[發明專利]一種柔性三維接觸力傳感器

在審

• 申請號: 201810391370.0
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN108613761A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 蔣書文;術洋溢;肖瑤;于江濤;孫雷;張萬里
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22;G01L5/16
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 吳姍霖

1.一種柔性三維接觸力傳感器，包括依次設置的下封裝層、4n個陣列排列的力傳感單元、上封裝層和力加載層，所述力傳感單元包括力敏薄膜、位于力敏薄膜上表面的上電極層和位于力敏薄膜下表面的下電極層，n≥1且為正整數；其中，每個力傳感單元的上電極和下電極分別通過引線引出連接外部采集系統，通過檢測每個力傳感單元中力敏薄膜的電阻變化，即可得到傳感器的受力情況。

2.根據權利要求1所述的柔性三維接觸力傳感器，其特征在于，所述力敏薄膜包括質量比為1：(0.03～0.05)的粘結劑和導電微粒，所述粘結劑為聚酰亞胺、環氧樹脂、酚醛樹脂、聚酯樹脂或丙烯酸樹脂，所述導電微粒為金粉、銀粉、導電炭黑、石墨或銀包銅粉。

3.根據權利要求1所述的柔性三維接觸力傳感器，其特征在于，所述力敏薄膜的厚度為30～100μm。

4.根據權利要求1所述的柔性三維接觸力傳感器，其特征在于，所述力敏薄膜的制備過程具體為：(a)將粘結劑均勻分散于有機溶劑中，攪拌混合均勻，得到混合液A；其中，混合液A中粘結劑與有機溶劑的質量比為1：(10～20)，所述粘結劑為聚酰亞胺、環氧樹脂、酚醛樹脂、聚酯樹脂或丙烯酸樹脂，所述有機溶劑為二甲基乙酰胺、芳烴150、二乙二醇丁醚或二乙二醇丙醚；(b)在混合液A中加入導電微粒，充分混合均勻，得到混合液B；其中，步驟(a)中粘結劑與步驟(b)中加入的導電微粒的質量比為1：(0.03～0.05)，所述導電微粒為金粉、銀粉、導電炭黑、石墨或銀包銅粉；(c)將混合液B采用涂覆或絲網印刷的方法形成力敏薄膜。

5.根據權利要求1所述的柔性三維接觸力傳感器，其特征在于，所述力加載層用于接收力并將接收到的力傳遞至力敏薄膜，設置于上封裝層的中心位置且完全覆蓋4n個陣列排列的力傳感單元。

6.根據權利要求1所述的柔性三維接觸力傳感器，其特征在于，所述力加載層的材料為聚二甲基硅氧烷。

7.根據權利要求1所述的柔性三維接觸力傳感器，其特征在于，所述上封裝層以及下封裝層為聚酰亞胺、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚二甲基硅氧烷；所述上封裝層的厚度為1～2mm，下封裝層的厚度為0.5～1mm。