[发明专利]一种纸基摩擦电自供能多尺度人机交互装置

权利要求书

1.一种纸基摩擦电自供能多尺度人机交互装置，包括一个纸基衬底（10）、四个上摩擦层（20）以及四个下摩擦层（30），其特征在于：所述的上摩擦层与下摩擦层都是柔性材料层，所述纸基衬底（10）共有四个按压位置，每个按压位置分为上、下面；所述四个上摩擦层（20）分别粘贴在纸基衬底（10）的四个按压位置的上面；所述四个下摩擦层（30）分别粘贴在纸基衬底（10）的四个按压位置的下面，即每一个按压位置安装一个摩擦纳米发电机；当所述纸基衬底（10）的按压位置受到按压的时候，对应的上摩擦层（20）与下摩擦层（30）会相互接触，当按压松开后，由于纸基具有回弹性，上摩擦层（20）与下摩擦层（30）会分离，接触分离过程将会产生电信号；所述纸基衬底（10）由纸基一（11）和纸基二（12）组成，所述的纸基一（11）和纸基二（12）完全相同，分别包括中间部分和左、右伸展部分，若干打孔折痕线将所述纸基一（11）和纸基二（12）分割出中间部分的大正方形和左、右两边各两个小正方形，各小正方形大小相同；所述纸基一（11）与纸基二（12）安装时沿着所述打孔折痕线进行折叠，但折叠方向相反，实现四个按压位置安装的摩擦纳米发电机彼此不会相互接触。

2.根据权利要求1所述的纸基摩擦电自供能多尺度人机交互装置，其特征在于：所述上摩擦层（20）由镍布层（21）和PET薄膜层（22）组成，所述的镍布层（21）作为摩擦纳米发电机的正摩擦层，选择0.1mm的镍布；所述的PET薄膜层（22）作为屏蔽层。

3.根据权利要求1所述的纸基摩擦电自供能多尺度人机交互装置，其特征在于：所述下摩擦层（30）由硅胶层（31）、镍布层（32）和PET薄膜层（33）组成，所述的硅胶层（31）作为摩擦纳米发电机的负摩擦层，所述的镍布层（32）作为导电层，所述的PET薄膜层（33）作为屏蔽层。

4.根据权利要求3所述的纸基摩擦电自供能多尺度人机交互装置，其特征在于：所述下摩擦层中硅胶层的硅胶模具（40）采用3D树脂打印制作，所述硅胶模具的四个槽底部贴有5000目数砂纸（41），硅胶层（31）表面可以复制5000目砂纸表面微观结构，使得硅胶层（31）表面接触面积得到提高，上摩擦层（20）与下摩擦层（30）接触时，可以产生更多的电荷转移，摩擦纳米发电机的输出性能也可以随之提高。

5.根据权利要求1所述的一种纸基摩擦电自供能多尺度人机交互装置，其工作流程特征在于：按压人机交互装置的单个摩擦纳米发电机或者多个摩擦纳米发电机的组合，产生电信号；接着使用MPU对摩擦纳米发电机产生的电信号进行采集；然后使用MPU识别单个摩擦纳米发电机或者多个摩擦纳米发电机组合的编码信号；最后根据识别出的编码信号，使用MPU发出对应的控制信号。