[实用新型]一种基于撞击式摩擦纳米发电的函数信号发生器

说明书

本实用新型涉及信号发生器领域，更具体地，涉及一种基于撞击式摩擦纳米发电的函数信号发生器。该发生器包括壳体、滑架、传动件和电机，所述滑架设于壳体中，滑架在壳体内往复滑动，且其滑动方向上的两端与壳体内壁发生碰撞；所述滑架与壳体相碰撞的两端均设有第一电极层，所述壳体与滑架相碰撞的内壁则设有第二电极层，所述第一电极层或第二电极层的表面贴合有摩擦层；所述第一电极层、第二电极层连接有输出电路；所述电机通过传动件驱使滑架来回滑动。通过电机的旋转，可以使滑架向两侧往复运动并撞击，从而不断产生电信号，最后通过输出电路对外输出函数信号。

技术领域

本实用新型涉及信号发生器领域，更具体地，涉及一种基于撞击式摩擦纳米发电的函数信号发生器。

背景技术

信号发生器是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备，它用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号，在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其它电参数时，以及测量元器件的特性与参数时，用作测试的信号源或激励源。而摩擦纳米发电技术是当两种不同材料相接触时，它们的表面由于接触起电作用会产生正负电荷，而当两种材料由于机械力的作用分离时，接触起电产生的正负电荷也发生分离，这种电荷分离会相应地在材料的上下电极上产生感应电势差，如果在两个电极之间接入负载，感应电势差会驱动电子通过外电路在两个电极之间流动，此外摩擦纳米发电机的发电原理。目前，暂未有发现将摩擦纳米发电技术与波形发生器之间进行结合使用。

公开号为CN106655877B的中国专利在2019年02月01日公开了一种发电机，结合海洋中的水波能，采用碰撞式的摩擦纳米发电技术进行发电，但是该方案中利用弹簧的弹性势能进行推动，缺乏稳定性，且容易失效，另外该方案主要用于发电，且涉及信号发生器的应用。

实用新型内容

本实用新型为突破性地将摩擦纳米发电技术应用于信号发生器，提供一种基于撞击式摩擦纳米发电的函数信号发生器，采用电机驱动的方式驱使摩擦纳米发电部件进行碰撞，确保碰撞的稳定性以及周期性，并灵活调整输出的函数信号。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于撞击式摩擦纳米发电的函数信号发生器，包括壳体、滑架、传动件和电机，所述滑架设于壳体中，滑架在壳体内往复滑动，且其滑动方向上的两端与壳体内壁发生碰撞；所述滑架与壳体相碰撞的两端均设有第一电极层，所述壳体与滑架相碰撞的内壁则设有第二电极层，所述第一电极层或第二电极层的表面贴合有摩擦层；所述第一电极层、第二电极层连接有输出电路；所述电机通过传动件驱使滑架来回滑动。输出电路为现有的常用整流稳压电路，主要用于将电势差转换成稳定的波形信号向外输出。

其中，电机转动，通过传动件推动滑架往一侧运动，贴在滑架外侧的第一电极层撞击壳体内壁的第二电极层，由于第一电极层、第二电极层之间有摩擦层，在撞击时，由于接触起电和静电感应会在电极层与摩擦层之间发生电子转移。当电机驱使滑架往相反一侧运动时，撞击的两个电极层存在电势差，所以在分离后产生电信号，滑架另一侧的撞击过程同理。通过电机的旋转，可以使滑架向两侧往复运动并撞击，从而不断产生电信号，最后通过输出电路对外输出函数信号。

进一步地，所述传动件为齿轮件，所述齿轮件的半侧外圆周设有轮齿，另外半侧外圆周保持平滑；所述滑架内侧两对边设有齿条，所述齿条平行于滑架的滑动方向；所述齿轮件单次只与单边齿条相啮合。其中，可采用特制的齿轮件和滑架齿条进行配合传动，不需改变电机的转动方向，也可切换滑架的滑动方向。当然，也可采用常规的齿轮以及单边齿条配合传动，但需要不断改变电机的转向。

进一步地，所述齿轮件与单边齿条的啮合距离不小于同侧第一电极层与第二电极层的最大距离。为了较好地控制撞击程度，齿轮件与单边齿条的啮合距离，即滑架的单侧滑动距离不小于该侧第一电极层与第二电极层的最大距离，才能发生碰撞，但为了防止碰撞过度，一般滑架的单侧滑动距离等于该侧第一电极层与第二电极层的最大距离。