[發明專利]液態金屬電極、接觸傳感器及手勢識別手套的制備方法

在審

• 申請號: 201711040195.2
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107907146A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 周學昌;楊錦斌;張莉蕓
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G01D5/241
• 分類號: G01D5/241
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙)44268
• 代理人: 王永文,劉文求

技術領域

本發明涉及液態金屬電極領域，尤其涉及一種液態金屬電極的制備方法、手指接觸傳感器的制備方法及手勢識別手套的制備方法。

背景技術

隨著虛擬現實技術、機器人技術的發展，手勢識別顯得越來越重要。手勢識別技術可以識別分析出人類的手勢以及讓人類通過一定的手勢實現控制的效果。而要實現手勢識別，最簡單準確干擾少的方法就是直接把傳感器放置在手上，包括彎曲傳感器、接觸傳感器、壓力傳感器等。這對柔性電子、柔性傳感器技術提出了要求。

利用柔性電子技術制造柔性傳感器的其中一種策略是使用低毒、高導電、柔軟的液態金屬作為材料。傳統的方法一般是在柔性基底上打印或者注入液態金屬。然而傳統的方法不僅成本高，而且效率低不利于工業生產。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種液態金屬電極的制備方法、手指接觸傳感器的制備方法及手勢識別手套的制備方法，旨在解決現有技術中制備液態金屬電極成本高而且效率低不利于工業生產的問題。

本發明的技術方案如下：

一種液態金屬電極的制備方法，包括如下步驟：

A、將薄膜等離子體處理后，旋轉涂覆一層硅烷預聚物和固化劑的混合物，之后進行固化處理，得到復合薄膜；

B、將得到的上述復合薄膜裁剪成手指的尺寸，然后進行等離子體處理，再覆蓋上預先設計好的帶有電極圖案的微流管道芯片；

C、于微流管道芯片進出口端滴加液態金屬，然后進行真空脫氣處理，再回到大氣條件，使得液態金屬進入微流管道芯片；

D、將上述充滿液態金屬的微流管道芯片進行冷凍處理，隨后揭開微流管道芯片得到液態金屬圖案，以硅烷預聚物和固化劑的混合物對液態金屬圖案進行封裝，并進行固化處理，得到液態金屬電極。

所述的液態金屬電極的制備方法，其中，所述薄膜為聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚二甲基硅氧烷薄膜、聚氨酯薄膜、聚酰亞胺薄膜中的一種。

所述的液態金屬電極的制備方法，其中，所述液態金屬為鎵銦共晶、鎵銦錫共晶中的一種或多種。

所述的液態金屬電極的制備方法，其中，所述硅烷預聚體與固化劑的混合物中，硅烷預聚體與固化劑的質量比例為10:1。

所述的液態金屬電極的制備方法，其中，所述步驟A和步驟D中，步驟A和步驟D中，固化處理的溫度為60-70℃，固化處理的時間為2-3小時。

所述的液態金屬電極的制備方法，其中，等離子體處理的時間為5-10分鐘。

所述的液態金屬電極的制備方法，其中，步驟C中，所述真空脫氣處理的時間為5-10分鐘。

所述的液態金屬電極的制備方法，其中，步驟D中，冷凍處理的溫度為0到-10℃，時間為10-30分鐘。

一種手指接觸傳感器的制備方法，其中，包括如下步驟：將如上所述方法制備得到的兩根液態金屬電極分別結合在手套的兩根不同手指上，制備得到手指接觸傳感器。

一種手勢識別手套的制備方法，其中，包括如下步驟：

將如上所述方法制備得到的兩根液態金屬電極分別結合在手套的兩根不同手指上；

將每個所述液態金屬電極都和微控制器電路板相連；

將微控制器與控制對象連接，制備得到手勢識別手套。

有益效果：本發明通過一種微流管道注入加冷凍輔助轉印的方法，將液態金屬轉印在薄膜材料表面，再以硅氧烷封裝成液態金屬電極。本發明的電極制備方法具有電極圖案設計多樣，生產成本低，生產效率高的特點，適合大規模工業生產，所制備的電極具有柔性高、厚度小、導電性高、靈敏度高的特點。本發明制備的電容式的接觸傳感器靈敏度高，抗干擾力強。本發明所制備的柔性可穿戴電容式手勢識別手套能夠根據手勢的不同從而實現對對象的控制。

附圖說明

圖1是本發明實施例中液態金屬電極的設計圖。

圖2是本發明實施例所制作的液態金屬電極的顯微鏡圖像俯視圖。

圖3是本發明實施例所制作的液態金屬電極的顯微鏡圖像仰視圖。

圖4是本發明實施例的鎵銦共晶電極“未捏”時和做出“捏”的手勢時的電容對比示意圖。

具體實施方式

本發明提供一種液態金屬電極的制備方法、手指接觸傳感器的制備方法及手勢識別手套的制備方法，為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。