基于摩擦发电的人体生理信号探测器件和声电转换器件的研究

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1、分类号：密级！ＵＤＣ：学号：４０５５ｒｏ８１３的９南昌大学硕±硏究生？学位论文基于摩擦发电的人体生理信号探测器件和声电转换器件的研究Ｈｕｍａｎｈｓｉｏｌｏｃａｐｙｇｉｌｓｉｎａｌｓｓｅｎｓｏｒｓａｎｄａｃｏｕｓ化ｅｌｅｃｔｒｇｉｃｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｉｄｅｖｉｃｅｓｂａｓｅｄｏｎｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃ蔡峰培养单位（院、系）：理学院物巧系指导教师姓名、职称：徐旭明教授、王立教巧中请学位的学科ｎ类：工学硕±学科专化名称：光学工程论文答辩日期：２０１６年５月

2、答辩委员会丰席：评阅人；巧店如ｒ年月曰一、学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的硏巧工作及取得的。研巧成果据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得盧昼么垄或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贾献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名（手写签字日期；自年夕月日０＾二、学位论文版权使用投权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，同意

3、被学查校有权保留井向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文数据阅和借巧。本人授权南昌大学可＾＾＾１将学位论文的全部或部分内容编入有关文库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论社将。本同时学位授权论北文京收录万方数据股份有限公司和中国学术期刊（光盘版）电子奔志论文全文数据到《中国学位论文全文数据库》和《中国优秀博硕±学位＂章程＂规定享库受》相中关全权文益发表，并通过网络向社会公众提供信息服务，同意按学位论文。，签字作者签名（手写导师签名（手写）；曰期；＞＾＾／＾年仁月言〇曰

4、签字曰期：＾＾６年３＇＇月《曰Ｉ论文题一＿目｜斗窜璋《带人結Ｍ考将满Ｉ淀若适為旋分）若粹．句姓｜严ｐ听＾院名據Ｉ学号斗成長／邸）＾０？弓论文级别厂博±口４Ｉ／系／所品＾谅．Ｉ专业Ｉ先雀雌ｎＥ备—注ｍａｉｌ邱：＂保密＂开公开□保密（向校学位办申请获批准为，年＿＿月后公）摘要摘要柔软的传感器件因其在智能机器人、医学监控、生理健康监测以及工程测量等领域内显示出重要作用而越发吸引学者们的注意。本文基于纳米摩擦发电机，通过选用超薄的聚四氟乙烯（PTFE）薄膜和聚对苯二甲酸乙二酯（PET）薄膜作为摩擦材料，并对P

5、ET进行化学腐蚀在其表面获取凹坑形的微观结构等优化处理，制作出具有体积小、成本低、灵敏度高的柔软的纳米摩擦发电传感器件(T-sensor)。由于这些优化和改进，这种传感器件在27mJ能量的作用下能够产生270mV的电压；作为电源时能产生高达110V的开路电压和2.25µA的短路电流。对于微弱的信号，T-sensor表现出了优异的探测能力，成功实现对人体肌肉运动，包括手掌张开-收缩-张开运动、嘴巴张开-咬合-张开运动、眨眼和胸部呼吸起伏的测量，也能连续、稳定地测量脉搏波、心尖搏动波信号。这种传感器件在人体肌肉运动和生理信号探测上具有很大的潜力。研究

6、中还通过额外增加共振腔，使得传感器能够将声音信号转换成电信号，即实现声电转换。实验中，在100dB声音驱动下这种声音发电装置经过桥式整流电路后在250s内将100µF的电容充满电，并使电容电压稳定在约3.2V。该器件能将声音的频率、幅度等信息以波形的形式显示在示波器上，研究中发现，改变共振腔的形状，频率响应也随之改变。此外，在适当的距离范围内，通过该器件能够实现声音定位，且相对误差仅为3％。因此，这种摩擦发电传感器件有望应用于复杂的声音信号的采集分析和声音定位中。关键词：纳米摩擦发电机；纳米摩擦发电传感器件，生理信号；声电转换ⅣAbstractA

7、bstractFlexiblesensorshaveattractedmoreandmoreattentionasafundamentalpartofanthropomorphicrobotresearch,medicaldiagnosis,physicalhealthmonitoring,andengineeringsurvey.Inthiswork,withtheoptimizationincludeemployingtheultrathinPTFEandPETfilmsasfrictioninterface,andachievingmicr

8、ostructureinthePETsurfacethroughchemicaletching,optimizedthetriboele