[發明專利]柔性觸覺傳感器陣列及應用于其的陣列掃描系統

在審

• 申請號: 201910249814.1
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN110082010A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 薛寧;孫旭光;鄭帥康;王春凱;李彤;孫建海;劉春秀
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01L1/18
• 分類號: G01L1/18
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張宇園

1.一種柔性觸覺傳感器陣列，其特征在于，包括：

凸起層，具有呈陣列排布的多個凸起；

上電極層，具有多個電極，與所述凸起層相連；

中間層，具有多個壓阻敏感單元，與所述上電極層相連，所述壓阻敏感單元與各個所述凸起的每個邊緣一一對應；以及

下電極層，具有多個電極，與所述中間層相連；

其中，所述上電極層的各個電極及所述下電極層的各個電極與所述中間層的各個壓阻敏感單元為一一對應互連。

2.根據權利要求1所述的柔性觸覺傳感器陣列，其特征在于，所述凸起層的各個所述凸起與該凸起的每個邊緣對應的各個所述壓阻敏感單元，以及相應位置的上電極層與下電極層構成一個傳感單元，實現法向壓力和切向壓力的測量。

3.根據權利要求1所述的柔性觸覺傳感器陣列，其特征在于，所述中間層具有鏤空圖案，所述壓阻敏感單元的大小及形狀與所述鏤空圖案一致，且所述壓阻敏感單元放置于所述中間層的鏤空位置。

4.根據權利要求1或3所述的柔性觸覺傳感器陣列，其特征在于，所述中間層與所述壓阻敏感單元的上下表面均為粗糙表面結構或不規則表面結構。

5.根據權利要求4所述的柔性觸覺傳感器陣列，其特征在于，所述壓阻敏感單元的材料為多壁-碳納米管和聚二甲基硅氧烷的納米復合材料，或導電炭黑和聚二甲基硅氧烷的納米復合材料。

6.根據權利要求1所述的柔性觸覺傳感器陣列，其特征在于，所述上電極層的各個電極每一列/行連成一條線，所述下電極層的各個電極每一行/列連成一條線，所述上電極層和所述下電極層通過接口與外部電路相連。

7.根據權利要求1或6所述的柔性觸覺傳感器陣列，其特征在于：

所述上電極層和所述下電極層的材料為聚酰亞胺、聚二甲基硅氧烷、硅膠、或聚對二甲苯；

各個所述電極的材料為導電金屬，包括銅或金或銀。

8.根據權利要求1所述的柔性觸覺傳感器陣列，其特征在于，所述凸起的底面形狀為正方形或類正方形。

9.根據權利要求1所述的柔性觸覺傳感器陣列，其特征在于，所述凸起層、上電極層、中間層和下電極層，其各層之間均通過聚合物粘合劑粘接。

10.一種陣列掃描系統，其特征在于，所述陣列掃描系統應用于權利要求1至9中任一所述的柔性觸覺傳感器陣列，包括：

掃描電路，通過接口與所述柔性觸覺傳感器陣列中的上電極層和下電極層相連，實現對所述傳感器陣列中壓阻敏感單元的陣列掃描；

單片機，實時監測所述陣列掃描情況，并對所述陣列掃描結果進行模數轉換；

計算機，通過網絡接收并記錄所述單片機的模數轉換結果。