一種摩擦壓力感應電纜的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種摩擦壓力感應電纜，其包括依次同軸貼合設置的中心導線、高分子聚合物絕緣層、電極層和絕緣外層；所述中心導線與高分子聚合物絕緣層，和/或高分子聚合物絕緣層與電極層分別通過摩擦產生信號；所述中心導線和電極層是該摩擦壓力感應電纜的輸出電極。本實用新型提供的摩擦壓力感應電纜在不需要高輸入阻抗電路或電荷放大器的條件下仍可實現與傳統(tǒng)壓力電纜相同的監(jiān)測效果。
【專利說明】一種摩擦壓力感應電纜
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種壓力電纜，尤其涉及摩擦壓力感應電纜的【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的發(fā)展，壓力電纜在過去數十年里取得了長足的發(fā)展，其廣泛應用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道、醫(yī)療等眾多行業(yè)。
[0003]一般普通壓力電纜的輸出為模擬信號，模擬信號是指信息參數在給定范圍內表現為連續(xù)的信號，或在一段連續(xù)的時間間隔內，其代表信息的特征量可以在任意瞬間呈現為任意數值的信號。而通常使用的壓力電纜主要是利用壓電效應制造而成的。盡管壓力電纜應用范圍如此廣泛，但它本身存在高阻抗，信號微弱這一弊端，需要采用高輸入阻抗電路或電荷放大器才能克服。
[0004]因此，開發(fā)一種新的輸出信號強度更高的壓力感應電纜成為業(yè)內人員的亟需解決的技術難題。
實用新型內容
[0005]本實用新型解決的技術問題是提供一種具有高輸出信號強度的摩擦壓力感應電纜。
[0006]具體來說，本實用新型通過如下技術方案解決上述技術問題的。
[0007]—種摩擦壓力感應電纜，其包括依次同軸貼合設置的中心導線、高分子聚合物絕緣層、電極層和絕緣外層；所述中心導線與高分子聚合物絕緣層，和/或高分子聚合物絕緣層與電極層分別通過摩擦產生信號；所述中心導線和電極層是該摩擦壓力感應電纜的輸出電極。
[0008]其中，所述中心導線與高分子聚合物絕緣層為一體設置，其中所述高分子聚合物絕緣層與電極層之間沒有縫隙或縫隙極小。
[0009]其中，所述高分子聚合物絕緣層通過液態(tài)固化成型在所述中心導線上。
[0010]其中，所述電極層為條狀結構、帶狀結構或線編織的網狀結構。
[0011]其中，在電極層與絕緣外層之間設有屏蔽層。
[0012]其中，在高分子聚合物絕緣層和電極層之間還進一步設置有第二高分子聚合物絕緣層。
[0013]其中，所述高分子聚合物絕緣層與第二高分子聚合物絕緣層之間，第二高分子聚合物絕緣層與電極層之間沒有縫隙或縫隙極小。
[0014]其中，所述第二高分子聚合物絕緣層材料選自聚乙烯塑料、聚丙烯塑料、氟塑料、聚氯乙烯、聚全氟乙丙烯、尼龍、聚烯烴、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、硅橡膠、四氟乙烯-乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚苯乙烯、氯化聚醚、聚酰亞胺、聚酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、熱塑性硫化橡膠(TPV)、熱塑性聚氨酯彈性體橡膠(TPU)、三元乙丙橡膠(EPDM)、熱塑性橡膠(TPR)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚偏氟乙烯、聚酯纖維、氟化乙烯丙烯共聚物、聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜中的一種。
[0015]其中，所述電極層和第二高分子聚合物絕緣層中至少有一個層結構上設置有微納結構。
[0016]其中，所述電極層的材料選自銦錫氧化物、銀納米線膜、銅、鐵、鋁、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、鈦、鉻、錫、猛、鑰、鶴或鑰;、招合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金、鉭合金中的一種或幾種。
[0017]其中，所述高分子聚合物絕緣層所用材料選自聚二甲基硅氧烷(PDMS)、酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂、聚氨酯中的一種。
[0018]其中，所述中心導線的材料選自銅、鐵、鋁、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、鈦、鉻、錫、錳、鑰、鎢或鑰;、招合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、鉍合金、銦合金、鎵合金、鎢合金、鑰合金、鈮合金、鉭合金，銦錫氧化物、銀納米線膜中的一種或幾種。
[0019]本實用新型的有益效果如下:
[0020]本實用新型提供的摩擦壓力感應電纜，利用外界環(huán)境對摩擦壓力感應電纜的作用使其產生形變并產生信號，通過測量該信號即可達到監(jiān)測的目的。通過實驗證明本實用新型的摩擦壓力感應電纜在相同條件下，所產生的信號強度要大于傳統(tǒng)的壓力電纜所產生的電壓信號，在不需要高輸入阻抗電路或電荷放大器的條件下仍可實現與傳統(tǒng)壓力電纜相同的監(jiān)測效果，從而提供了一種新的制作壓力感應電纜的方法。
[0021]本實用新型中的摩擦壓力感應電纜包括依次同軸貼合設置的中心導線、高分子聚合物絕緣層、電極層和絕緣外層，具有結構緊湊、穩(wěn)定性高、壽命長、效果顯著的優(yōu)點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型摩擦壓力感應電纜的一種【具體實施方式】；
[0023]圖2為本實用新型摩擦壓力感應電纜的另一種【具體實施方式】；
[0024]圖3為本實用新型摩擦壓力感應電纜的另一種【具體實施方式】；
[0025]圖4為本實用新型摩擦壓力感應電纜的另一種【具體實施方式】；
[0026]圖5為本實用新型摩擦壓力感應電纜制備過程的一種【具體實施方式】的示意圖；
[0027]圖6為本實用新型摩擦壓力感應電纜制備過程自然注入的示意圖；
[0028]圖7為本實用新型摩擦壓力感應電纜的一種【具體實施方式】；
[0029]圖8為本實用新型摩擦壓力感應電纜的一種【具體實施方式】；
[0030]其中，1-中心導線，2-高分子聚合物絕緣層，3-電極層，4-絕緣外層，5-屏蔽層，6-盲孔絲堵，7-通孔絲堵，8-柔性空心管，9-第二高分子聚合物絕緣層。
【具體實施方式】
[0031]為了充分說明本實用新型解決技術問題所實施使用的技術方案。下面對本實用新型做詳細說明，但本實用新型的技術方案和保護范圍并不僅僅限于此。[0032]本實用新型提供一種摩擦壓力感應電纜，其包括依次同軸貼合設置的中心導線、高分子聚合物絕緣層、電極層和絕緣外層；所述中心導線與高分子聚合物絕緣層，高分子聚合物絕緣層與電極層分別通過摩擦產生信號；所述中心導線和電極層是該摩擦壓力感應電纜的輸出電極。絕緣外層可以采用各種軟質絕緣材料，例如Kapton膠帶。其中所述中心導線與高分子聚合物絕緣層為一體設置，高分子聚合物絕緣層與電極層之間沒有縫隙或縫隙極小。其中所述高分子聚合物絕緣層通過液態(tài)固化成型在所述中心導線上。這種摩擦壓力感應電纜，結構簡單，只需要簡單的四層或五層的層結構就可以實現信號，不需要信號放大裝置。上述通過一體設置，最終形成的中心導線、高分子聚合物層和電極層之間沒有縫隙或縫隙極小，所述縫隙極小是考慮到接觸面在微觀狀態(tài)下不可能完全沒有縫隙的情況。
[0033]在一種【具體實施方式】中，所述電極層為條狀結構、帶狀結構或線編織的網狀結構。所述電極層所用材料選自銦錫氧化物、銀納米線膜、銅、鐵、鋁、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、鈦、鉻、錫、猛、鑰、鶴或鑰;、招合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金中的一種或幾種。其中所選材料是任意的導電金屬或金屬合金，優(yōu)選為銅。上述帶、條結構或線編制的網狀結構作為電極層用于摩擦壓力感應電纜的輸出電極。
[0034]所述中心導線的材料選自銅、鐵、鋁、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、鈦、鉻、錫、錳、鑰、鎢或釩、
招合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金、鉭合金，金屬氧化物、銀納米線中的一種或幾種。其中所選材料是任意的導電金屬或金屬合金，優(yōu)選為銅和鐵。
[0035]在一種【具體實施方式】中，所述摩擦壓力感應電纜，其中所述高分子聚合物絕緣層所用材料選自聚二甲基硅氧烷(PDMS)、酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹月旨、環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂、聚氨酯中的一種，優(yōu)選聚二甲基硅氧烷(PDMS)。
[0036]在一種【具體實施方式】中，所述的摩擦壓力感應電纜，在電極層與絕緣外層之間設有屏蔽層。所述屏蔽層的材料與電極層材料相同，在不設置屏蔽層時，所述的電極層也能起到屏蔽作用。為了屏蔽效果更加，可以再設置一層屏蔽層用于屏蔽電信號。
[0037]在一種【具體實施方式】中，其中所述電極層和第二高分子聚合物絕緣層中至少有一個層結構上設置有微納結構。當摩擦壓力感應電纜設置有第二高分子聚合物絕緣層時，第二高分子聚合物絕緣層和/或電極層的表面設置有微納結構，當摩擦壓力感應電纜沒有設置第二高分子聚合物絕緣層時，電極層上設置有微納結構。
[0038]在一種【具體實施方式】中，其中在高分子聚合物絕緣層和電極層之間還含有第二高分子聚合物絕緣層。
[0039]一種摩擦壓力感應電纜的制備方法，包括如下步驟:
[0040](I)高分子聚合物溶液的制備:在高分子聚合物中加入固化劑得到高分子聚合物溶液，其中固化劑與高分子聚合物的質量比例為1%_20% ;其中所述的固化劑與高分子聚合物的質量比例優(yōu)選10%。該步驟中加入固化劑使高分子聚合物固化成型。所述固化劑的種類是本領域技術人員根據不同的高分子聚合物通過公知常識進行常規(guī)選擇就可以得到。
[0041](2)澆注空腔骨架的形成:在中心導線的一端加裝盲孔密封管件，在距離盲孔密封管件L處加裝通孔密封管件，在盲孔密封管件和通孔密封管件外層設置包覆層，形成以盲孔密封管件和通孔密封管件為上下底面的封閉空腔結構；其中所述的盲孔密封管件為盲孔絲堵；所述的通孔密封管件為通孔絲堵。其中所述的通孔密封管件與盲孔密封管件的橫截面形狀相同，其中所述橫截面為垂直于所述管件中心線的截面。其中所述的包覆層是通過在盲孔密封管件和通孔密封管件外層包覆條狀或帶狀電極層實現。其中所述的包覆層是通過在盲孔密封管件和通孔密封管件外層用輔助結構包覆實現。
[0042]其中L的具體數值取決于所制備的摩擦壓力感應電纜的長度，可以是大于O的任意值。在形成封閉空腔結構過程中，可以采用任何可以形成用于澆注的空腔的方法，不限于通過電極層包覆圍成，通過輔助結構圍成。
[0043](3)澆注:將通孔密封管件從步驟(2)的澆注空腔骨架取下，將步驟(I)制備的高分子聚合物溶液澆注到步驟(2)制備的澆注空腔內，后將通孔密封管件加裝澆注后的空腔上對其封閉；優(yōu)選所述澆注的澆注方式為自然注入和/或壓力注入。通過上述注入方式后得到摩擦壓力感應電纜，其中心導線、高分子聚合物絕緣層、電極層貼合設置，形成緊湊、貼合的層結構，各層之間基本不能形成空腔，這樣的層結構更有利于各層之間的摩擦而產生電信號。所制備的摩擦壓力感應電纜具有結構緊湊、穩(wěn)定性好、壽命長、效果顯著的優(yōu)點。
[0044](4)定型:將步驟(3)得到的封閉烘烤定型；之后將盲孔密封管件、通孔密封管件以及用于形成空腔的輔助結構取下；所述形成空腔的輔助結構是柔性空心管、亞克力空心管、水溶性空心管。所述的輔助結構可以是任何用于形成空腔的而非本實用新型摩擦壓力感應電纜需要的結構。在進行烘烤定型過程中，烘烤定型的溫度和時間是本領域技術人員根據所烘烤的高分子聚合物的材料種類根據本領域的公知常識可以確定的，其中使用PDMS作為高分子聚合物絕緣層時，烘烤溫度為70-90°C，時間為3-5h。
[0045]在一種【具體實施方式】中，步驟(4)取下輔助結構后在高分子聚合物絕緣層上纏繞第二高分子聚合物絕緣層；或者步驟(4)取下輔助結構后在高分子聚合物絕緣層上纏繞條狀結構、線狀結構或線編織的網狀結構電極層；或者在步驟(4)取下輔助結構后在第二高分子聚合物絕緣層上纏繞條狀結構、線狀結構或線編織的網狀結構電極層。這樣將形成完整的多層結構。
[0046](5)絕緣外層的形成:在步驟(4)定型后的電極層外纏繞絕緣外層，得到摩擦壓力感應電纜。
[0047]其中步驟(4)定型后的電極層外先設置屏蔽層，之后再纏繞絕緣外層。
[0048]在一種【具體實施方式】中，摩擦壓力感應電纜的結構設計，如圖1所示，其為摩擦壓力感應電纜的一種結構。其中中心導線選任意直徑的銅制、鐵質等材質的導線，該導線起導電作用并作為摩擦壓力感應電纜的一極；盲孔絲堵與通孔絲堵采用不導電材質制作而成，起支撐作用；銅膠帶作為摩擦壓力感應電纜的另一極導電材料，同時與絲堵構成注入PDMS的圓柱空間；PDMS與中心導線和/或與電極層摩擦產生信號。
[0049]如圖2所示，其為摩擦壓力感應電纜的另外一種結構。其中中心導線選任意直徑的銅制、鐵質等材質的導線，該導線起導電作用并作為摩擦壓力感應電纜的一極；盲孔絲堵與通孔絲堵采用不導電材質制作而成，起支撐作用；柔性空心管與絲堵共同構成注入PDMS的圓柱空間；銅膠帶作為摩擦壓力感應電纜的另一極導電材料；PDMS與中心導線和/或與電極層摩擦產生信號。
[0050]在一種【具體實施方式】中，摩擦壓力感應電纜的制備方法如下:
[0051]制作PDMS0取一定質量的PDMS，按照10:1的比例加入固化劑，攪拌均勻后，放入真空干燥器內，將溶于PDMS中的空氣抽干凈。選一定直徑的中心導線，在中心導線的一端加裝盲孔絲堵，在相距L (L可根據具體要求取具體數值)處加裝通孔絲堵，通孔絲堵與盲孔絲堵的大小、形狀均一致，分別以兩端的絲堵為上下底面為端面，在絲堵的I面上(如圖5)纏繞涂有導電膠的銅膠帶，膠帶層數大于一圈，然后取下通孔絲堵，從該端注入已抽氣后的PDMS，注入的方式可采用自然注入或壓力注入(如采用注射器注入)等，注滿后，加裝好通孔絲堵，使中心導線與銅膠帶之間不得接觸，放入烘箱，烘烤溫度為70-90°C，時間為3-5h。烘烤完成后，取下盲孔絲堵和通孔絲堵，最后在外層纏繞Kapton膠帶絕緣密封。
[0052]下面通過具體的實施例來闡述本實用新型的方法的實施，本領域技術人員應當理解的是，這不應理解為對本實用新型權利要求保護范圍的限制。
[0053]實施例
[0054]下面對本實用新型實施例中的測定方法以及材料來源進行說明。
[0055]電壓的測定方法:將制備的摩擦壓力感應電纜的兩個電極輸出引線連接在示波器測試設備的兩個輸入端，屏蔽層電極接地。
[0056]下述實施例中使用的高分子聚合物等材料均為市售購買得到的。
[0057]實施例1
[0058]如圖1所示摩擦壓力感應電纜，其結構如下:其由內而外依次同軸設置中心導線(O,高分子聚合物絕緣層(2 )，電極層(3 )，絕緣外層(4 )。
[0059]下面結合圖2說明摩擦壓力感應電纜的制備方法，其中在摩擦壓力感應電纜的一端為盲孔絲堵(6)，另一端為通孔絲堵(7)。
[0060]其制備方法包括如下步驟:
[0061]取500g的PDMS，按照10:1的比例加入固化劑道康寧184，攪拌均勻后，放入真空干燥器內，將溶于PDMS中的空氣抽干凈。
[0062]選直徑為5mm的銅質中心導線，在中心導線的一端加裝盲孔絲堵，在相距20cm處加裝通孔絲堵，通孔絲堵(6)與盲孔絲堵(7)的橫截面形狀均一致，分別以兩端的絲堵為上下底面為端面，在絲堵的I面上(如圖5)纏繞涂有導電膠的銅膠帶，膠帶層數為2圈，然后取下通孔絲堵，從該端注入制備好的已抽氣的PDMS，注入的方式可采用自然注入(如圖6)，注滿后，加裝好通孔絲堵，使中心導線與銅膠帶之間不得接觸，放入烘箱，在烘烤溫度為80°C，烘烤4h。烘烤完成后，取下通孔絲堵和盲孔絲堵，在外層纏繞Kapton膠帶絕緣密封，得到摩擦壓力感應電纜1#。測定其輸出電壓為2.5V。
[0063]實施例2
[0064]如圖3所示制備的摩擦壓力感應電纜，其由內而外依次同軸設置中心導線(1)，高分子聚合物絕緣層(2)，電極層(3)，絕緣外層(4)，其中的電極層(3)為網狀結構。
[0065]下面結合圖4說明摩擦壓力感應電纜的制備方法，其是沒有取下盲孔絲堵、通孔絲堵以及制備空腔所用輔助結構的結構圖，其中在摩擦壓力感應電纜的一端為盲孔絲堵
(6)，另一端為通孔絲堵(7)，柔性空心管(8)在高分子聚合物絕緣層(2)外。其包括如下步驟:
[0066]取500g的PDMS，按照100:1的比例加入固化劑道康寧184，攪拌均勻后，放入真空干燥器內，將溶于PDMS中的空氣抽干凈。
[0067]選直徑為5mm的銅質中心導線，在中心導線的一端加裝盲孔絲堵，在相距20cm處加裝通孔絲堵，通孔絲堵與盲孔絲堵的橫截面形狀均一致，分別以兩端的絲堵為上下底面為端面，在絲堵的I面上將柔性空心管套入，然后取下通孔絲堵，從該端注入制備好的已抽氣的PDMS，注入的方式采用壓力注入，注滿后，加裝好通孔絲堵，使中心導線與柔性空心管之間不得接觸，放入烘箱，在烘烤溫度為80°C，烘烤3h。烘烤完成后，取下柔性空心管、通孔絲堵和盲孔絲堵，將金屬銅線纏繞在高分子聚合物絕緣層外形成網狀結構從而形成電極層，最后在外層纏繞Kapton膠帶絕緣密封，得到摩擦壓力感應電纜樣品2#。測定其輸出電壓為2.8V。
[0068]實施例3
[0069]如圖7所示制備的摩擦壓力感應電纜，其由內而外依次同軸設置中心導線(1)，高分子聚合物絕緣層(2)，電極層(3)，屏蔽層(5)，絕緣外層(4)。
[0070]其制備方法包括如下步驟:
[0071]取500g的PDMS，按照100:20的比例加入固化劑道康寧184，攪拌均勻后，放入真空干燥器內，將溶于PDMS中的空氣抽干凈。
[0072]選直徑為5mm的銅質中心導線，在中心導線的一端加裝盲孔絲堵，在相距20cm處加裝通孔絲堵，通孔絲堵與盲孔絲堵的橫截面形狀均一致，分別以兩端的絲堵為上下底面為端面，在絲堵的I面上纏繞涂有導電膠的銅膠帶形成電極層，然后取下通孔絲堵，從該端注入制備好的已抽氣的PDMS，注入的方式采用壓力注入，注滿后，加裝好通孔絲堵，使中心導線與銅膠帶之間不得接觸，放入烘箱，在烘烤溫度為80°C，烘烤4h。烘烤完成后，取下通孔絲堵和盲孔絲堵，采用0.1mm鍍錫銅線10根編織作為屏蔽層纏繞在電極層外層。最后在外層纏繞Kapton膠帶絕緣密封，得到摩擦壓力感應電纜樣品3#。測定其輸出電壓為3V。
[0073]實施例4
[0074]如圖8所示制備的摩擦壓力感應電纜，其由內而外依次同軸設置中心導線(1)，高分子聚合物絕緣層(2)，第二高分子聚合物絕緣層(9)、電極層(3)，屏蔽層(5)，絕緣外層(4)。
[0075]其制備方法包括如下步驟:
[0076]取500g的PDMS，按照10:1的比例加入固化劑道康寧184，攪拌均勻后，放入真空干燥器內，將溶于PDMS中的空氣抽干凈。
[0077]選直徑為5mm的銅質中心導線，在中心導線的一端加裝盲孔絲堵，在相距20cm處加裝通孔絲堵，通孔絲堵與盲孔絲堵的橫截面形狀均一致，分別以兩端的絲堵為上下底面為端面，在絲堵的I面上纏繞涂有導電膠的銅膠帶作為電極層，然后取下通孔絲堵，從該端注入制備好的已抽氣的PDMS，注入的方式采用壓力注入，注滿后，加裝好通孔絲堵，使中心導線與銅膠帶之間不得接觸，放入烘箱，在烘烤溫度為80°C，烘烤4h。烘烤完成后取下盲孔絲堵和通孔絲堵，將第二高分子聚合物絕緣層的PTFE線纏繞在銅膠帶外層，采用0.1mm鍍錫銅線10根編織作為屏蔽層纏繞在電極層外層。最后在外層纏繞Kapton膠帶絕緣密封，得到摩擦壓力感應電纜樣品4#。測定其輸出電壓為2.4V。
[0078]實施例5
[0079]如圖8所示制備的摩擦壓力感應電纜，其由內而外依次同軸設置中心導線(1)，高分子聚合物絕緣層(2)，第二高分子聚合物絕緣層(9)、電極層(3)，屏蔽層(5)，絕緣外層
(4)。[0080]其制備方法還可以包括如下步驟:
[0081]取500g的酚醛樹脂，按照10:1的比例加入固化劑石油磺酸，攪拌均勻后，放入真空干燥器內，將溶于酚醛樹脂中的空氣抽干凈。
[0082]選直徑為5mm的銅質中心導線，在中心導線的一端加裝盲孔絲堵，在相距20cm處加裝通孔絲堵，通孔絲堵與盲孔絲堵的橫截面形狀均一致，分別以兩端的絲堵為上下底面為端面，在絲堵的I面上纏繞涂有導電膠的銅膠帶(電極層)，然后取下通孔絲堵，從該端注入制備好的已抽氣的酚醛樹脂，注入的方式采用壓力注入，注滿后，加裝好通孔絲堵，使中心導線與銅膠帶之間不得接觸，放入烘箱，在烘烤溫度為70°C，烘烤4h。烘烤完成后，取下通孔絲堵和盲孔絲堵，將第二高分子聚合物絕緣層的PTFE線纏繞在銅膠帶外層，采用
0.1mm鍍錫銅線10根編織作為屏蔽層纏繞在電極層外層。最后在外層纏繞Kapton膠帶絕緣密封，得到摩擦壓力感應電纜樣品5#。測定其輸出電壓為2.2V。
[0083]實施例6
[0084]制備高分子聚合物絕緣層的材料為酚醛樹脂，結構如圖1所示摩擦壓力感應電纜，其制備方法包括如下步驟:
[0085]取500g的酚醛樹脂，按照10:1的比例加入固化劑石油磺酸，攪拌均勻后，放入真空干燥器內，將溶于酚醛樹脂中的空氣抽干凈。
[0086]選直徑為5mm的銅質中心導線，在中心導線的一端加裝盲孔絲堵，在相距20cm處加裝通孔絲堵，通孔絲堵(6)與盲孔絲堵(7)的橫截面形狀均一致，分別以兩端的絲堵為上下底面為端面，在絲堵的I面上(如圖5)纏繞涂有導電膠的銅膠帶，膠帶層數為2圈，然后取下通孔絲堵，從該端注入制備好的已抽氣的酚醛樹脂，注入的方式可采用自然注入(如圖6)，注滿后，加裝好通孔絲堵，使中心導線與銅膠帶之間不得接觸，放入烘箱，在烘烤溫度為80°C，烘烤4h。烘烤完成后，取下通孔絲堵和盲孔絲堵，在外層纏繞Kapton膠帶絕緣密封，得到摩擦壓力感應電纜1#。測定其輸出電壓為2V。
[0087]通過上述實施例1-6的數據可以看出，本實用新型實施例制備的摩擦壓力感應電纜，其輸出電壓高于傳統(tǒng)的壓力電纜，輸出電壓可以達到2-3V，性能顯著提高。
[0088]最后，需要注意的是:以上列舉的僅是本實用新型的具體實施例子，當然本領域的技術人員可以對本實用新型進行改動和變型，倘若這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內，均應認為是本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種摩擦壓力感應電纜，其特征在于，其包括依次同軸貼合設置的中心導線、高分子聚合物絕緣層、電極層和絕緣外層；所述中心導線與高分子聚合物絕緣層，和/或高分子聚合物絕緣層與電極層分別通過摩擦產生信號；所述中心導線和電極層是該摩擦壓力感應電纜的輸出電極。
2.如權利要求1所述的摩擦壓力感應電纜，其特征在于，其中所述中心導線與高分子聚合物絕緣層為一體設置，高分子聚合物絕緣層與電極層之間沒有縫隙或縫隙極小。
3.如權利要求1所述的摩擦壓力感應電纜，其特征在于，其中所述高分子聚合物絕緣層通過液態(tài)固化成型在所述中心導線上。
4.如權利要求2所述的摩擦壓力感應電纜，其特征在于，其中所述高分子聚合物絕緣層通過液態(tài)固化成型在所述中心導線上。
5.如權利要求1所述的摩擦壓力感應電纜，其特征在于，其中所述電極層為條狀結構、帶狀結構或線編織的網狀結構。
6.如權利要求1所述的摩擦壓力感應電纜，其特征在于，其中在電極層與絕緣外層之間設有屏蔽層。
7.如權利要求4所述的摩擦壓力感應電纜，其特征在于，其中在電極層與絕緣外層之間設有屏蔽層。
8.如權利要求1所述的摩擦壓力感應電纜，其特征在于，其中在高分子聚合物絕緣層和電極層之間還進一步設置有第二高分子聚合物絕緣層。
9.如權利要求2-7任一項所述的摩擦壓力感應電纜，其特征在于，其中在高分子聚合物絕緣層和電極層之間還進一步設置有第二高分子聚合物絕緣層。`
10.如權利要求8所述的摩擦壓力感應電纜，其特征在于，其中所述高分子聚合物絕緣層與第二高分子聚合物絕緣層之間，第二高分子聚合物絕緣層與電極層之間沒有縫隙或縫隙極小。
11.如權利要求9所述的摩擦壓力感應電纜，其特征在于，其中所述高分子聚合物絕緣層與第二高分子聚合物絕緣層之間，第二高分子聚合物絕緣層與電極層之間沒有縫隙或縫隙極小。
12.如權利要求8或10所述的摩擦壓力感應電纜，其特征在于，其中所述第二高分子聚合物絕緣層材料選自聚乙烯塑料、聚丙烯塑料、氟塑料、聚氯乙烯、聚全氟乙丙烯、尼龍、聚烯烴、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、硅橡膠、四氟乙烯-乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚苯乙烯、氯化聚醚、聚酰亞胺、聚酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、熱塑性硫化橡膠、熱塑性聚氨酯彈性體橡膠、三元乙丙橡膠或熱塑性橡膠、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚偏氟乙烯、聚酯纖維、氟化乙烯丙烯共聚物、聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜中的一種。
13.如權利要求9所述的摩擦壓力感應電纜，其特征在于，其中所述第二高分子聚合物絕緣層材料選自聚乙烯塑料、聚丙烯塑料、氟塑料、聚氯乙烯、聚全氟乙丙烯、尼龍、聚烯烴、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、硅橡膠、四氟乙烯-乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚苯乙烯、氯化聚醚、聚酰亞胺、聚酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、熱塑性硫化橡膠、熱塑性聚氨酯彈性體橡膠、三元乙丙橡膠或熱塑性橡膠、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚偏氟乙烯、聚酯纖維、氟化乙烯丙烯共聚物、聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜中的一種。
14.如權利要求8或10所述的摩擦壓力感應電纜，其特征在于，其中所述電極層和第二高分子聚合物絕緣層中至少有一個層結構上設置有微納結構。
15.如權利要求9所述的摩擦壓力感應電纜，其特征在于，其中所述電極層和第二高分子聚合物絕緣層中至少有一個層結構上設置有微納結構。
16.如權利要求1-8或10任一項所述的摩擦壓力感應電纜，其特征在于，其中所述高分子聚合物絕緣層所用材料選自聚二甲基硅氧烷、酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂、聚氨酯中的一種。
17.如權利要求9所述的摩擦壓力感應電纜，其特征在于，其中所述高分子聚合物絕緣層所用材料選自聚二甲基硅氧烷、酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂、聚氨酯 中的一種。
【文檔編號】H02N1/04GK203616029SQ201320598879
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權日:2013年9月26日
【發(fā)明者】徐傳毅, 趙豪, 郝立星, 王竹, 郎佳星 申請人:納米新能源（唐山）有限責任公司