[發明專利]一種基于壓電薄膜的柔性觸覺傳感器及其信號處理系統

有效

• 申請號: 201810856921.6
• 申請日: 2018-07-31
• 公開（公告）號: CN109141696B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 曾濤;趙程;陳昊;李麗琛;付棲勇;張剛華;吳寒西子
• 申請（專利權）人: 上海材料研究所
• 主分類號: G01L1/16
• 分類號: G01L1/16
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

1.一種基于壓電薄膜的柔性觸覺傳感器，其特征在于，包括金屬基板(1)以及從內到外依次設置于金屬基板兩面的壓電薄膜(2)、柔性體(4)和防護層(5)，金屬基板(1)的兩面均設置有金屬電極(6)和凸起(7)；

該傳感器還包括墊片(3)，所述的墊片(3)設置于金屬基板(1)兩面的柔性體(4)之間，并位于金屬基板(1)和壓電薄膜(2)的外側，用于為金屬電極(6)和凸起(7)提供空間；

所述的凸起(7)為彈性凸起，設有多個；

所述的柔性體(4)設有齒狀結構層(23)，所述的齒狀結構層(23)設置在柔性體(4)與壓電薄膜(2)的接觸處；

所述的齒狀結構層(23)由呈陣列排布的錐形的凸起構成，齒狀結構層(23)的高度小于柔性體(4)的高度，齒狀結構層(23)的錐型凸起的間距小于齒狀結構層(23)長度的四分之一，大于齒狀結構層(23)長度的二十分之一。

2.根據權利要求1所述的一種基于壓電薄膜的柔性觸覺傳感器，其特征在于，所述的墊片(3)設有兩個，設置于金屬基板(1)和壓電薄膜(2)的兩個相對的邊的外側。

3.根據權利要求1所述的一種基于壓電薄膜的柔性觸覺傳感器，其特征在于，所述的凸起(7)為彈性凸起，設有多個。

4.根據權利要求3所述的一種基于壓電薄膜的柔性觸覺傳感器，其特征在于，所述的多個凸起(7)規律性地分布于金屬基板(1)兩面的中心處。

5.根據權利要求4所述的一種基于壓電薄膜的柔性觸覺傳感器，其特征在于，金屬基板(1)每面設有四個凸起(7)，圍繞金屬基板(1)中心點沿圓周均勻排布。

6.根據權利要求1所述的一種基于壓電薄膜的柔性觸覺傳感器，其特征在于，所述的金屬基板(1)的兩面均設有四個金屬電極(6)，四個金屬電極(6)分居金屬基板(1)的四個角處。

7.如權利要求1所述的基于壓電薄膜的柔性觸覺傳感器的信號處理系統，其特征在于，包括處理器模塊(15)；

所述的處理器模塊(15)依次通過信號轉換模塊(10)、信號放大模塊(9)、壓電傳感模塊(8)、金屬電極(6)與壓電薄膜(2)電性連接，用以獲取由壓電薄膜(2)在振動下產生的電信號；

所述的處理器模塊(15)依次通過數據錄入模塊(13)、數據分析處理器(12)與信息采集模塊(11)電性連接，用以對振動產生的電信號轉換成數字信號進行收集和儲存；

所述的處理器模塊(15)依次通過下位機(16)、核心交換機(17)、ZigBee通訊網絡(18)、終端(19)、協調器(20)和上位機(21)與LabView平臺(22)電性連接，用以對收集和儲存的數字信號進行識別和處理。