(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210549235.0 (22)申请日 2022.05.20 (71)申请人 河海大学 地址 211100 江苏省南京市江宁区佛城西 路8号 (72)发明人 王延杰　唐刚强　赵世界　王建峰　 赵春　梅栋　赵鑫　严钰婷　 (74)专利代理 机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 专利代理师 林青 (51)Int.Cl. G01L 1/18(2006.01) G01L 5/00(2006.01) G01B 7/02(2006.01) G01B 7/30(2006.01)G01D 21/02(2006.01) H02N 2/18(2006.01) (54)发明名称 一种基于柔性自供电材料的鼓型多功能传 感器 (57)摘要 本发明公开了一种基于柔性自供电材料的 鼓型多功能传感器， 属于传感器设计领域。 所述 多功能传感器包括两个端盖， 所述两个端盖之间 均匀固定若干个弹性应变片， 每个弹性应变片上 均固定有柔性自供电材料。 本发 明制备的鼓型传 感器可以同时实现压力传感、 行程传感、 角度传 感以及能量回收功能等多种传感功能， 并且不同 传感模式之间的切换不需要对传感器的结构进 行改变， 制作简单、 成本低廉且功能多样。 同时， 本发明制备的传感器采用柔性自供电材料作为 传感材料， 无需连接外部电源， 还可以用作能量 回收， 具有良好的环境友好 性。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 115265852 A 2022.11.01 CN 115265852 A 1.一种基于柔性自供电材料的鼓型多功能传感器， 其特征在于， 包括两个端盖， 所述两 个端盖之间均匀固定若干个弹性应变片， 使传感器整体为鼓型结构， 每个弹性应变片上均 固定有柔 性自供电材 料。 2.根据权利要求1所述的基于柔性自供电材料的鼓型多功能传感器， 其特征在于， 所述 两个端盖上均设有与弹性应变片等量的插孔， 所述插孔沿端盖边缘均匀设置， 所述弹性应 变片的端部插 入插孔中， 与端盖之间采用过盈配合的方式进行固定 。 3.根据权利要求2所述的基于柔性自供电材料的鼓型多功能传感器， 其特征在于， 所述 两个端盖内侧均设有凸台， 所述凸台设置 于若干插孔围绕的中间。 4.根据权利要求1所述的基于柔性自供电材料的鼓型多功能传感器， 其特征在于， 所述 弹性应变片与柔 性自供电材 料之间采用全贴合的方式胶接固定 。 5.根据权利要求1或4所述的基于柔性自供电材料的鼓型多功能传感器， 其特征在于， 所述弹性应 变片与柔 性自供电材 料之间通过VHB 双面胶进行粘接 。 6.根据权利要求5所述的基于柔性自供电材料的鼓型多功能传感器， 其特征在于，  所 述柔性自供电材 料外侧采用单面胶进行封装。 7.根据权利要求1或4所述的基于柔性自供电材料的鼓型多功能传感器， 其特征在于， 所述柔性自供电材料包括但不限于离子聚合物材料、 压电材料或离子凝胶材料， 所述柔性 自供电材 料的上下表面均覆盖有表面电极。 8.根据权利要求1或4所述的基于柔性自供电材料的鼓型多功能传感器， 其特征在于， 所述弹性应变片的材质为能够产生弹性形变的材料， 包括但不限于弹簧钢或弹性聚合物材 料。 9.根据权利要求1 ‑4中的任意一项所述的基于柔性自供电材料的鼓型多功能传感器， 其特征在于， 所述弹性应 变片至少设有3个。 10.根据权利要求1 ‑4中的任意一项所述的基于柔性自供电材料的鼓型多功能传感器， 其特征在于， 所述弹性应 变片具有向外突出的初始形状， 包括但不限于圆弧形或楔形。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115265852 A 2一种基于柔性自供电材料的鼓型多功能传感器 技术领域 [0001]本发明属于物理传感器技术领域， 更具体地， 涉及一种基于柔性自供电材料的鼓 型多功能传感器。 背景技术 [0002]传感器是工程领域必不可少的组件， 对于各种参数的测量以及机器的控制起着至 关重要的作用。 一般的单一传感器只能测量一种物理量或化学量， 而在工业生产、 航空航 天 等领域， 为了准确全面地认识对象或环境， 往往需要同时测量多个物理量、 化学量。 因此需 要一种多功能传感器以满足多参数的测量要求。 [0003]目前， 大多数多功能传感器 的实现一般采用把几个敏感元件制作在一起， 使一个 传感器能够同时测量几个参数， 具有多种功能。 这种传感器被称为集成化多功能传感器。 然 而， 将多个传感器集成在一起， 一方面提高了加工难度， 另一方面也使 得后端数据处理的工 作量大大提高。 因此， 亟需开 发一种一体式多功能传感器， 即一个传感器可以实现多种参数 的感知功能。 发明内容 [0004]本发明的目的是针对现有多功能传感器集成难、 测量难的问题， 提供一种基于柔 性自供电材料的鼓型多功能传感器， 可以实现压力感知、 行程感知、 偏转角度感知或能量回 收等多种功能。 [0005]为实现上述目的， 本发明是通过以下技 术方案实现的： 一种基于柔性自供电材料的鼓型多功能传感器， 包括两个端盖， 所述两个端盖之 间均匀固定若干个弹性应变片， 使传感器整体为鼓型结构， 每个弹性应变片上均固定有柔 性自供电材 料。 [0006]进一步的， 所述两个端盖上均设有与弹性应变片等量的插孔， 所述插孔沿端盖边 缘均匀设置， 所述弹性应变片的端部插入插孔中， 与端盖之间采用过盈配合的方式进行固 定。 [0007]进一步的， 所述两个端盖内侧均设有凸台， 所述凸台设置于若干插孔围绕的中间， 可以防止传感器 变形过程中弹性应 变片的两端发生接触， 起到限位作用。 [0008]进一步的， 所述弹性应变片与柔性自供电材料之间采用全贴合的方式胶接固定， 使柔性自供电材 料可跟随弹性应 变片的变形一 起发生变形并输出电压信号。 [0009]进一步的， 所述弹性应 变片与柔 性自供电材 料之间通过VHB 双面胶进行粘接 。 [0010]进一步的， 所述柔性自供电材料外侧采用单面胶进行封装， 防止柔性自供电材料 与周围环境进行湿度交换， 影响传感信号。 [0011]进一步的， 所述柔性自供电材料可以选用离子聚合物材料、 压电材料或离子凝胶 材料等， 所述 柔性自供电材 料的上下表面均覆盖有表面电极。 [0012]进一步的， 所述弹性应变片的材质为能够产生弹性形变 的材料， 可以选用弹簧钢说　明　书 1/3 页 3 CN 115265852 A 3