顺序重复的叠层构造的第三个或更多个所述多层；

所述叠层构造响应于被第一冲击力变形而产生第一压电电压，响应于被第二冲击力变形而产生第二压电电压，以及响应于被第三冲击力变形而产生第三压电电压；

所述第一压电电压、所述第二压电电压和所述第三压电电压与相应的所述第一冲击力、所述第二冲击力和所述第三冲击力具有线性关系。