[發明專利]一種柔性壓阻傳感器

在審

• 申請號: 201810462429.0
• 申請日: 2018-05-15
• 公開（公告）號: CN108917995A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 吳化平;劉震東;楊建奎;裘燁;梁利華;劉愛萍;丁浩;王有巖
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01L1/18
• 分類號: G01L1/18;G01L9/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 黃歡娣;邱啟旺

本發明基于一種極其靈敏的金字塔式互鎖結構的柔性壓阻傳感器，包括兩個膜組件，所述膜組件由PDMS和涂覆在PDMS表面的rGO層構成，該膜組件正面具有金字塔陣列；兩個膜組件正面相對，其表面的金字塔陣列相互嵌合，相互接觸而導通的電路電阻。由于中間導電通路是由金字塔塔尖接觸而導通的，因此即使受到非常微小的力，也會改變金字塔塔尖所形成的導電通路，因此，具有極高的靈敏度。

技術領域

本發明涉及一種柔性壓阻傳感器，屬于電子器件領域。

背景技術

隨著科技的發展，柔性壓阻傳感器在現代工業和民用領域發揮著越來越重要的作用，比如：大型國防設備狹小曲面層間壓力測量、機器人指端觸覺和電子皮膚研制等領域。導電高分子復合材料具有壓阻特性和柔性，故而可用于制備柔性壓阻傳感器。但是，目前基于這種復合材料的傳感器大多采用基于片狀金屬電極的三明治結構，金屬電極占據了大部分壓敏區域，降低了傳感探頭的柔性，使其無法應用于彎曲程度較大的場合。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種柔性壓阻傳感器。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種柔性壓阻傳感器，包括兩個膜組件，所述膜組件由PDMS和涂覆在PDMS表面的rGO層構成，該膜組件正面具有金字塔陣列；兩個膜組件正面相對，其表面的金字塔陣列相互嵌合。

進一步地，傳感器的信號輸出是通過兩個銅電極實現的，銅電極通過銀膠粘貼于rGO層，兩個銅電極關于膜組件中心對稱。

進一步地，兩個膜組件封裝在PDMS內。

進一步地，所述膜組件通過以下步驟制備得到：

(1)將正庚烷，乙酸乙酯，十八烷基三甲氧基硅氧烷按照體積比1000:50:20配置成溶液，將硅模板浸泡在該溶液中兩小時，進行疏水處理。所述硅模板正面帶有金字塔陣列結構；

(2)將PDMS與交聯劑按質量比10:1比例混合均勻后，反復真空除氣泡，旋涂在疏水處理后的硅模板表面。將涂有PDMS的硅模板放在鼓風干燥機中，60℃加熱2小時。固化后，與硅模板水中剝離。

(3)對表面具有金字塔微結構的PDMS表面進行氧等離子處理，增加其表面親水性。

(4)將具有金字塔微結構的PDMS反復涂抹rGO溶液。待溶液干燥后即可進行組裝，以獲得柔性壓阻傳感器。

進一步地，所述rGO溶液的濃度為1mg/ml。

進一步地，所述rGO層的厚度大約在500μm左右。

本發明的有益效果在于：本發明采用兩個互鎖的膜組件，且中間導電通路是由金字塔塔尖接觸而導通的，因此即使受到非常微小的力，也會改變金字塔塔尖所形成的導電通路。而不同彎曲角度，不同按壓力度都會形成不同的電阻變化，相比于現有的傳感器，本發明在靈敏性方面有大大的提高。

附圖說明

圖1為本發明的結構展開圖。

圖2為金字塔微結構示意圖；

圖3為金字塔微結構示意圖；

圖4為本發明靈敏度測試圖。

具體實施方式