[實(shí)用新型]一種柔性壓電式的三維觸覺傳感器陣列有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201821843012.0 | 申請日： | 2018-11-09 |
| 公開（公告）號： | CN209117220U | 公開（公告）日： | 2019-07-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉玉榮;林峰;姚若河;耿魁偉 | 申請（專利權(quán)）人： | 華南理工大學(xué) |
| 主分類號： | G01L1/16 | 分類號： | G01L1/16;G01D5/12 |
| 代理公司： | 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245 | 代理人： | 李斌 |
| 地址： | 510640 廣*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 壓電敏感 觸覺傳感器陣列 半球形凸起 三維接觸力 電容 三維 本實(shí)用新型 傳感器單元 壓電薄膜層 納米結(jié)構(gòu) 壓電式 壓電敏感單元 柔性基底層 印刷電路板 測量外界 從上至下 動態(tài)響應(yīng) 高靈敏度 高柔韌性 上下電極 下電極層 依次連接 陣列圖案 電荷 電極層 測量 傳遞 | ||
1.一種柔性壓電式的三維觸覺傳感器陣列，其特征在于，其結(jié)構(gòu)包括：從上至下依次連接的半球形凸起層(1)、上電極層(2)、納米結(jié)構(gòu)壓電薄膜層(3)、下電極層(5)、以及柔性印刷電路板基底層(6)；所述三維觸覺傳感器陣列由M×N個相互分離的三維觸覺傳感器單元構(gòu)成；
所述半球形凸起層(1)為表面具有M×N排布的半球形的圖案化薄膜，并覆蓋于M×N排布的上電極圖形上；所述下電極層(5)為M×N排布的陣列結(jié)點(diǎn)，每個陣列結(jié)點(diǎn)為每個上電極正下方的三個圓形下電極，即一個上電極對應(yīng)三個下電極，同時與夾心的納米結(jié)構(gòu)壓電薄膜共同形成三個壓電敏感電容，一個半球形凸起正壓于所述三個壓電敏感電容上，組成一個三維觸覺傳感器單元；
每個三維觸覺傳感器單元含一個半球形凸起和三個壓電敏感電容，所述半球形凸起將三維接觸力傳遞至三個壓電敏感電容，通過三個壓電敏感電容兩端產(chǎn)生電荷的大小以測量外界接觸力的大小和方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性壓電式的三維觸覺傳感器陣列，其特征在于：各個壓電敏感電容之間采用聚酰亞胺柔性膜(4)作為絕緣隔離膜，且位于上電極層和柔性印刷電路板基底層之間，使所述三維觸覺傳感器單元中的三個壓電敏感電容相互之間具有電隔離，并與周圍的三維觸覺傳感器單元絕緣隔離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性壓電式的三維觸覺傳感器陣列，其特征在于：所述三維觸覺傳感器單元中，三個壓電敏感電容均布于半球形凸起的正下方，且三個下電極內(nèi)接于半球形凸起的投影圓面內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性壓電式的三維觸覺傳感器陣列，其特征在于：所述納米結(jié)構(gòu)壓電薄膜層為ZnO納米線壓電敏感膜，生長于呈陣列圖案化分布的下電極層上，且位于上下電極層之間，形成M×N排布的壓電敏感單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性壓電式的三維觸覺傳感器陣列，其特征在于：所述上電極層為100～200nm厚的納米顆粒Ag薄膜層；所述下電極為厚度為1～2μm的Zn膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柔性壓電式的三維觸覺傳感器陣列，其特征在于：所述聚酰亞胺柔性膜的厚度為2～3μm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性壓電式的三維觸覺傳感器陣列，其特征在于：所述半球形凸起層為柔性聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料。
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