[發明專利]一種具有表面觸覺反饋功能的柔性薄膜

在審

• 申請號: 202010013319.3
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111221417A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 郭興偉;張玉茹;王黨校
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06F3/041
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1.一種具有表面觸覺反饋功能的柔性薄膜，其特征在于：它是由觸摸表面改性層(1)、柔性觸摸絕緣層(2)、柔性導電層(3)和柔性絕緣基底層(4)組成；該柔性絕緣基底層(4)位于最底層，其上表面與柔性導電層(3)緊密貼合，柔性導電層(3)上表面與柔性觸摸絕緣層(2)緊密貼合，柔性觸摸絕緣層(2)上表面與觸摸表面改性層(1)緊密貼合；該觸摸表面改性層(1)用于調節柔性薄膜實際表面粗糙度，該粗糙度具體數值與用戶皮膚粗糙度的平均值有關，通過用戶實驗確定具體數值；

所述的觸摸表面改性層(1)，其表面結構是凸起的圓柱陣列，陣列間距根據該層的粗糙度確定；

所述的柔性觸摸絕緣層(2)，其結構是表面平整的絕緣薄膜；

所述的柔性導電層(3)，其結構是表面平整的導電薄膜；

所述的柔性絕緣基底層(4)，其結構是表面平整的絕緣薄膜；

通過給柔性導電層(3)施加直流電壓及交流電壓，用戶皮膚表面會受到靜電吸引力作用；當用戶皮膚在觸摸表面改性層(1)上滑動時，靜電吸引力會導致摩擦力增大；通過控制施加的直流或交流電壓幅值、頻率和波形的大小，能產生摩擦力變化，從而使用戶感受到表面觸覺感受。

2.根據權利要求1所述的一種具有表面觸覺反饋功能的柔性薄膜，其特征在于：所述的觸摸表面改性層(1)，其表面結構是凸起的圓柱陣列，或該凸起是圓柱、圓錐及條紋陣列；其材料是光刻膠。

3.根據權利要求1所述的一種具有表面觸覺反饋功能的柔性薄膜，其特征在于：所述的柔性觸摸絕緣層(2)，其厚度為2-10微米，表面粗糙度小于100納米；其材料是介電常數小于10的絕緣材料，為聚酰亞胺或聚對苯二甲酸乙二酯。

4.根據權利要求1所述的一種具有表面觸覺反饋功能的柔性薄膜，其特征在于：所述的柔性導電層(3)，其厚度小于50微米；其材料是方阻小于20Ω/□的導電材料；為銅箔或石墨烯薄膜。

5.根據權利要求1所述的一種具有表面觸覺反饋功能的柔性薄膜，其特征在于：所述的柔性絕緣基底層(4)，其表面平整的絕緣薄膜的電阻率大于10¹¹Ω·m；為聚二甲基矽氧烷薄膜PDMS及聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜PEN。