[发明专利]一种基于超弹性体材料摩擦生电的箭靶环数检测装置

权利要求书

1.一种基于超弹性体材料摩擦生电的箭靶环数检测装置，其特征在于，所述装置包括环数贴纸、纤维套、草垫、形状记忆合金、弹性垫片、第一起电层、第二起电层、环形亚克力板阵列、亚克力支撑板、整流桥、储能装置、单片机和显示屏；其中环数贴纸位于箭靶外层的纤维套表面，纤维套内部包括草垫，与草垫横截面积相等且紧密贴合的形状记忆合金，与形状记忆合金紧密贴合的第一起电层，与第一起电层相对放置的位于环形亚克力板阵列表面的第二起电层，环形亚克力板阵列根据到靶心位置的距离不同按矩阵分布，距离越近，环数越高；弹性垫片位于形状记忆合金和亚克力支撑板之间，且弹性联接形状记忆合金和亚克力支撑板；其中形状记忆合金、第一起电层、弹性垫片、第二起电层和环形亚克力板阵列组成单电极式摩擦纳米发电机；整流桥与摩擦纳米发电机的第二起电层联接，并与储能装置和单片机电性连接，显示屏与单片机电性连接；

所述第二起电层采用超弹性体薄膜材料，共包括3层，其中上下两层为硅胶，中间层为碳黑-碳纳米管-硅胶按1:4:100质量比制成的混合物，其在摩擦纳米发电机中充当导电层，每一层的厚度为50μm-1mm；

所述第一起电层选用丁腈橡胶或PTFE材料，厚度为50μm-1mm。

2.如权利要求1所述的一种基于超弹性体材料摩擦生电的箭靶环数检测装置，其特征在于，所述储能装置内有可充电锂电池，一方面能够接收摩擦纳米发电机产生的电能；另一方面，能够为单片机的信号处理及显示屏显示环数提供电能。

3.如权利要求1所述的一种基于超弹性体材料摩擦生电的箭靶环数检测装置，其特征在于，所述草垫由稻草经过加压设备压制而成，厚度在5mm-10mm范围内。

4.如权利要求1所述的一种基于超弹性体材料摩擦生电的箭靶环数检测装置，其特征在于，所述环形亚克力板阵列贴附于亚克力支撑板表面，所述超弹性体薄膜贴附于所述环形亚克力板阵列表面。

5.如权利要求1所述的一种基于超弹性体材料摩擦生电的箭靶环数检测装置，其特征在于，所述弹性垫片选用质软且弹性良好的橡胶材料，弹性垫片的厚度在500μm-1mm范围内。

6.如权利要求1所述的一种基于超弹性体材料摩擦生电的箭靶环数检测装置，其特征在于，所述纤维套厚度在500μm-1mm范围内，除环数贴纸以外，其他的组成部件均位于纤维套内部。

7.如权利要求1所述的一种基于超弹性体材料摩擦生电的箭靶环数检测装置，其特征在于，当弓箭射中箭靶时，弓箭所携带的动能和弓箭的冲击使得形状记忆合金在瞬间发生形变，贴附于形状记忆合金表面的第一起电层完成与第二起电层的接触分离，根据摩擦起电和静电感应原理，由于第一起电层和第二起电层材料电负性的较大差异，摩擦纳米发电机产生电信号输出，电信号经整流桥整流实现对储能装置的充电；与此同时，第二起电层位于环形亚克力板阵列表面，摩擦纳米发电机产生的电信号经由单片机处理分析得到弓箭射中靶的位置，最后将环数显示在显示屏上，达到对箭靶环数检测的目的。