[發明專利]一種信號檢測傳感結構及其制作方法、信號檢測方法

有效

• 申請號: 201710651168.2
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN107328497B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 方鵬;田嵐;李向新;李光林
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: G01H11/08
• 分類號: G01H11/08;G01L1/16
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發明公開了一種信號檢測傳感結構及其制作方法、信號檢測方法，其中，信號檢測傳感結構包括：第一壓電駐極體層、第二壓電駐極體層以及位于所述第一壓電駐極體層和所述第二壓電駐極體層之間的粘合層；所述第一壓電駐極體層遠離所述第二壓電駐極體層的一側表面包括多個凸起結構；所述第二壓電駐極體層臨近所述第一壓電駐極體層的一側表面為平滑表面；所述第一壓電駐極體層用于檢測觸摸物體的接觸信號和/或滑動信號，所述第二壓電駐極體層用于檢測觸摸物體的接觸信號。第一壓電駐極體層和第二壓電駐極體層的疊層結構實現了單一傳感單元對接觸信號和滑動信號的同時檢測，本發明實施例提供的信號檢測傳感結構結構簡單、靈敏度高、基本無熱釋電效應、在工作溫度范圍內基本不受溫度變化影響，可以實現對接觸信號和滑動信號的高精度檢測。

技術領域

本發明實施例涉及信號檢測技術，尤其涉及一種信號檢測傳感結構及其制作方法、信號檢測方法。

背景技術

與手部功能相關的感覺主要包括接觸、壓力、位置、滑動、溫度等。調查顯示，接觸、抓握等比較重要，在研究中我們也發現，“接觸”和“滑動”是假肢手最重要的兩類感覺信息，存在于絕大多數假肢手動作中(“揮手”等除外)，是實現安全可靠抓握的關鍵。觸滑信號可通過分析假肢手與物體之間的相互作用力得出，通常來說，“接觸”信號主要是靜態力，而“滑動”信號主要是動態力。

最常見的靜態力傳感器有電容式和電阻式傳感器。電容式傳感器通過測量平行板之間的電容變化來測量壓力，但其電路復雜，受電磁干擾大。電阻式傳感器包括壓阻式和接觸電阻式，通過測量材料電阻率變化來測量壓力，但其靈敏度和信號穩定性受到一定限制。此外，還可使用應變片等方法檢測假肢手感覺信號，但也存在結構復雜、靈敏度低等不足。

常見的動態力傳感器有壓電式和摩擦電式傳感器。這兩類傳感器制備工藝較高，且壓電材料的信號受溫度影響，在抓握較熱或較冷物體時，溫度變化干擾感覺信號的檢測。此外，多個電阻式傳感器構成的陣列，也能用于檢測滑動信號，還有光電式、聲電式、電磁式等傳感器，通過間接的方式獲取信號，但均存在結構復雜、制作難度大、可靠性低、精度難以保證等缺點。

目前，可利用聚偏乙烯等壓電薄膜能夠同時檢測接觸信號和滑動信號，但在信號分離方面難度較大，使得兩種信號的檢測精度都較低。

發明內容

本發明提供一種信號檢測傳感結構及其制作方法、信號檢測方法，以實現單一傳感單元對接觸信號和滑動信號的同時檢測，并提高接觸信號和滑動信號的檢測精度。

第一方面，本發明實施例提供了一種信號檢測傳感結構，包括：第一壓電駐極體層、第二壓電駐極體層以及位于所述第一壓電駐極體層和所述第二壓電駐極體層之間的粘合層；所述第一壓電駐極體層遠離所述第二壓電駐極體層的一側表面包括多個凸起結構；所述第二壓電駐極體層臨近所述第一壓電駐極體層的一側表面為平滑表面；所述第一壓電駐極體層用于檢測觸摸物體的接觸信號和/或滑動信號，所述第二壓電駐極體層用于檢測觸摸物體的接觸信號。

進一步地，所述第一壓電駐極體層以及所述第二壓電駐極體層內具有微孔結構，所述微孔結構的截面形狀包括圓形、橢圓形以及多邊形中的至少一種。

進一步地，所述第一壓電駐極體層的材料包括氟化乙烯丙烯共聚物以及聚四氟乙烯中的至少一種。

進一步地，所述第二壓電駐極體層的材料包括聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯以及聚萘二甲酸乙二醇酯中的至少一種。

進一步地，采用粘貼、熱壓或熔融工藝將所述第一壓電駐極體層通過所述粘合層層疊粘合在所述第二壓電駐極體層上。