CN104422552B - 采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，包括：支撑芯以及包裹所述支撑芯的摩擦电结构层；所述支撑芯和/或所述摩擦电结构层包括作为输出电极的结构；所述摩擦电结构层包括形成摩擦界面的第一结构层和第二结构层；其中，所述第一结构层至少包括第一金属线层，所述第一金属线层包括第一金属线基底层和形成在所述第一金属线基底层的一侧表面上的第一金属线；和/或，所述第二结构层至少包括第二金属线层，所述第二金属线层包括第二金属线基底层和形成在所述第二金属线基底层的一侧表面上的第二金属线。本发明的电缆具有灵敏度高、响应速度快、使用寿命长的特点，而且制作工艺简单，产品合格率提高。

Description

采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆

技术领域

本发明涉及摩擦发电技术领域，更具体地说，涉及一种采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆。

背景技术

压力感应电缆是一种采用同轴设计的压力传感器，同轴设计的层与层之间采用绝缘材料，当压电感应电缆被压缩或拉伸时，会发生压电效应，从而产生正比于压力的电荷或电压信号。压力感应电缆在一定的应用场合具有很多优点：由于采用同轴设计，可以达到自屏蔽的效果，使其能应用在高EMI的环境下；采用标准的同轴结合技术，它可以被做成无源的同轴电缆；由于本身的强度好，使其能应用在重型机械的轴计数上；作为线性的传感器，它能应用在大面积的监测上。现有的压力感应电缆一般由金属编织芯线、压电材料和金属外壳制成同轴结构。在制造过程中，需要将压电材料置于一个强电场中极化，制造工艺很复杂。另外，现有的压力感应电缆的灵敏度也不高。

利用摩擦电原理制造的压力感应电缆能够很好地感知外界压力并输出灵敏度较高的信号。同时采用具有微纳结构的摩擦发电机能进一步提高电缆的输出信号强度以及灵敏度。但是由于微纳结构的制备过程工艺复杂、成品率低，从而使该电缆的造价成本过高，不利于该电缆的产业化和商业化。

发明内容

本发明的发明目的是针对现有技术的缺陷，提出一种采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，用以提高产品合格率。

本发明提供了一种采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，包括：

支撑芯以及包裹所述支撑芯的摩擦电结构层；所述支撑芯和/或所述摩擦电结构层包括作为输出电极的结构；

所述摩擦电结构层包括形成摩擦界面的第一结构层和第二结构层；其中，所述第一结构层至少包括第一金属线层，所述第一金属线层包括第一金属线基底层和形成在所述第一金属线基底层的一侧表面上的第一金属线；和/或，所述第二结构层至少包括第二金属线层，所述第二金属线层包括第二金属线基底层和形成在所述第二金属线基底层的一侧表面上的第二金属线；

或者，所述摩擦电结构层与所述支撑芯之间形成摩擦界面，所述摩擦电结构层包括第三金属线层，所述第三金属线层包括第三金属线基底层和形成在所述第三金属线基底层的一侧表面上的第三金属线。

可选地，所述支撑芯为电极芯，所述电极芯为第一输出电极；或者，所述支撑芯包括绝缘芯以及包裹所述绝缘芯的电极层，所述电极层为第一输出电极。

可选地，所述第一结构层包括第一金属线层；或者，所述第一结构层包括由内至外依次包裹所述支撑芯的第一金属线层和第一高分子聚合物绝缘层，所述第一高分子聚合物绝缘层形成在所述第一金属线层具有第一金属线的一侧表面上，所述第一高分子聚合物绝缘层对应于所述第一金属线的位置具有凸起结构。所述第一金属线层不具有第一金属线的一侧表面紧固包裹所述支撑芯。

可选地，所述支撑芯为绝缘芯。

可选地，所述第一结构层包括第一金属线层；或者，所述第一结构层包括由内至外依次包裹所述支撑芯的第一金属线层和第一高分子聚合物绝缘层，所述第一高分子聚合物绝缘层形成在所述第一金属线层具有第一金属线的一侧表面上，所述第一高分子聚合物绝缘层对应于所述第一金属线的位置具有凸起结构。所述第一金属线层不具有第一金属线的一侧表面紧固包裹所述支撑芯，所述第一金属线为第一输出电极。

可选地，所述第二结构层包括第二电极层，所述第二电极层与所述第一结构层之间形成摩擦界面，所述第二电极层为第二输出电极；或者，所述第二结构层包括由内至外依次设置的第二高分子聚合物绝缘层和第二电极层；所述第二高分子聚合物绝缘层与所述第一结构层之间形成摩擦界面，所述第二电极层为第二输出电极；或者，所述第二结构层包括由内至外依次设置的第二金属线层和第二电极层，所述第二金属线层具有第二金属线的一侧表面与所述第一结构层的外侧表面接触形成摩擦界面；所述第二电极层为第二输出电极；或者，所述第二结构层包括由内至外依次设置的第二高分子聚合物绝缘层、第二金属线层和第二电极层，所述第二高分子聚合物绝缘层形成在所述第二金属线层具有第二金属线的一侧表面，并且对应于所述第二金属线的位置具有凸起结构，所述第二高分子聚合物绝缘层具有凸起结构的一侧表面与所述第一结构层的外侧表面接触形成摩擦界面；所述第二电极层为第二输出电极。

可选地，所述第二结构层包括第二金属线层，所述第二金属线层具有第二金属线的一侧表面与所述第一结构层的外侧表面接触形成摩擦界面；所述第二金属线为第二输出电极；或者，所述第二结构层包括由内至外依次设置的第二高分子聚合物绝缘层和第二金属线层，所述第二高分子聚合物绝缘层形成在所述第二金属线层具有第二金属线的一侧表面，并且对应于所述第二金属线的位置具有凸起结构，所述第二高分子聚合物绝缘层具有凸起结构的一侧表面与所述第一结构层的外侧表面接触形成摩擦界面；所述第二金属线为第二输出电极。

可选地，所述摩擦电结构层包括包裹所述支撑芯的第三金属线层，所述第三金属线层具有第三金属线的一侧表面与所述支撑芯接触形成摩擦界面；所述第三金属线为第二输出电极；或者，所述摩擦电结构层包括由内至外依次包裹所述支撑芯的第三金属线层和第三电极层，所述第三金属线层具有第三金属线的一侧表面与所述支撑芯接触形成摩擦界面；所述第三电极层为第二输出电极；或者，所述摩擦电结构层包括由内至外依次包裹所述支撑芯的第三高分子聚合物绝缘层和第三金属线层，所述第三高分子聚合物绝缘层形成在所述第三金属线层具有第三金属线的一侧表面，并且对应于所述第三金属线的位置具有凸起结构，所述第三高分子聚合物绝缘层具有凸起结构的一侧表面与所述支撑芯接触形成摩擦界面；所述第三金属线为第二输出电极；或者，所述摩擦电结构层包括由内至外依次包裹所述支撑芯的第三高分子聚合物绝缘层、第三金属线层和第三电极层，所述第三高分子聚合物绝缘层形成在所述第三金属线层具有第三金属线的一侧表面，并且对应于所述第三金属线的位置具有凸起结构，所述第三高分子聚合物绝缘层具有凸起结构的一侧表面与所述支撑芯接触形成摩擦界面；所述第三电极层为第二输出电极。

可选地，所述采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆还包括：设置在所述摩擦电结构层外周的屏蔽层和保护层。

可选地，所述摩擦电压力感应电缆为圆柱体结构或椭圆柱体结构或长方体结构。

可选地，所述电极芯或所述绝缘芯为多根；多根电极芯或绝缘芯并排平行设置，或者，多根电极芯或绝缘芯分层设置，各层包括至少两根并排平行设置的电极芯或绝缘芯。

本发明提供的上述采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆针对现有技术中微纳结构制作困难的问题，采用在金属线基底层上设置有金属线的方式，形成设置有金属线的基底摩擦层，从而制得的电缆具有灵敏度高、响应速度快、使用寿命长的特点，更重要的是采用热压的方式在金属线基底层上形成金属线凸起结构，工艺简单，不存在脱模困难的问题，使得产品合格率提高，且有利于电缆大规模批量生产，也极大的节约了成本。

附图说明

图1a为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例一的立体结构示意图；

图1b为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例一的轴向截面结构示意图；

图2为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例二的立体结构示意图；

图3为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例三的立体结构示意图；

图4为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例四的轴向截面结构示意图；

图5为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例五的轴向截面结构示意图；

图6为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例六的轴向截面结构示意图；

图7为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例七的轴向截面结构示意图；

图8为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例八的轴向截面结构示意图；

图9为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例九的轴向截面结构示意图；

图10为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例十的轴向截面结构示意图；

图11为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例十一的轴向截面结构示意图；

图12为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例十二的轴向截面结构示意图；

图13为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例十三的轴向截面结构示意图；

图14为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例十四的轴向截面结构示意图；

图15为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例十五的轴向截面结构示意图；

图16为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例十六的轴向截面结构示意图；

图17为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例十七的轴向截面结构示意图；

图18为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例十八的轴向截面结构示意图；

图19为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例十九的轴向截面结构示意图；

图20为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例二十的轴向截面结构示意图；

图21为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例二十一的轴向截面结构示意图；

图22为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例二十二的轴向截面结构示意图；

图23为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例二十三的轴向截面结构示意图；

图24为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例二十四的轴向截面结构示意图；

图25为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例二十五的轴向截面结构示意图；

图26为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例二十六的轴向截面结构示意图；

图27为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例二十七的轴向截面结构示意图；

图28为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例二十八的轴向截面结构示意图；

图29为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例二十九的轴向截面结构示意图；

图30为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例三十的轴向截面结构示意图。

具体实施方式

为充分了解本发明之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本发明做详细说明,但本发明并不仅仅限于此。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，包括支撑芯以及包裹该支撑芯的摩擦电结构层；支撑芯和/或摩擦电结构层包括作为输出电极的结构，用于输出信号。其中，一种结构为：摩擦电结构层包括形成摩擦界面的第一结构层和第二结构层；第一结构层至少包括第一金属线层，第一金属线层包括第一金属线基底层和形成在第一金属线基底层的一侧表面上的第一金属线；和/或，第二结构层至少包括第二金属线层，第二金属线层包括第二金属线基底层和形成在第二金属线基底层的一侧表面上的第二金属线。另一种结构为：摩擦电结构层与支撑芯之间形成摩擦界面，摩擦电结构层包括第三金属线层，第三金属线层包括第三金属线基底层和形成在第三金属线基底层的一侧表面上的第三金属线。由于金属线为微米级或纳米级的线状结构，而金属线基底层为层状结构，在金属线基底层的表面上具有金属线的位置和不具有金属线的位置形成凸起结构，这种凸起结构的制备方法很简单，得到的摩擦电压力感应电缆成品率高，大大降低了摩擦电压力感应电缆的造价成本，有利于摩擦电压力感应电缆的产业化和商业化。下面将通过几个具体的实施例对采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的结构进行详细介绍。

图1a为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例一的立体结构示意图，图1b为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例一的轴向截面结构示意图。如图1a和1b所示，该摩擦电压力感应电缆包括电极芯10以及由内至外依次包裹电极芯10的第一金属线层11、第二电极层12、屏蔽层13和保护层14。第一金属线层11和第二电极层12属于摩擦电结构层，其中，第一金属线层11为第一结构层，第二电极层12为第二结构层。电极芯10为圆柱体结构，依次包裹该电极芯10的各层的径向截面为环形结构，各层与电极芯10同轴设置，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为圆柱体结构。

第一金属线层11包括第一金属线基底层11a和形成在第一金属线基底层11a的一侧表面上的第一金属线11b。第一金属线层11不具有第一金属线11b的一侧表面紧固包裹电极芯10，第一金属线层11具有第一金属线11b的一侧表面朝向第二电极层12，并与第二电极层12接触形成摩擦界面。屏蔽层13紧固包裹第二电极层12，保护层14紧固包裹屏蔽层13。

在本实施例中，电极芯10为第一输出电极，第二电极层12为第二输出电极，即电极芯10和第二电极层12为摩擦电压力感应电缆的信号输出端。第一金属线层11为第一结构层的摩擦层，第二电极层12为第二结构层的摩擦层，第一金属线层11与第二电极层12之间形成摩擦界面。具体地，第二电极层12与第一金属线11b接触摩擦的同时，也与第一金属线基底层11a接触摩擦。第一金属线11b既起到和第二电极层12摩擦的作用，也作为微纳凸起增加摩擦度，使摩擦效果更佳。可选地，第二电极层12朝向第一金属线层11的一侧表面可以具有微纳结构，这样形成摩擦界面的两个表面都具有微纳结构，摩擦效果更佳。

如图1a所示，第一金属线11b纵向和横向交错的条纹状结构，本文称之为井字状结构，本发明不仅限于此，金属线还可以为仅横向或仅纵向等其它方向的条纹状结构。可选地，金属线也可以为Z状结构、叉指状结构、菱形状结构或轮胎花纹状结构。以井字状结构为例，每种条纹的形状根据金属线的制备方法不同而不同。如果采用涂覆或丝网印刷的方法在金属线基底层的表面上涂覆或印制金属线，那么所形成的金属线条纹的截面为矩形，该矩形的宽度和高度都为纳米级至微米级，优选为500nm至500μm。如果采用热压的方法将金属线嵌入到金属线基底层的表面上，那么所形成的金属线条纹的截面为圆形，该圆形的直径为纳米级至微米级，优选为500nm至500μm。这些条纹状结构的金属线之间的间距为纳米级至微米级，优选为100nm至10mm。

第一金属线基底层11a的材料可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或者再生聚乙烯对苯二甲酸酯(PETE)，也可以为能通过热压实现金属布线的材料，例如热塑性材料：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，俗称有机玻璃)、聚氯乙烯(PVC)、尼龙(Nylon)、聚碳酸酯(PC)和聚氨酯(PU)中的任意一种。第一金属线基底层11a需要耐高温100℃以上。

第一金属线11b的材料可以为金属或合金，其中金属是金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钼、钨或钒；合金是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金。

屏蔽层13的材料可以为金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钼、钨或钒。

保护层14的材料可以为聚氯乙烯（PVC）、聚碳酸酯（PC）、尼龙、脲醛树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS）、聚丙烯（PP）或橡胶。

电极芯10和第二电极层12的材料可以为铟锡氧化物、石墨烯、银纳米线膜、金属或合金；其中，金属是金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钼、钨或钒；合金是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金。

下面具体介绍一下本实施例的摩擦电压力感应电缆的工作原理：当该摩擦电压力感应电缆的各层发生机械形变时，摩擦电压力感应电缆中的第一金属线层与第二电极层相互摩擦产生静电荷，静电荷在电极芯和第二电极层上感应出电荷，从而导致电极芯和第二电极层之间出现电势差。由于电极芯和第二电极层之间电势差的存在，自由电子将通过外电路由电势低的一侧流向电势高的一侧，从而在外电路中形成电流。当该摩擦电压力感应电缆的各层恢复到原来状态时，这时形成在电极芯和第二电极层之间的内电势消失，此时已平衡的电极芯和第二电极层之间将再次产生反向的电势差，则自由电子通过外电路形成反向电流。在具体应用中，上述摩擦电压力感应电缆在受力条件下，通过金属线层和电极层之间的摩擦，能够产生与施加到压力感应电缆上的压力大小一一对应的电压信号，压力与电压信号的关系优选为单调递增关系或线性关系。

图2为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例二的立体结构示意图。如图2所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，电极芯20为长方体结构，依次包裹该电极芯20的各层形成与电极芯20所匹配的结构，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为长方体结构。

本实施例的其它结构和各结构的材料与实施例一相同，不再赘述。

图3为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例三的立体结构示意图。如图3所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，本实施例包括两根并排设置的电极芯30，依次包裹两根电极芯30的各层的径向截面的外轮廓为椭圆形，由此形成的摩擦电压力感应电缆为椭圆柱体结构。可选地，还可以并排平行设置三根以上的电极芯；或者，将多根电极芯分层设置，各层包括至少两根并排平行设置的电极芯。

本实施例的其它结构和各结构的材料与实施例一相同，不再赘述。

本实施例设置多根电极芯的方式不仅适用于圆柱体结构的电缆，也适用于长方体结构的电缆。

图4为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例四的轴向截面结构示意图。如图4所示，该摩擦电压力感应电缆包括电极芯40以及由内至外依次包裹电极芯40的第一金属线层41、第二高分子聚合物绝缘层42、第二电极层43、屏蔽层44和保护层45。第一金属线层41、第二高分子聚合物绝缘层42和第二电极层43属于摩擦电结构层，其中，第一金属线层41为第一结构层，第二高分子聚合物绝缘层42和第二电极层43属于第二结构层。电极芯40为圆柱体结构，依次包裹该电极芯40的各层的径向截面为环形结构，各层与电极芯40同轴设置，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为圆柱体结构。

第一金属线层41包括第一金属线基底层41a和形成在第一金属线基底层41a的一侧表面上的第一金属线41b。第一金属线层41不具有第一金属线41b的一侧表面紧固包裹电极芯40，第一金属线层41具有第一金属线41b的一侧表面朝向第二高分子聚合物绝缘层42，并与第二高分子聚合物绝缘层42接触形成摩擦界面。第二电极层43紧固包裹第二高分子聚合物绝缘层42，屏蔽层44紧固包裹第二电极层43，保护层45紧固包裹屏蔽层44。

在本实施例中，电极芯40为第一输出电极，第二电极层43为第二输出电极，即电极芯40和第二电极层43为摩擦电压力感应电缆的信号输出端。第一金属线层41为第一结构层的摩擦层，第二高分子聚合物绝缘层42为第二结构层的摩擦层，第一金属线层41与第二高分子聚合物绝缘层42之间形成摩擦界面。具体地，第二高分子聚合物绝缘层42与第一金属线41b接触摩擦的同时，也与第一金属线基底层41a接触摩擦。第一金属线41b既起到和第二高分子聚合物绝缘层42摩擦的作用，也作为微纳凸起增加摩擦度，使摩擦效果更佳。可选地，第二高分子聚合物绝缘层42朝向第一金属线层41的一侧表面可以具有微纳结构，这样形成摩擦界面的两个表面都具有微纳结构，摩擦效果更佳。

本实施例中，第一金属线的具体结构和尺寸、间距都可参见实施例一的描述。

本实施例中，第一金属线基底层、第一金属线、屏蔽层、保护层、电极芯和第二电极层的材料也可参见实施例一的描述。

第二高分子聚合物绝缘层42的材料可以为聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纤维再生海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、聚甲基薄膜、甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚异丁烯薄膜、聚氨酯柔性海绵薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸盐薄膜中的任意一种。

下面具体介绍一下本实施例的摩擦电压力感应电缆的工作原理：当该摩擦电压力感应电缆的各层发生机械形变时，摩擦电压力感应电缆中的第一金属线层与第二高分子聚合物绝缘层相互摩擦产生静电荷，静电荷在电极芯和第二电极层上感应出电荷，从而导致电极芯和第二电极层之间出现电势差。由于电极芯和第二电极层之间电势差的存在，自由电子将通过外电路由电势低的一侧流向电势高的一侧，从而在外电路中形成电流。当该摩擦电压力感应电缆的各层恢复到原来状态时，这时形成在电极芯和第二电极层之间的内电势消失，此时已平衡的电极芯和第二电极层之间将再次产生反向的电势差，则自由电子通过外电路形成反向电流。在具体应用中，上述摩擦电压力感应电缆在受力条件下，通过金属线层和高分子聚合物绝缘层之间的摩擦，能够产生与施加到压力感应电缆上的压力大小一一对应的电压信号，压力与电压信号的关系优选为单调递增关系或线性关系。

可选地，上述实施例四的电极芯也可为椭圆形或长方体结构，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为椭圆柱体结构或长方体结构。

可选地，上述实施例四也可包括两根以上并排平行设置的电极芯或多根分层设置且各层包括至少两根并排平行设置的电极芯。

图5为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例五的轴向截面结构示意图。如图5所示，该摩擦电压力感应电缆包括电极芯50以及由内至外依次包裹电极芯50的第一金属线层51、第二金属线层52、第二电极层53、屏蔽层54和保护层55。第一金属线层51、第二金属线层52和第二电极层53属于摩擦电结构层，其中，第一金属线层51为第一结构层，第二金属线层52和第二电极层53属于第二结构层。电极芯50为圆柱体结构，依次包裹该电极芯50的各层的径向截面为环形结构，各层与电极芯50同轴设置，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为圆柱体结构。

第一金属线层51包括第一金属线基底层51a和形成在第一金属线基底层51a的一侧表面上的第一金属线51b，第二金属线层52包括第二金属线基底层52a和形成在第二金属线基底层52a的一侧表面上的第二金属线52b。第一金属线层51不具有第一金属线51b的一侧表面紧固包裹电极芯50，第一金属线层51具有第一金属线51b的一侧表面朝向第二金属线层52，并与第二金属线层52具有第二金属线52b的一侧表面接触形成摩擦界面。第二电极层53紧固包裹第二金属线层52，屏蔽层54紧固包裹第二电极层53，保护层55紧固包裹屏蔽层54。

在本实施例中，电极芯50为第一输出电极，第二电极层53为第二输出电极，即电极芯50和第二电极层53为摩擦电压力感应电缆的信号输出端。第一金属线层51为第一结构层的摩擦层，第二金属线层52为第二结构层的摩擦层，第一金属线层51和第二金属线层52之间形成摩擦界面。具体地，第一金属线51b与第二金属线52b接触摩擦的同时，也与第二金属线基底层52a接触摩擦，第二金属线52b与第一金属线51b接触摩擦的同时，也与第一金属线基底层51a接触摩擦。第一金属线51b和第二金属线52b作为微纳凸起可增加摩擦度，使摩擦效果更佳。

本实施例中，第一金属线和第二金属线的具体结构和尺寸、间距都可参见实施例一的描述。

本实施例中，第一金属线基底层、第一金属线、屏蔽层、保护层、电极芯和第二电极层的材料也可参见实施例一的描述。

第二金属线基底层的材料可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或者再生聚乙烯对苯二甲酸酯(PETE)，也可以为能通过热压实现金属布线的材料，例如热塑性材料：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，俗称有机玻璃)、聚氯乙烯(PVC)、尼龙(Nylon)、聚碳酸酯(PC)和聚氨酯(PU)中的任意一种。第二金属线基底层需要耐高温100℃以上。

第二金属线的材料可以为金属或合金，其中金属是金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钼、钨或钒；合金是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金。

下面具体介绍一下本实施例的摩擦电压力感应电缆的工作原理：当该摩擦电压力感应电缆的各层发生机械形变时，摩擦电压力感应电缆中的第一金属线层与第二金属线层相互摩擦产生静电荷，静电荷在电极芯和第二电极层上感应出电荷，从而导致电极芯和第二电极层之间出现电势差。由于电极芯和第二电极层之间电势差的存在，自由电子将通过外电路由电势低的一侧流向电势高的一侧，从而在外电路中形成电流。当该摩擦电压力感应电缆的各层恢复到原来状态时，这时形成在电极芯和第二电极层之间的内电势消失，此时已平衡的电极芯和第二电极层之间将再次产生反向的电势差，则自由电子通过外电路形成反向电流。在具体应用中，上述摩擦电压力感应电缆在受力条件下，通过金属线层和金属线层之间的摩擦，能够产生与施加到压力感应电缆上的压力大小一一对应的电压信号，压力与电压信号的关系优选为单调递增关系或线性关系。

可选地，上述实施例五的电极芯也可为椭圆形或长方体结构，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为椭圆柱体结构或长方体结构。

可选地，上述实施例五也可包括两根以上并排平行设置的电极芯或多根分层设置且各层包括至少两根并排平行设置的电极芯。

图6为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例六的轴向截面结构示意图。如图6所示，该摩擦电压力感应电缆包括电极芯60以及由内至外依次包裹电极芯60的第一金属线层61、第二高分子聚合物绝缘层62、第二金属线层63、第二电极层64、屏蔽层65和保护层66。第一金属线层61、第二高分子聚合物绝缘层62、第二金属线层63和第二电极层64属于摩擦电结构层，其中，第一金属线层61为第一结构层，第二高分子聚合物绝缘层62、第二金属线层63和第二电极层64属于第二结构层。电极芯60为圆柱体结构，依次包裹该电极芯60的各层的径向截面为环形结构，各层与电极芯60同轴设置，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为圆柱体结构。

第一金属线层61包括第一金属线基底层61a和形成在第一金属线基底层61a的一侧表面上的第一金属线61b，第二金属线层63包括第二金属线基底层63a和形成在第二金属线基底层63a的一侧表面上的第二金属线63b。第一金属线层61不具有第一金属线61b的一侧表面紧固包裹电极芯60。第二高分子聚合物绝缘层62形成在第二金属线层63具有第二金属线63b的一侧表面，并且对应于第二金属线63b的位置具有凸起结构。具体地，采用旋转涂覆、刮涂、丝网印刷或静电喷涂等方法将上述形成第二高分子聚合物绝缘层62的材料涂覆在第二金属线基底层63a的具有第二金属线63b的一侧表面上，形成具有微纳凸起结构的第二高分子聚合物绝缘层62；然后将形成有第二高分子聚合物绝缘层62的第二金属线层63包裹第一金属线层61，使得第二高分子聚合物绝缘层62具有凸起结构的一侧表面与第一金属线层61具有第一金属线61b的一侧表面（即第一结构层的外侧表面）接触形成摩擦界面。接着，第二电极层64紧固包裹第二金属线层63，屏蔽层65紧固包裹第二电极层64，保护层66紧固包裹屏蔽层65。

在本实施例中，电极芯60为第一输出电极，第二电极层64为第二输出电极，即电极芯60和第二电极层64为摩擦电压力感应电缆的信号输出端。第一金属线层61为第一结构层的摩擦层，第二金属线层63以及其上所形成的第二高分子聚合物绝缘层62为第二结构层的摩擦层，第一金属线层61与第二高分子聚合物绝缘层62之间形成摩擦界面。具体地，第二高分子聚合物绝缘层62与第一金属线61b接触摩擦的同时，也与第一金属线基底层61a接触摩擦。第一金属线61b既起到和第二高分子聚合物绝缘层62摩擦的作用，也作为微纳凸起增加摩擦度，使摩擦效果更佳。另外，由于第二高分子聚合物绝缘层62也具有微纳凸起结构，使得形成摩擦界面的两个表面都具有微纳结构，摩擦效果更佳。

本实施例中，第一金属线和第二金属线的具体结构和尺寸、间距都可参见实施例一的描述。

本实施例中，第一金属线基底层、第一金属线、第二金属线基底层、第二金属线、屏蔽层、保护层、电极芯和第二电极层的材料可参见实施例五的描述。第二高分子聚合物绝缘层的材料可参见实施例四的描述。

优选地，第二高分子聚合物绝缘层上形成的凸起结构为微纳凸起结构，该微纳凸起结构中凸起的高度优选为1μm至100μm，凸起之间的间距优选为100nm至10mm。第二高分子聚合物绝缘层的厚度优选为500nm至500μm。

下面具体介绍一下本实施例的摩擦电压力感应电缆的工作原理：当该摩擦电压力感应电缆的各层发生机械形变时，摩擦电压力感应电缆中的第一金属线层与第二高分子聚合物绝缘层相互摩擦产生静电荷，静电荷在电极芯和第二电极层上感应出电荷，从而导致电极芯和第二电极层之间出现电势差。由于电极芯和第二电极层之间电势差的存在，自由电子将通过外电路由电势低的一侧流向电势高的一侧，从而在外电路中形成电流。当该摩擦电压力感应电缆的各层恢复到原来状态时，这时形成在电极芯和第二电极层之间的内电势消失，此时已平衡的电极芯和第二电极层之间将再次产生反向的电势差，则自由电子通过外电路形成反向电流。在具体应用中，上述摩擦电压力感应电缆在受力条件下，通过金属线层和高分子聚合物绝缘层之间的摩擦，能够产生与施加到压力感应电缆上的压力大小一一对应的电压信号，压力与电压信号的关系优选为单调递增关系或线性关系。

可选地，上述实施例六的电极芯也可为椭圆形或长方体结构，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为椭圆柱体结构或长方体结构。

可选地，上述实施例六也可包括两根以上并排平行设置的电极芯或多根分层设置且各层包括至少两根并排平行设置的电极芯。

在上述各实施例的结构中，第一结构层都仅包括作为摩擦层的第一金属线层，可选地将上述各图结构中的第一结构层替换为由内至外依次包裹电极芯的第一金属线层和第一高分子聚合物绝缘层，其中第一高分子聚合物绝缘层形成在第一金属线层具有第一金属线的一侧表面上，第一高分子聚合物绝缘层对应于第一金属线的位置具有凸起结构，第一金属线层不具有第一金属线的一侧表面紧固包裹电极芯。除了第一结构层的结构不同之外，其它结构和材料都与上述实施例描述的相同。具体结构可参见如下图7至图10。

图7为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例七的轴向截面结构示意图。如图7所示，第一结构层包括第一金属线层70和第一高分子聚合物绝缘层71，其它结构和材料都与图1b对应的实施例相同，在此不再赘述。

图8为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例八的轴向截面结构示意图。如图8所示，第一结构层包括第一金属线层80和第一高分子聚合物绝缘层81，其它结构和材料都与图4对应的实施例相同，在此不再赘述。

图9为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例九的轴向截面结构示意图。如图9所示，第一结构层包括第一金属线层90和第一高分子聚合物绝缘层91，其它结构和材料都与图5对应的实施例相同，在此不再赘述。

图10为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例十的轴向截面结构示意图。如图10所示，第一结构层包括第一金属线层100和第一高分子聚合物绝缘层101，其它结构和材料都与图6对应的实施例相同，在此不再赘述。

在上述实施例七至实施例十中，第一高分子聚合物绝缘层的材料可以为聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纤维再生海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、聚甲基薄膜、甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚异丁烯薄膜、聚氨酯柔性海绵薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸盐薄膜中的任意一种。可选地，第一高分子聚合物绝缘层上形成的凸起结构为微纳凸起结构，该微纳凸起结构中凸起的高度优选为1μm至100μm，凸起之间的间距优选为100nm至10mm。第一高分子聚合物绝缘层的厚度优选为500nm至500μm。

在上述实施例一至实施例十中，都是由电极芯作为第一输出电极，本发明不仅限于此。作为另一种实施方式，将上述电极芯替换为包括绝缘芯和包裹绝缘芯的电极层的支撑芯，其它结构由内至外依次包裹该支撑芯，在这类结构中，电极层作为第一输出电极。电极层的材料可以为铟锡氧化物、石墨烯、银纳米线膜、金属或合金；其中，金属是金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钼、钨或钒；合金是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金。绝缘芯的材料可以为聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料。

图11为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例十一的轴向截面结构示意图。如图11所示，该摩擦电压力感应电缆包括绝缘芯110以及由内至外依次包裹绝缘芯110的第一金属线层111、第二电极层112、屏蔽层113和保护层114。第一金属线层111和第二电极层112属于摩擦电结构层，其中，第一金属线层111为第一结构层，第二电极层112为第二结构层。绝缘芯110为圆柱体结构，依次包裹该绝缘芯110的各层的径向截面为环形结构，各层与绝缘芯110同轴设置，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为圆柱体结构。

第一金属线层111包括第一金属线基底层111a和形成在第一金属线基底层111a的一侧表面上的第一金属线111b。第一金属线层111不具有第一金属线111b的一侧表面紧固包裹绝缘芯110，第一金属线层111具有第一金属线111b的一侧表面朝向第二电极层112，并与第二电极层112接触形成摩擦界面。屏蔽层113紧固包裹第二电极层112，保护层114紧固包裹屏蔽层113。

在本实施例中，第一金属线111b为第一输出电极，第二电极层112为第二输出电极，即第一金属线111b和第二电极层112为摩擦电压力感应电缆的信号输出端。由于第一金属线111b为电缆的一个信号输出端，因此本实施例中第一金属线111b优选为能够形成通路的结构，如井字状结构，这样在摩擦时能够感应出更多的电荷，进而提高发电效率。第一金属线层111为第一结构层的摩擦层，第二电极层112为第二结构层的摩擦层，第一金属线层111与第二电极层112之间形成摩擦界面。具体地，第二电极层112与第一金属线111b接触摩擦的同时，也与第一金属线基底层111a接触摩擦。第一金属线111b既起到和第二电极层112摩擦的作用，也作为微纳凸起增加摩擦度，使摩擦效果更佳。可选地，第二电极层112朝向第一金属线层111的一侧表面可以具有微纳结构，这样形成摩擦界面的两个表面都具有微纳结构，摩擦效果更佳。

本实施例中，第一金属线的具体结构和尺寸、间距都可参见实施例一的描述。

本实施例中，第一金属线基底层、第一金属线、屏蔽层、保护层和第二电极层的材料也可参见实施例一的描述。绝缘芯的材料可以为聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料。

下面具体介绍一下本实施例的摩擦电压力感应电缆的工作原理：当该摩擦电压力感应电缆的各层发生机械形变时，摩擦电压力感应电缆中的第一金属线层与第二电极层相互摩擦产生静电荷，静电荷在第一金属线和第二电极层上感应出电荷，从而导致第一金属线和第二电极层之间出现电势差。由于第一金属线和第二电极层之间电势差的存在，自由电子将通过外电路由电势低的一侧流向电势高的一侧，从而在外电路中形成电流。当该摩擦电压力感应电缆的各层恢复到原来状态时，这时形成在第一金属线和第二电极层之间的内电势消失，此时已平衡的第一金属线和第二电极层之间将再次产生反向的电势差，则自由电子通过外电路形成反向电流。在具体应用中，上述摩擦电压力感应电缆在受力条件下，通过金属线层和电极层之间的摩擦，能够产生与施加到压力感应电缆上的压力大小一一对应的电压信号，压力与电压信号的关系优选为单调递增关系或线性关系。

可选地，上述实施例十一的绝缘芯也可为椭圆形或长方体结构，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为椭圆柱体结构或长方体结构。

可选地，上述实施例十一也可包括两根以上并排平行设置的绝缘芯或多根分层设置且各层包括至少两根并排平行设置的绝缘芯。

图12为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例十二的轴向截面结构示意图。如图12所示，该摩擦电压力感应电缆包括绝缘芯120以及由内至外依次包裹绝缘芯120的第一金属线层121、第二高分子聚合物绝缘层122、第二电极层123、屏蔽层124和保护层125。第一金属线层121、第二高分子聚合物绝缘层122和第二电极层123属于摩擦电结构层，其中，第一金属线层121为第一结构层，第二高分子聚合物绝缘层122和第二电极层123属于第二结构层。绝缘芯120为圆柱体结构，依次包裹该绝缘芯120的各层的径向截面为环形结构，各层与绝缘芯120同轴设置，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为圆柱体结构。

第一金属线层121包括第一金属线基底层121a和形成在第一金属线基底层121a的一侧表面上的第一金属线121b。第一金属线层121不具有第一金属线121b的一侧表面紧固包裹电极芯120，第一金属线层121具有第一金属线121b的一侧表面朝向第二高分子聚合物绝缘层122，并与第二高分子聚合物绝缘层122接触形成摩擦界面。第二电极层123紧固包裹第二高分子聚合物绝缘层122，屏蔽层124紧固包裹第二电极层123，保护层125紧固包裹屏蔽层124。

在本实施例中，第一金属线121b为第一输出电极，第二电极层123为第二输出电极，即第一金属线121b和第二电极层123为摩擦电压力感应电缆的信号输出端。由于第一金属线121b为电缆的一个信号输出端，因此本实施例中第一金属线121b优选为能够形成通路的结构，如井字状结构，这样在摩擦时能够感应出更多的电荷，进而提高发电效率。第一金属线层121为第一结构层的摩擦层，第二高分子聚合物绝缘层122为第二结构层的摩擦层，第一金属线层121与第二高分子聚合物绝缘层122之间形成摩擦界面。具体地，第二高分子聚合物绝缘层122与第一金属线121b接触摩擦的同时，也与第一金属线基底层121a接触摩擦。第一金属线121b既起到和第二高分子聚合物绝缘层122摩擦的作用，也作为微纳凸起增加摩擦度，使摩擦效果更佳。可选地，第二高分子聚合物绝缘层122朝向第一金属线层121的一侧表面可以具有微纳结构，这样形成摩擦界面的两个表面都具有微纳结构，摩擦效果更佳。

本实施例中，第一金属线的具体结构和尺寸、间距都可参见实施例一的描述。

本实施例中，第一金属线基底层、第一金属线、屏蔽层、保护层、第二电极层和第二高分子聚合物绝缘层的材料也可参见实施例四的描述。绝缘芯的材料可参见实施例十一的描述。

下面具体介绍一下本实施例的摩擦电压力感应电缆的工作原理：当该摩擦电压力感应电缆的各层发生机械形变时，摩擦电压力感应电缆中的第一金属线层与第二高分子聚合物绝缘层相互摩擦产生静电荷，静电荷在第一金属线和第二电极层上感应出电荷，从而导致第一金属线和第二电极层之间出现电势差。由于第一金属线和第二电极层之间电势差的存在，自由电子将通过外电路由电势低的一侧流向电势高的一侧，从而在外电路中形成电流。当该摩擦电压力感应电缆的各层恢复到原来状态时，这时形成在第一金属线和第二电极层之间的内电势消失，此时已平衡的第一金属线和第二电极层之间将再次产生反向的电势差，则自由电子通过外电路形成反向电流。在具体应用中，上述摩擦电压力感应电缆在受力条件下，通过金属线层和高分子聚合物绝缘层之间的摩擦，能够产生与施加到压力感应电缆上的压力大小一一对应的电压信号，压力与电压信号的关系优选为单调递增关系或线性关系。

可选地，上述实施例十二的绝缘芯也可为椭圆形或长方体结构，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为椭圆柱体结构或长方体结构。

可选地，上述实施例十二也可包括两根以上并排平行设置的绝缘芯或多根分层设置且各层包括至少两根并排平行设置的绝缘芯。

图13为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例十三的轴向截面结构示意图。如图13所示，该摩擦电压力感应电缆包括绝缘芯130以及由内至外依次包裹绝缘芯130的第一金属线层131、第二金属线层132、第二电极层133、屏蔽层134和保护层135。第一金属线层131、第二金属线层132和第二电极层133属于摩擦电结构层，其中，第一金属线层131为第一结构层，第二金属线层132和第二电极层133属于第二结构层。绝缘芯130为圆柱体结构，依次包裹该绝缘芯130的各层的径向截面为环形结构，各层与绝缘芯130同轴设置，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为圆柱体结构。

第一金属线层131包括第一金属线基底层131a和形成在第一金属线基底层131a的一侧表面上的第一金属线131b，第二金属线层132包括第二金属线基底层132a和形成在第二金属线基底层132a的一侧表面上的第二金属线132b。第一金属线层131不具有第一金属线131b的一侧表面紧固包裹绝缘芯130，第一金属线层131具有第一金属线131b的一侧表面朝向第二金属线层132，并与第二金属线层132具有第二金属线132b的一侧表面接触形成摩擦界面。第二电极层133紧固包裹第二金属线层132，屏蔽层134紧固包裹第二电极层133，保护层135紧固包裹屏蔽层134。

在本实施例中，第一金属线131b为第一输出电极，第二电极层133为第二输出电极，即第一金属线131b和第二电极层133为摩擦电压力感应电缆的信号输出端。由于第一金属线131b为电缆的一个信号输出端，因此本实施例中第一金属线131b优选为能够形成通路的结构，如井字状结构，这样在摩擦时能够感应出更多的电荷，进而提高发电效率。第一金属线层131为第一结构层的摩擦层，第二金属线层132为第二结构层的摩擦层，第一金属线层131和第二金属线层132之间形成摩擦界面。具体地，第一金属线131b与第二金属线132b接触摩擦的同时，也与第二金属线基底层132a接触摩擦，第二金属线132b与第一金属线131b接触摩擦的同时，也与第一金属线基底层131a接触摩擦。第一金属线131b和第二金属线132b作为微纳凸起可增加摩擦度，使摩擦效果更佳。

本实施例中，第一金属线的具体结构和尺寸、间距都可参见实施例一的描述。

本实施例中，第一金属线基底层、第一金属线、屏蔽层、保护层和第二电极层的材料可参见实施例一的描述。第二金属线基底层和第二金属线的材料可参见实施例五的描述。绝缘芯的材料可参见实施例十一的描述。

下面具体介绍一下本实施例的摩擦电压力感应电缆的工作原理：当该摩擦电压力感应电缆的各层发生机械形变时，摩擦电压力感应电缆中的第一金属线层与第二金属线层相互摩擦产生静电荷，静电荷在第一金属线和第二电极层上感应出电荷，从而导致第一金属线和第二电极层之间出现电势差。由于第一金属线和第二电极层之间电势差的存在，自由电子将通过外电路由电势低的一侧流向电势高的一侧，从而在外电路中形成电流。当该摩擦电压力感应电缆的各层恢复到原来状态时，这时形成在第一金属线和第二电极层之间的内电势消失，此时已平衡的第一金属线和第二电极层之间将再次产生反向的电势差，则自由电子通过外电路形成反向电流。在具体应用中，上述摩擦电压力感应电缆在受力条件下，通过金属线层和金属线层之间的摩擦，能够产生与施加到压力感应电缆上的压力大小一一对应的电压信号，压力与电压信号的关系优选为单调递增关系或线性关系。

可选地，上述实施例十三的绝缘芯也可为椭圆形或长方体结构，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为椭圆柱体结构或长方体结构。

可选地，上述实施例十三也可包括两根以上并排平行设置的绝缘芯或多根分层设置且各层包括至少两根并排平行设置的绝缘芯。

图14为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例十四的轴向截面结构示意图。如图14所示，该摩擦电压力感应电缆包括绝缘芯140以及由内至外依次包裹绝缘芯140的第一金属线层141、第二高分子聚合物绝缘层142、第二金属线层143、第二电极层144、屏蔽层145和保护层146。第一金属线层141、第二高分子聚合物绝缘层142、第二金属线层143和第二电极层144属于摩擦电结构层，其中，第一金属线层141为第一结构层，第二高分子聚合物绝缘层142、第二金属线层143和第二电极层144属于第二结构层。绝缘芯140为圆柱体结构，依次包裹该绝缘芯140的各层的径向截面为环形结构，各层与绝缘芯140同轴设置，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为圆柱体结构。

第一金属线层141包括第一金属线基底层141a和形成在第一金属线基底层141a的一侧表面上的第一金属线141b，第二金属线层143包括第二金属线基底层143a和形成在第二金属线基底层143a的一侧表面上的第二金属线143b。第一金属线层141不具有第一金属线141b的一侧表面紧固包裹绝缘芯140。第二高分子聚合物绝缘层142形成在第二金属线层143具有第二金属线143b的一侧表面，并且对应于第二金属线143b的位置具有凸起结构。具体地，采用旋转涂覆、刮涂、丝网印刷或静电喷涂等方法将上述形成第二高分子聚合物绝缘层142的材料涂覆在第二金属线基底层143a的具有第二金属线143b的一侧表面上，形成具有微纳凸起结构的第二高分子聚合物绝缘层142；然后将形成有第二高分子聚合物绝缘层142的第二金属线层143包裹第一金属线层141，使得第二高分子聚合物绝缘层142具有凸起结构的一侧表面与第一金属线层141具有第一金属线141b的一侧表面（即第一结构层的外侧表面）接触形成摩擦界面。接着，第二电极层144紧固包裹第二金属线层143，屏蔽层145紧固包裹第二电极层144，保护层146紧固包裹屏蔽层145。

在本实施例中，第一金属线141b为第一输出电极，第二电极层144为第二输出电极，即第一金属线141b和第二电极层144为摩擦电压力感应电缆的信号输出端。由于第一金属线141b为电缆的一个信号输出端，因此本实施例中第一金属线141b优选为能够形成通路的结构，如井字状结构，这样在摩擦时能够感应出更多的电荷，进而提高发电效率。第一金属线层141为第一结构层的摩擦层，第二金属线层143以及其上所形成的第二高分子聚合物绝缘层142为第二结构层的摩擦层，第一金属线层141与第二高分子聚合物绝缘层142之间形成摩擦界面。具体地，第二高分子聚合物绝缘层142与第一金属线141b接触摩擦的同时，也与第一金属线基底层141a接触摩擦。第一金属线141b既起到和第二高分子聚合物绝缘层142摩擦的作用，也作为微纳凸起增加摩擦度，使摩擦效果更佳。另外，由于第二高分子聚合物绝缘层142也具有微纳凸起结构，使得形成摩擦界面的两个表面都具有微纳结构，摩擦效果更佳。

本实施例中，第一金属线和第二金属线的具体结构和尺寸、间距都可参见实施例一的描述。

本实施例中，第一金属线基底层、第一金属线、第二金属线基底层、第二金属线、屏蔽层、保护层、电极芯和第二电极层的材料可参见实施例五的描述。第二高分子聚合物绝缘层的材料可参见实施例四的描述。绝缘芯的材料可参见实施例十一的描述。

优选地，第二高分子聚合物绝缘层上形成的凸起结构为微纳凸起结构，该微纳凸起结构中凸起的高度优选为1μm至100μm，凸起之间的间距优选为100nm至10mm。第二高分子聚合物绝缘层的厚度优选为500nm至500μm。

下面具体介绍一下本实施例的摩擦电压力感应电缆的工作原理：当该摩擦电压力感应电缆的各层发生机械形变时，摩擦电压力感应电缆中的第一金属线层与第二高分子聚合物绝缘层相互摩擦产生静电荷，静电荷在第一金属线和第二电极层上感应出电荷，从而导致第一金属线和第二电极层之间出现电势差。由于第一金属线和第二电极层之间电势差的存在，自由电子将通过外电路由电势低的一侧流向电势高的一侧，从而在外电路中形成电流。当该摩擦电压力感应电缆的各层恢复到原来状态时，这时形成在第一金属线和第二电极层之间的内电势消失，此时已平衡的第一金属线和第二电极层之间将再次产生反向的电势差，则自由电子通过外电路形成反向电流。在具体应用中，上述摩擦电压力感应电缆在受力条件下，通过金属线层和高分子聚合物绝缘层之间的摩擦，能够产生与施加到压力感应电缆上的压力大小一一对应的电压信号，压力与电压信号的关系优选为单调递增关系或线性关系。

可选地，上述实施例十四的绝缘芯也可为椭圆形或长方体结构，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为椭圆柱体结构或长方体结构。

可选地，上述实施例十四也可包括两根以上并排平行设置的绝缘芯或多根分层设置且各层包括至少两根并排平行设置的绝缘芯。

图15为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例十五的轴向截面结构示意图。如图15所示，该摩擦电压力感应电缆包括电极芯150以及由内至外依次包裹电极芯150的第一金属线层151、第二金属线层152、屏蔽层153和保护层154。第一金属线层151和第二金属线层152属于摩擦电结构层，其中，第一金属线层151为第一结构层，第二金属线层152为第二结构层。电极芯150为圆柱体结构，依次包裹该电极芯150的各层的径向截面为环形结构，各层与电极芯150同轴设置，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为圆柱体结构。

第一金属线层151包括第一金属线基底层151a和形成在第一金属线基底层151a的一侧表面上的第一金属线151b，第二金属线层152包括第二金属线基底层152a和形成在第二金属线基底层152a的一侧表面上的第二金属线152b。第一金属线层151不具有第一金属线151b的一侧表面紧固包裹电极芯150，第一金属线层151具有第一金属线151b的一侧表面朝向第二金属线层152，并与第二金属线层152具有第二金属线152b的一侧表面接触形成摩擦界面。屏蔽层153紧固包裹第二金属线层152，保护层154紧固包裹屏蔽层153。

在本实施例中，电极芯150为第一输出电极，第二金属线152b为第二输出电极，即电极芯150和第二金属线152b为摩擦电压力感应电缆的信号输出端。由于第二金属线152b为电缆的一个信号输出端，因此本实施例中第二金属线152b优选为能够形成通路的结构，如井字状结构，这样在摩擦时能够感应出更多的电荷，进而提高发电效率。第一金属线层151为第一结构层的摩擦层，第二金属线层152为第二结构层的摩擦层，第一金属线层151和第二金属线层152之间形成摩擦界面。具体地，第一金属线151b与第二金属线152b接触摩擦的同时，也与第二金属线基底层152a接触摩擦，第二金属线152b与第一金属线151b接触摩擦的同时，也与第一金属线基底层151a接触摩擦。第一金属线151b和第二金属线152b作为微纳凸起可增加摩擦度，使摩擦效果更佳。

本实施例中，第一金属线和第二金属线的具体结构和尺寸、间距都可参见实施例一的描述。

本实施例中，第一金属线基底层、第一金属线、屏蔽层、保护层和电极芯的材料可参见实施例一的描述。第一金属线基底层和第一金属线的材料可参见实施例五的描述。

下面具体介绍一下本实施例的摩擦电压力感应电缆的工作原理：当该摩擦电压力感应电缆的各层发生机械形变时，摩擦电压力感应电缆中的第一金属线层与第二金属线层相互摩擦产生静电荷，静电荷在电极芯和第二金属线上感应出电荷，从而导致电极芯和第二金属线之间出现电势差。由于电极芯和第二金属线之间电势差的存在，自由电子将通过外电路由电势低的一侧流向电势高的一侧，从而在外电路中形成电流。当该摩擦电压力感应电缆的各层恢复到原来状态时，这时形成在电极芯和第二金属线之间的内电势消失，此时已平衡的电极芯和第二金属线之间将再次产生反向的电势差，则自由电子通过外电路形成反向电流。在具体应用中，上述摩擦电压力感应电缆在受力条件下，通过金属线层和金属线层之间的摩擦，能够产生与施加到压力感应电缆上的压力大小一一对应的电压信号，压力与电压信号的关系优选为单调递增关系或线性关系。

可选地，上述实施例十五的电极芯也可为椭圆形或长方体结构，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为椭圆柱体结构或长方体结构。

可选地，上述实施例十五也可包括两根以上并排平行设置的电极芯或多根分层设置且各层包括至少两根并排平行设置的电极芯。

图16为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例十六的轴向截面结构示意图。如图16所示，该摩擦电压力感应电缆包括电极芯160以及由内至外依次包裹电极芯160的第一金属线层161、第二高分子聚合物绝缘层162、第二金属线层163、屏蔽层164和保护层165。第一金属线层161、第二高分子聚合物绝缘层162和第二金属线层163属于摩擦电结构层，其中，第一金属线层161为第一结构层，第二高分子聚合物绝缘层162和第二金属线层163为第二结构层。电极芯160为圆柱体结构，依次包裹该电极芯160的各层的径向截面为环形结构，各层与电极芯160同轴设置，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为圆柱体结构。

第一金属线层161包括第一金属线基底层161a和形成在第一金属线基底层161a的一侧表面上的第一金属线161b，第二金属线层163包括第二金属线基底层163a和形成在第二金属线基底层163a的一侧表面上的第二金属线163b。第一金属线层161不具有第一金属线161b的一侧表面紧固包裹电极芯160。第二高分子聚合物绝缘层162形成在第二金属线层163具有第二金属线163b的一侧表面，并且对应于第二金属线163b的位置具有凸起结构。具体地，采用旋转涂覆、刮涂、丝网印刷或静电喷涂等方法将上述形成第二高分子聚合物绝缘层162的材料涂覆在第二金属线基底层163a的具有第二金属线163b的一侧表面上，形成具有微纳凸起结构的第二高分子聚合物绝缘层162；然后将形成有第二高分子聚合物绝缘层162的第二金属线层163包裹第一金属线层161，使得第二高分子聚合物绝缘层162具有凸起结构的一侧表面与第一金属线层161具有第一金属线161b的一侧表面（即第一结构层的外侧表面）接触形成摩擦界面。接着，屏蔽层164紧固包裹第二金属线层163，保护层165紧固包裹屏蔽层164。

在本实施例中，电极芯160为第一输出电极，第二金属线163b为第二输出电极，即电极芯160和第二金属线163b为摩擦电压力感应电缆的信号输出端。第一金属线层161为第一结构层的摩擦层，第二金属线层163以及其上形成的第二高分子聚合物绝缘层162为第二结构层的摩擦层，第一金属线层161与第二高分子聚合物绝缘层162之间形成摩擦界面。具体地，第二高分子聚合物绝缘层162与第一金属线161b接触摩擦的同时，也与第一金属线基底层161a接触摩擦。第一金属线161b既起到和第二高分子聚合物绝缘层162摩擦的作用，也作为微纳凸起增加摩擦度，使摩擦效果更佳。另外，由于第二高分子聚合物绝缘层162也具有微纳凸起结构，使得形成摩擦界面的两个表面都具有微纳结构，摩擦效果更佳。

本实施例中，第一金属线和第二金属线的具体结构和尺寸、间距都可参见实施例一的描述。

本实施例中，第一金属线基底层、第一金属线、屏蔽层、保护层和电极芯的材料可参见实施例一的描述。第二金属线基底层和第二金属线的材料可参见实施例五的描述。第二高分子聚合物绝缘层的材料可参见实施例四的描述。

优选地，第二高分子聚合物绝缘层上形成的凸起结构为微纳凸起结构，该微纳凸起结构中凸起的高度优选为1μm至100μm，凸起之间的间距优选为100nm至10mm。第二高分子聚合物绝缘层的厚度优选为500nm至500μm。

下面具体介绍一下本实施例的摩擦电压力感应电缆的工作原理：当该摩擦电压力感应电缆的各层发生机械形变时，摩擦电压力感应电缆中的第一金属线层与第二高分子聚合物绝缘层相互摩擦产生静电荷，静电荷在电极芯和第二金属线上感应出电荷，从而导致电极芯和第二金属线之间出现电势差。由于电极芯和第二金属线之间电势差的存在，自由电子将通过外电路由电势低的一侧流向电势高的一侧，从而在外电路中形成电流。当该摩擦电压力感应电缆的各层恢复到原来状态时，这时形成在电极芯和第二金属线之间的内电势消失，此时已平衡的电极芯和第二金属线之间将再次产生反向的电势差，则自由电子通过外电路形成反向电流。在具体应用中，上述摩擦电压力感应电缆在受力条件下，通过金属线层和高分子聚合物绝缘层之间的摩擦，能够产生与施加到压力感应电缆上的压力大小一一对应的电压信号，压力与电压信号的关系优选为单调递增关系或线性关系。

可选地，上述实施例十六的电极芯也可为椭圆形或长方体结构，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为椭圆柱体结构或长方体结构。

可选地，上述实施例十六也可包括两根以上并排平行设置的电极芯或多根分层设置且各层包括至少两根并排平行设置的电极芯。

图17为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例十七的轴向截面结构示意图。如图17所示，该摩擦电压力感应电缆包括绝缘芯170以及由内至外依次包裹绝缘芯170的第一金属线层171、第二金属线层172、屏蔽层173和保护层174。第一金属线层171和第二金属线层172属于摩擦电结构层，其中，第一金属线层171为第一结构层，第二金属线层172为第二结构层。绝缘芯170为圆柱体结构，依次包裹该绝缘芯170的各层的径向截面为环形结构，各层与绝缘芯170同轴设置，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为圆柱体结构。

第一金属线层171包括第一金属线基底层171a和形成在第一金属线基底层171a的一侧表面上的第一金属线171b，第二金属线层172包括第二金属线基底层172a和形成在第二金属线基底层172a的一侧表面上的第二金属线172b。第一金属线层171不具有第一金属线171b的一侧表面紧固包裹绝缘芯170，第一金属线层171具有第一金属线171b的一侧表面朝向第二金属线层172，并与第二金属线层172具有第二金属线172b的一侧表面接触形成摩擦界面。屏蔽层173紧固包裹第二金属线层172，保护层174紧固包裹屏蔽层173。

在本实施例中，第一金属线171b为第一输出电极，第二金属线172b为第二输出电极，即第一金属线171b和第二金属线172b为摩擦电压力感应电缆的信号输出端。由于第一金属线171b和第二金属线172b分别为电缆的信号输出端，因此本实施例中第一金属线171b和第二金属线172b优选为能够形成通路的结构，如井字状结构，这样在摩擦时能够感应出更多的电荷，进而提高发电效率。第一金属线层171为第一结构层的摩擦层，第二金属线层172为第二结构层的摩擦层，第一金属线层171和第二金属线层172之间形成摩擦界面。具体地，第一金属线171b与第二金属线172b接触摩擦的同时，也与第二金属线基底层172a接触摩擦，第二金属线172b与第一金属线171b接触摩擦的同时，也与第一金属线基底层171a接触摩擦。第一金属线171b和第二金属线172b作为微纳凸起可增加摩擦度，使摩擦效果更佳。

本实施例中，第一金属线和第二金属线的具体结构和尺寸、间距都可参见实施例一的描述。

本实施例中，第一金属线基底层、第一金属线、屏蔽层和保护层的材料可参见实施例一的描述。第二金属线基底层和第二金属线的材料可参见实施例五的描述。绝缘芯的材料可参见实施例十一的描述。

下面具体介绍一下本实施例的摩擦电压力感应电缆的工作原理：当该摩擦电压力感应电缆的各层发生机械形变时，摩擦电压力感应电缆中的第一金属线层与第二金属线层相互摩擦产生静电荷，静电荷在第一金属线和第二金属线上感应出电荷，从而导致第一金属线和第二金属线之间出现电势差。由于第一金属线和第二金属线之间电势差的存在，自由电子将通过外电路由电势低的一侧流向电势高的一侧，从而在外电路中形成电流。当该摩擦电压力感应电缆的各层恢复到原来状态时，这时形成在第一金属线和第二金属线之间的内电势消失，此时已平衡的第一金属线和第二金属线之间将再次产生反向的电势差，则自由电子通过外电路形成反向电流。在具体应用中，上述摩擦电压力感应电缆在受力条件下，通过金属线层和金属线层之间的摩擦，能够产生与施加到压力感应电缆上的压力大小一一对应的电压信号，压力与电压信号的关系优选为单调递增关系或线性关系。

可选地，上述实施例十七的绝缘芯也可为椭圆形或长方体结构，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为椭圆柱体结构或长方体结构。

可选地，上述实施例十七也可包括两根以上并排平行设置的绝缘芯或多根分层设置且各层包括至少两根并排平行设置的绝缘芯。

图18为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例十八的轴向截面结构示意图。如图18所示，该摩擦电压力感应电缆包括绝缘芯180以及由内至外依次包裹绝缘芯180的第一金属线层181、第二高分子聚合物绝缘层182、第二金属线层183、屏蔽层184和保护层185。第一金属线层181、第二高分子聚合物绝缘层182和第二金属线层183属于摩擦电结构层，其中，第一金属线层181为第一结构层，第二高分子聚合物绝缘层182和第二金属线层183为第二结构层。绝缘芯180为圆柱体结构，依次包裹该绝缘芯180的各层的径向截面为环形结构，各层与绝缘芯180同轴设置，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为圆柱体结构。

第一金属线层181包括第一金属线基底层181a和形成在第一金属线基底层181a的一侧表面上的第一金属线181b，第二金属线层183包括第二金属线基底层183a和形成在第二金属线基底层183a的一侧表面上的第二金属线183b。第一金属线层181不具有第一金属线181b的一侧表面紧固包裹绝缘芯180。第二高分子聚合物绝缘层182形成在第二金属线层183具有第二金属线183b的一侧表面，并且对应于第二金属线183b的位置具有凸起结构。具体地，采用旋转涂覆、刮涂、丝网印刷或静电喷涂等方法将上述形成第二高分子聚合物绝缘层182的材料涂覆在第二金属线基底层183a的具有第二金属线183b的一侧表面上，形成具有微纳凸起结构的第二高分子聚合物绝缘层182；然后将形成有第二高分子聚合物绝缘层182的第二金属线层183包裹第一金属线层181，使得第二高分子聚合物绝缘层182具有凸起结构的一侧表面与第一金属线层181具有第一金属线181b的一侧表面（即第一结构层的外侧表面）接触形成摩擦界面。接着，屏蔽层184紧固包裹第二金属线层183，保护层185紧固包裹屏蔽层184。

在本实施例中，第一金属线181b为第一输出电极，第二金属线183b为第二输出电极，第一金属线181b和第二金属线183b为摩擦电压力感应电缆的信号输出端。由于第一金属线181b和第二金属线183b分别为电缆的信号输出端，因此本实施例中第一金属线181b和第二金属线183b优选为能够形成通路的结构，如井字状结构，这样在摩擦时能够感应出更多的电荷，进而提高发电效率。第一金属线层181为第一结构层的摩擦层，第二金属线层183以及其上形成的第二高分子聚合物绝缘层182为第二结构层的摩擦层，第一金属线层181与第二高分子聚合物绝缘层182之间形成摩擦界面。具体地，第二高分子聚合物绝缘层182与第一金属线181b接触摩擦的同时，也与第一金属线基底层181a接触摩擦。第一金属线181b既起到和第二高分子聚合物绝缘层182摩擦的作用，也作为微纳凸起增加摩擦度，使摩擦效果更佳。另外，由于第二高分子聚合物绝缘层182也具有微纳凸起结构，使得形成摩擦界面的两个表面都具有微纳结构，摩擦效果更佳。

本实施例中，第一金属线和第二金属线的具体结构和尺寸、间距都可参见实施例一的描述。

本实施例中，第一金属线基底层、第一金属线、屏蔽层和保护层的材料可参见实施例一的描述。第二金属线基底层和第二金属线的材料可参见实施例五的描述。第二高分子聚合物绝缘层的材料可参见实施例四的描述。绝缘芯的材料可参见实施例十一的描述。

优选地，第二高分子聚合物绝缘层上形成的凸起结构为微纳凸起结构，该微纳凸起结构中凸起的高度优选为1μm至100μm，凸起之间的间距优选为100nm至10mm。第二高分子聚合物绝缘层的厚度优选为500nm至500μm。

下面具体介绍一下本实施例的摩擦电压力感应电缆的工作原理：当该摩擦电压力感应电缆的各层发生机械形变时，摩擦电压力感应电缆中的第一金属线层与第二高分子聚合物绝缘层相互摩擦产生静电荷，静电荷在第一金属线和第二金属线上感应出电荷，从而导致第一金属线和第二金属线之间出现电势差。由于第一金属线和第二金属线之间电势差的存在，自由电子将通过外电路由电势低的一侧流向电势高的一侧，从而在外电路中形成电流。当该摩擦电压力感应电缆的各层恢复到原来状态时，这时形成在第一金属线和第二金属线之间的内电势消失，此时已平衡的第一金属线和第二金属线之间将再次产生反向的电势差，则自由电子通过外电路形成反向电流。在具体应用中，上述摩擦电压力感应电缆在受力条件下，通过金属线层和高分子聚合物绝缘层之间的摩擦，能够产生与施加到压力感应电缆上的压力大小一一对应的电压信号，压力与电压信号的关系优选为单调递增关系或线性关系。

可选地，上述实施例十八的电极芯也可为椭圆形或长方体结构，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为椭圆柱体结构或长方体结构。

可选地，上述实施例十八也可包括两根以上并排平行设置的绝缘芯或多根分层设置且各层包括至少两根并排平行设置的绝缘芯。

在上述实施例十一至实施例十八的结构中，第一结构层都仅包括作为摩擦层的第一金属线层，可选地将上述各图结构中的第一结构层替换为由内至外依次包裹电极芯或绝缘芯的第一金属线层和第一高分子聚合物绝缘层，其中第一高分子聚合物绝缘层形成在第一金属线层具有第一金属线的一侧表面上，第一高分子聚合物绝缘层对应于第一金属线的位置具有凸起结构，第一金属线层不具有第一金属线的一侧表面紧固包裹电极芯或绝缘芯。除了第一结构层的结构不同之外，其它结构和材料都与上述实施例描述的相同。具体结构可参见如下图19至图26。

图19为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例十九的轴向截面结构示意图。如图19所示，第一结构层包括第一金属线层190和第一高分子聚合物绝缘层191，其它结构和材料都与图11对应的实施例相同，在此不再赘述。

图20为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例二十的轴向截面结构示意图。如图20所示，第一结构层包括第一金属线层200和第一高分子聚合物绝缘层201，其它结构和材料都与图12对应的实施例相同，在此不再赘述。

图21为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例二十一的轴向截面结构示意图。如图21所示，第一结构层包括第一金属线层210和第一高分子聚合物绝缘层211，其它结构和材料都与图13对应的实施例相同，在此不再赘述。

图22为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例二十二的轴向截面结构示意图。如图22所示，第一结构层包括第一金属线层220和第一高分子聚合物绝缘层221，其它结构和材料都与图14对应的实施例相同，在此不再赘述。

图23为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例二十三的轴向截面结构示意图。如图23所示，第一结构层包括第一金属线层230和第一高分子聚合物绝缘层231，其它结构和材料都与图15对应的实施例相同，在此不再赘述。

图24为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例二十四的轴向截面结构示意图。如图24所示，第一结构层包括第一金属线层240和第一高分子聚合物绝缘层241，其它结构和材料都与图16对应的实施例相同，在此不再赘述。

图25为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例二十五的轴向截面结构示意图。如图25所示，第一结构层包括第一金属线层250和第一高分子聚合物绝缘层251，其它结构和材料都与图17对应的实施例相同，在此不再赘述。

图26为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例二十六的轴向截面结构示意图。如图26所示，第一结构层包括第一金属线层260和第一高分子聚合物绝缘层261，其它结构和材料都与图18对应的实施例相同，在此不再赘述。

在上述实施例十九至实施例二十六中，第一高分子聚合物绝缘层的材料可以为聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纤维再生海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、聚甲基薄膜、甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚异丁烯薄膜、聚氨酯柔性海绵薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸盐薄膜中的任意一种。可选地，第一高分子聚合物绝缘层上形成的凸起结构为微纳凸起结构，该微纳凸起结构中凸起的高度优选为1μm至100μm，凸起之间的间距优选为100nm至10mm。第一高分子聚合物绝缘层的厚度优选为500nm至500μm。

图27为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例二十七的轴向截面结构示意图。如图27所示，该摩擦电压力感应电缆包括电极芯270以及由内至外依次包裹电极芯270的第三金属线层271、屏蔽层272和保护层273。其中，第三金属线层271属于摩擦电结构层。电极芯270为圆柱体结构，依次包裹该电极芯270的各层的径向截面为环形结构，各层与电极芯270同轴设置，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为圆柱体结构。

第三金属线层271包括第三金属线基底层271a和形成在第三金属线基底层271a的一侧表面上的第三金属线271b。第三金属线层271包裹电极芯270，第三金属线层271具有第三金属线271b的一侧表面与电极芯270接触形成摩擦界面。屏蔽层272紧固包裹第三金属线基底层271a，保护层273紧固包裹屏蔽层272。

在本实施例中，电极芯270为第一输出电极，第三金属线271b为第二输出电极，即电极芯270和第三金属线271b为摩擦电压力感应电缆的信号输出端。由于第三金属线271b为电缆的一个信号输出端，因此本实施例中第三金属线271b优选为能够形成通路的结构，如井字状结构，这样在摩擦时能够感应出更多的电荷，进而提高发电效率。第三金属线层271具有第三金属线271b的一侧表面与电极芯270之间形成摩擦界面。具体地，电极芯270与第三金属线271b接触摩擦的同时，也与第三金属线基底层271a接触摩擦。第三金属线271b既起到和电极芯270摩擦的作用，也作为微纳凸起增加摩擦度，使摩擦效果更佳。

本实施例中，第三金属线的具体结构和尺寸、间距可参见实施例一中有关第一金属线的描述。第三金属线基底层的材料也可参见实施例一中有关第一金属线基底层的描述。

电极芯、屏蔽层和保护层的材料可参见实施例一的描述。

下面具体介绍一下本实施例的摩擦电压力感应电缆的工作原理：当该摩擦电压力感应电缆的各层发生机械形变时，摩擦电压力感应电缆中的第三金属线层与电极芯相互摩擦产生静电荷，静电荷在电极芯和第三金属线上感应出电荷，从而导致电极芯和第三金属线之间出现电势差。由于电极芯和第三金属线之间电势差的存在，自由电子将通过外电路由电势低的一侧流向电势高的一侧，从而在外电路中形成电流。当该摩擦电压力感应电缆的各层恢复到原来状态时，这时形成在电极芯和第三金属线之间的内电势消失，此时已平衡的电极芯和第三金属线之间将再次产生反向的电势差，则自由电子通过外电路形成反向电流。在具体应用中，上述摩擦电压力感应电缆在受力条件下，通过金属线层和电极芯之间的摩擦，能够产生与施加到压力感应电缆上的压力大小一一对应的电压信号，压力与电压信号的关系优选为单调递增关系或线性关系。

可选地，上述实施例二十七的电极芯也可为椭圆形或长方体结构，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为椭圆柱体结构或长方体结构。

可选地，上述实施例二十七也可包括两根以上并排平行设置的电极芯或多根分层设置且各层包括至少两根并排平行设置的电极芯。

图28为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例二十八的轴向截面结构示意图。如图28所示，该摩擦电压力感应电缆包括电极芯280以及由内至外依次包裹电极芯280的第三金属线层281、第三电极层282、屏蔽层283和保护层284。其中，第三金属线层281和第三电极层282属于摩擦电结构层。电极芯280为圆柱体结构，依次包裹该电极芯280的各层的径向截面为环形结构，各层与电极芯280同轴设置，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为圆柱体结构。

第三金属线层281包括第三金属线基底层281a和形成在第三金属线基底层281a的一侧表面上的第三金属线281b。第三金属线层281包裹电极芯280，第三金属线层281具有第三金属线281b的一侧表面与电极芯280接触形成摩擦界面。第三电极层282紧固包裹第三金属线基底层281a，屏蔽层283紧固包裹第三电极层282，保护层284紧固包裹屏蔽层283。

在本实施例中，电极芯280为第一输出电极，第三电极层282为第二输出电极，即电极芯280和第三电极层282为摩擦电压力感应电缆的信号输出端。第三金属线层281具有第三金属线281b的一侧表面与电极芯280之间形成摩擦界面。具体地，电极芯280与第三金属线281b接触摩擦的同时，也与第三金属线基底层281a接触摩擦。第三金属线281b既起到和电极芯280摩擦的作用，也作为微纳凸起增加摩擦度，使摩擦效果更佳。

本实施例中，第三金属线的具体结构和尺寸、间距可参见实施例一中有关第一金属线的描述。第三金属线基底层的材料也可参见实施例一中有关第一金属线基底层的描述。第三电极层的材料也可参见实施例一中有关第二电极层的描述。

电极芯、屏蔽层和保护层的材料可参见实施例一的描述。

下面具体介绍一下本实施例的摩擦电压力感应电缆的工作原理：当该摩擦电压力感应电缆的各层发生机械形变时，摩擦电压力感应电缆中的第三金属线层与电极芯相互摩擦产生静电荷，静电荷在电极芯和第三电极层上感应出电荷，从而导致电极芯和第三电极层之间出现电势差。由于电极芯和第三电极层之间电势差的存在，自由电子将通过外电路由电势低的一侧流向电势高的一侧，从而在外电路中形成电流。当该摩擦电压力感应电缆的各层恢复到原来状态时，这时形成在电极芯和第三电极层之间的内电势消失，此时已平衡的电极芯和第三电极层之间将再次产生反向的电势差，则自由电子通过外电路形成反向电流。在具体应用中，上述摩擦电压力感应电缆在受力条件下，通过金属线层和电极芯之间的摩擦，能够产生与施加到压力感应电缆上的压力大小一一对应的电压信号，压力与电压信号的关系优选为单调递增关系或线性关系。

可选地，上述实施例二十八的电极芯也可为椭圆形或长方体结构，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为椭圆柱体结构或长方体结构。

可选地，上述实施例二十八也可包括两根以上并排平行设置的电极芯或多根分层设置且各层包括至少两根并排平行设置的电极芯。

图29为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例二十九的轴向截面结构示意图。如图29所示，该摩擦电压力感应电缆包括电极芯290以及由内至外依次包裹电极芯290的第三高分子聚合物绝缘层291、第三金属线层292、屏蔽层293和保护层294。其中，第三高分子聚合物绝缘层291和第三金属线层292属于摩擦电结构层。电极芯290为圆柱体结构，依次包裹该电极芯290的各层的径向截面为环形结构，各层与电极芯290同轴设置，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为圆柱体结构。

第三金属线层292包括第三金属线基底层292a和形成在第三金属线基底层292a的一侧表面上的第三金属线292b。第三高分子聚合物绝缘层291形成在第三金属线层292具有第三金属线292b的一侧表面，并且对应于第三金属线292b的位置具有凸起结构。具体地，采用旋转涂覆、刮涂、丝网印刷或静电喷涂等方法将上述形成第三高分子聚合物绝缘层291的材料涂覆在第三金属线层292的具有第三金属线292b的一侧表面上，形成具有微纳凸起结构的第三高分子聚合物绝缘层291；然后将形成有第三高分子聚合物绝缘层291的第三金属线层292包裹电极芯290，使得第三高分子聚合物绝缘层291具有凸起结构的一侧表面与电极芯290接触形成摩擦界面。接着，屏蔽层293紧固包裹第三金属线基底层292a，保护层294紧固包裹屏蔽层293。

在本实施例中，电极芯290为第一输出电极，第三金属线292b为第二输出电极，即电极芯290和第三金属线292b为摩擦电压力感应电缆的信号输出端。由于第三金属线292b为电缆的一个信号输出端，因此本实施例中第三金属线292b优选为能够形成通路的结构，如井字状结构，这样在摩擦时能够感应出更多的电荷，进而提高发电效率。

本实施例中，第三金属线的具体结构和尺寸、间距可参见实施例一中有关第一金属线的描述。第三金属线基底层的材料也可参见实施例一中有关第一金属线基底层的描述。第三高分子聚合物绝缘层的材料可参见实施例四中有关第二高分子聚合物绝缘层的材料的描述。

电极芯、屏蔽层和保护层的材料可参见实施例一的描述。

下面具体介绍一下本实施例的摩擦电压力感应电缆的工作原理：当该摩擦电压力感应电缆的各层发生机械形变时，摩擦电压力感应电缆中的第三高分子聚合物绝缘层与电极芯相互摩擦产生静电荷，静电荷在电极芯和第三金属线上感应出电荷，从而导致电极芯和第三金属线之间出现电势差。由于电极芯和第三金属线之间电势差的存在，自由电子将通过外电路由电势低的一侧流向电势高的一侧，从而在外电路中形成电流。当该摩擦电压力感应电缆的各层恢复到原来状态时，这时形成在电极芯和第三金属线之间的内电势消失，此时已平衡的电极芯和第三金属线之间将再次产生反向的电势差，则自由电子通过外电路形成反向电流。在具体应用中，上述摩擦电压力感应电缆在受力条件下，通过高分子聚合物绝缘层和电极芯之间的摩擦，能够产生与施加到压力感应电缆上的压力大小一一对应的电压信号，压力与电压信号的关系优选为单调递增关系或线性关系。

可选地，上述实施例二十九的电极芯也可为椭圆形或长方体结构，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为椭圆柱体结构或长方体结构。

可选地，上述实施例二十九也可包括两根以上并排平行设置的电极芯或多根分层设置且各层包括至少两根并排平行设置的电极芯。

图30为本发明提供的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的实施例三十的轴向截面结构示意图。如图30所示，该摩擦电压力感应电缆包括电极芯300以及由内至外依次包裹电极芯300的第三高分子聚合物绝缘层301、第三金属线层302、第三电极层303、屏蔽层304和保护层305。其中，第三高分子聚合物绝缘层301、第三金属线层302和第三电极层303属于摩擦电结构层。电极芯300为圆柱体结构，依次包裹该电极芯300的各层的径向截面为环形结构，各层与电极芯300同轴设置，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为圆柱体结构。

第三金属线层302包括第三金属线基底层302a和形成在第三金属线基底层302a的一侧表面上的第三金属线302b。第三高分子聚合物绝缘层301形成在第三金属线层302具有第三金属线302b的一侧表面，并且对应于第三金属线302b的位置具有凸起结构。具体地，采用旋转涂覆、刮涂、丝网印刷或静电喷涂等方法将上述形成第三高分子聚合物绝缘层301的材料涂覆在第三金属线层302的具有第三金属线302b的一侧表面上，形成具有微纳凸起结构的第三高分子聚合物绝缘层301；然后将形成有第三高分子聚合物绝缘层301的第三金属线层302包裹电极芯300，使得第三高分子聚合物绝缘层301具有凸起结构的一侧表面与电极芯300接触形成摩擦界面。接着，第三电极层303紧固包裹第三金属线基底层302a，屏蔽层304紧固包裹第三电极层303，保护层305紧固包裹屏蔽层304。

在本实施例中，电极芯300为第一输出电极，第三电极层303为第二输出电极，即电极芯300和第三电极层303为摩擦电压力感应电缆的信号输出端。

本实施例中，第三金属线的具体结构和尺寸、间距可参见实施例一中有关第一金属线的描述。第三金属线基底层的材料也可参见实施例一中有关第一金属线基底层的描述。第三电极层的材料也可参见实施例一中有关第二电极层的描述。第三高分子聚合物绝缘层的材料可参见实施例四中有关第二高分子聚合物绝缘层的材料的描述。

电极芯、屏蔽层和保护层的材料可参见实施例一的描述。

下面具体介绍一下本实施例的摩擦电压力感应电缆的工作原理：当该摩擦电压力感应电缆的各层发生机械形变时，摩擦电压力感应电缆中的第三高分子聚合物绝缘层与电极芯相互摩擦产生静电荷，静电荷在电极芯和第三高分子聚合物绝缘层上感应出电荷，从而导致电极芯和第三电极层之间出现电势差。由于电极芯和第三电极层之间电势差的存在，自由电子将通过外电路由电势低的一侧流向电势高的一侧，从而在外电路中形成电流。当该摩擦电压力感应电缆的各层恢复到原来状态时，这时形成在电极芯和第三电极层之间的内电势消失，此时已平衡的电极芯和第三电极层之间将再次产生反向的电势差，则自由电子通过外电路形成反向电流。在具体应用中，上述摩擦电压力感应电缆在受力条件下，通过高分子聚合物绝缘层和电极芯之间的摩擦，能够产生与施加到压力感应电缆上的压力大小一一对应的电压信号，压力与电压信号的关系优选为单调递增关系或线性关系。

可选地，上述实施例三十的电极芯也可为椭圆形或长方体结构，由此形成的摩擦电压力感应电缆也为椭圆柱体结构或长方体结构。

可选地，上述实施例三十也可包括两根以上并排平行设置的电极芯或多根分层设置且各层包括至少两根平行设置的电极芯。

在上述实施例十五、实施例十六、实施例二十三、实施例二十四、实施例二十七至三十中，都是由电极芯作为第一输出电极，本发明不仅限于此。作为另一种实施方式，将上述电极芯替换为包括绝缘芯和包裹绝缘芯的电极层的支撑芯，其它结构由内至外依次包裹该支撑芯，在这类结构中，电极层作为第一输出电极。电极层的材料可以为铟锡氧化物、石墨烯、银纳米线膜、金属或合金；其中，金属是金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钼、钨或钒；合金是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金。绝缘芯的材料可以为聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料。在实施例二十七至三十中，如将电极芯替换为包括绝缘芯和电极层的支撑芯，则由电极层与摩擦电结构层的相应结构之间形成摩擦界面。

上述各实施例提供了多种采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆的具体结构，这些结构的核心共同点都是以支撑芯为中心轴，外周包裹构成摩擦发电机的各层材料，摩擦发电机的摩擦层包括金属线层形成的凸起结构。基于该核心共同点，在上述结构的基础上做任何的修改和变型都应属于本发明所要保护的范围。比如，在上述包括第一结构层和第二结构层的结构中，将第一结构层和第二结构层进行相对称的对调，第二结构层设置在内侧，第一结构层设置在外侧，也是可实现的结构。再比如，在支撑芯的外周包裹多个摩擦发电机，该多个摩擦发电机之间可以并联和/串联，增加电缆的信号输出强度。

本发明提供的上述采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆针对现有技术中微纳结构制作困难的问题，采用在金属线基底层上设置有金属线的方式，形成具有微纳结构的高分子聚合物绝缘层或者设置有金属线的基底摩擦层，从而制得的电缆具有灵敏度高、响应速度快、使用寿命长的特点，更重要的是采用热压的方式在金属线基底层上形成金属线凸起结构，工艺简单，不存在脱模困难的问题，使得产品合格率提高，且有利于电缆大规模批量生产，也极大的节约了成本。

最后，需要注意的是：以上列举的仅是本发明的具体实施例子，当然本领域的技术人员可以对本发明进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (25)

1.一种采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，其特征在于，包括：支撑芯以及包裹所述支撑芯的摩擦电结构层；所述支撑芯和/或所述摩擦电结构层包括作为输出电极的结构；

所述摩擦电结构层包括形成摩擦界面的第一结构层和第二结构层；其中，所述第一结构层至少包括第一金属线层，所述第一金属线层包括第一金属线基底层和形成在所述第一金属线基底层的一侧表面上的第一金属线；和/或，所述第二结构层至少包括第二金属线层，所述第二金属线层包括第二金属线基底层和形成在所述第二金属线基底层的一侧表面上的第二金属线；

或者，所述摩擦电结构层与所述支撑芯之间形成摩擦界面，所述摩擦电结构层包括第三金属线层，所述第三金属线层包括第三金属线基底层和形成在所述第三金属线基底层的一侧表面上的第三金属线。

2.根据权利要求1所述的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，其特征在于：

所述支撑芯为电极芯，所述电极芯为第一输出电极；

或者，所述支撑芯包括绝缘芯以及包裹所述绝缘芯的电极层，所述电极层为第一输出电极。

3.根据权利要求2所述的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，其特征在于，所述第一结构层包括第一金属线层；或者，所述第一结构层包括由内至外依次包裹所述支撑芯的第一金属线层和第一高分子聚合物绝缘层，所述第一高分子聚合物绝缘层形成在所述第一金属线层具有第一金属线的一侧表面上，所述第一高分子聚合物绝缘层对应于所述第一金属线的位置具有凸起结构；

所述第一金属线层不具有第一金属线的一侧表面紧固包裹所述支撑芯。

4.根据权利要求1所述的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，其特征在于，所述支撑芯为绝缘芯。

5.根据权利要求4所述的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，其特征在于，所述第一结构层包括第一金属线层；或者，所述第一结构层包括由内至外依次包裹所述支撑芯的第一金属线层和第一高分子聚合物绝缘层，所述第一高分子聚合物绝缘层形成在所述第一金属线层具有第一金属线的一侧表面上，所述第一高分子聚合物绝缘层对应于所述第一金属线的位置具有凸起结构；

所述第一金属线层不具有第一金属线的一侧表面紧固包裹所述支撑芯，所述第一金属线为第一输出电极。

6.根据权利要求3所述的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，其特征在于：

所述第二结构层包括第二电极层，所述第二电极层与所述第一结构层之间形成摩擦界面，所述第二电极层为第二输出电极；

或者，所述第二结构层包括由内至外依次设置的第二高分子聚合物绝缘层和第二电极层；所述第二高分子聚合物绝缘层与所述第一结构层之间形成摩擦界面，所述第二电极层为第二输出电极；

或者，所述第二结构层包括由内至外依次设置的第二金属线层和第二电极层，所述第二金属线层具有第二金属线的一侧表面与所述第一结构层的外侧表面接触形成摩擦界面；所述第二电极层为第二输出电极；

或者，所述第二结构层包括由内至外依次设置的第二高分子聚合物绝缘层、第二金属线层和第二电极层，所述第二高分子聚合物绝缘层形成在所述第二金属线层具有第二金属线的一侧表面，并且对应于所述第二金属线的位置具有凸起结构，所述第二高分子聚合物绝缘层具有凸起结构的一侧表面与所述第一结构层的外侧表面接触形成摩擦界面；所述第二电极层为第二输出电极。

7.根据权利要求5所述的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，其特征在于：

所述第二结构层包括第二电极层，所述第二电极层与所述第一结构层之间形成摩擦界面，所述第二电极层为第二输出电极；

或者，所述第二结构层包括由内至外依次设置的第二高分子聚合物绝缘层和第二电极层；所述第二高分子聚合物绝缘层与所述第一结构层之间形成摩擦界面，所述第二电极层为第二输出电极；

或者，所述第二结构层包括由内至外依次设置的第二金属线层和第二电极层，所述第二金属线层具有第二金属线的一侧表面与所述第一结构层的外侧表面接触形成摩擦界面；所述第二电极层为第二输出电极；

或者，所述第二结构层包括由内至外依次设置的第二高分子聚合物绝缘层、第二金属线层和第二电极层，所述第二高分子聚合物绝缘层形成在所述第二金属线层具有第二金属线的一侧表面，并且对应于所述第二金属线的位置具有凸起结构，所述第二高分子聚合物绝缘层具有凸起结构的一侧表面与所述第一结构层的外侧表面接触形成摩擦界面；所述第二电极层为第二输出电极。

8.根据权利要求3所述的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，其特征在于：

所述第二结构层包括第二金属线层，所述第二金属线层具有第二金属线的一侧表面与所述第一结构层的外侧表面接触形成摩擦界面；所述第二金属线为第二输出电极；

或者，所述第二结构层包括由内至外依次设置的第二高分子聚合物绝缘层和第二金属线层，所述第二高分子聚合物绝缘层形成在所述第二金属线层具有第二金属线的一侧表面，并且对应于所述第二金属线的位置具有凸起结构，所述第二高分子聚合物绝缘层具有凸起结构的一侧表面与所述第一结构层的外侧表面接触形成摩擦界面；所述第二金属线为第二输出电极。

9.根据权利要求5所述的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，其特征在于：

所述第二结构层包括第二金属线层，所述第二金属线层具有第二金属线的一侧表面与所述第一结构层的外侧表面接触形成摩擦界面；所述第二金属线为第二输出电极；

或者，所述第二结构层包括由内至外依次设置的第二高分子聚合物绝缘层和第二金属线层，所述第二高分子聚合物绝缘层形成在所述第二金属线层具有第二金属线的一侧表面，并且对应于所述第二金属线的位置具有凸起结构，所述第二高分子聚合物绝缘层具有凸起结构的一侧表面与所述第一结构层的外侧表面接触形成摩擦界面；所述第二金属线为第二输出电极。

10.根据权利要求2所述的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，其特征在于：

所述摩擦电结构层包括包裹所述支撑芯的第三金属线层，所述第三金属线层具有第三金属线的一侧表面与所述支撑芯接触形成摩擦界面；所述第三金属线为第二输出电极；

或者，所述摩擦电结构层包括由内至外依次包裹所述支撑芯的第三金属线层和第三电极层，所述第三金属线层具有第三金属线的一侧表面与所述支撑芯接触形成摩擦界面；所述第三电极层为第二输出电极；

或者，所述摩擦电结构层包括由内至外依次包裹所述支撑芯的第三高分子聚合物绝缘层和第三金属线层，所述第三高分子聚合物绝缘层形成在所述第三金属线层具有第三金属线的一侧表面，并且对应于所述第三金属线的位置具有凸起结构，所述第三高分子聚合物绝缘层具有凸起结构的一侧表面与所述支撑芯接触形成摩擦界面；所述第三金属线为第二输出电极；

或者，所述摩擦电结构层包括由内至外依次包裹所述支撑芯的第三高分子聚合物绝缘层、第三金属线层和第三电极层，所述第三高分子聚合物绝缘层形成在所述第三金属线层具有第三金属线的一侧表面，并且对应于所述第三金属线的位置具有凸起结构，所述第三高分子聚合物绝缘层具有凸起结构的一侧表面与所述支撑芯接触形成摩擦界面；所述第三电极层为第二输出电极。

11.根据权利要求1-10任一项所述的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，其特征在于，还包括：依次设置在所述摩擦电结构层外周的屏蔽层和保护层。

12.根据权利要求1-10任一项所述的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，其特征在于，所述摩擦电压力感应电缆为圆柱体结构或椭圆柱体结构或长方体结构。

13.根据权利要求11所述的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，其特征在于，所述摩擦电压力感应电缆为圆柱体结构或椭圆柱体结构或长方体结构。

14.根据权利要求2或4所述的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，其特征在于，电极芯或绝缘芯为多根；多根电极芯或绝缘芯并排平行设置，或者，多根电极芯或绝缘芯分层设置，各层包括至少两根并排平行设置的电极芯或绝缘芯。

15.根据权利要求1-10任一项所述的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，其特征在于，所述第一金属线或第二金属线或第三金属线为条纹状结构、Z状结构、叉指状结构、井字状结构或菱形状结构。

16.根据权利要求11所述的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，其特征在于，所述第一金属线或第二金属线或第三金属线为条纹状结构、Z状结构、叉指状结构、井字状结构或菱形状结构。

17.根据权利要求15所述的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，其特征在于：

所述第一金属线或第二金属线或第三金属线截面为圆形时，所述第一金属线或第二金属线或第三金属线的截面的直径为500nm至500μm；所述第一金属线或第二金属线或第三金属线之间的间距为100nm至10mm；或

所述第一金属线或第二金属线或第三金属线截面为矩形时，所述第一金属线或第二金属线或第三金属线的截面的高度为500nm至500μm，宽度为500nm至500μm；所述第一金属线或第二金属线或第三金属线之间的间距为100nm至10mm。

18.根据权利要求16所述的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，其特征在于：

所述第一金属线或第二金属线或第三金属线截面为圆形时，所述第一金属线或第二金属线或第三金属线的截面的直径为500nm至500μm；所述第一金属线或第二金属线或第三金属线之间的间距为100nm至10mm；或

所述第一金属线或第二金属线或第三金属线截面为矩形时，所述第一金属线或第二金属线或第三金属线的截面的高度为500nm至500μm，宽度为500nm至500μm；所述第一金属线或第二金属线或第三金属线之间的间距为100nm至10mm。

19.根据权利要求1所述的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，其特征在于，所述第一金属线或第二金属线或第三金属线的材料为金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钼、钨、钒、铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金。

20.根据权利要求1所述的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，其特征在于，所述第一金属线基底层或第二金属线基底层或第三金属线基底层的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯、再生聚乙烯对苯二甲酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、尼龙、聚碳酸酯或聚氨酯。

21.根据权利要求11所述的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，其特征在于，所述屏蔽层的材料为金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钼、钨或钒；所述保护层的材料为聚氯乙烯、聚碳酸酯、尼龙、脲醛树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、聚丙烯或橡胶。

22.根据权利要求2、3、6、7、8、9或10所述的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，其特征在于，电极芯或电极层或第二电极层或第三电极层的材料为铟锡氧化物、石墨烯、银纳米线膜、金属或合金；所述金属是金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钼、钨或钒；所述合金是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金。

23.根据权利要求3、5、6、7、8、9或10所述的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，其特征在于，第一高分子聚合物绝缘层或第二高分子聚合物绝缘层或第三高分子聚合物绝缘层的材料为聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纤维再生海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、聚甲基薄膜、甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚异丁烯薄膜、聚氨酯柔性海绵薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸盐薄膜中的任意一种。

24.根据权利要求3、5、6、7、8、9或10所述的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，其特征在于，第一高分子聚合物绝缘层或第二高分子聚合物绝缘层或第三高分子聚合物绝缘层上形成的凸起结构为微纳凸起结构，该微纳凸起结构中凸起的高度为1μm至100μm，凸起之间的间距为100nm至10mm；所述第一高分子聚合物绝缘层或第二高分子聚合物绝缘层或第三高分子聚合物绝缘层的厚度为500nm至500μm。

25.根据权利要求2或4所述的采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，其特征在于，所述绝缘芯的材料为聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料。