[發明專利]一種基于液態氨綸和液態金屬的電容式柔性傳感器

在審

• 申請號: 202010926085.1
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN111998975A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 鄒可權;謝生龍;吳日慶;陳安昇
• 申請（專利權）人: 廣東省建言智能系統有限公司
• 主分類號: G01L1/14
• 分類號: G01L1/14;G01L9/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于液態氨綸和液態金屬的電容式柔性傳感器，包括內部中空的柔性的封裝層，在所述封裝層內設有柔性的電介質層，所述電介質層將封裝層內部分隔成互不相通的上電極層與下電極層，其中，所述上電極層、下電極層內部均設有由液態金屬涂布而成的金屬電極，所述電介質層、封裝層均由液態氨綸涂布而成。

技術領域

本發明涉及傳感器領域，尤其涉及一種基于液態氨綸和液態金屬的電容式柔性傳感器。

背景技術

隨著可穿戴電子設備的發展，與傳統的剛性傳感器相比，柔性傳感器具有可變形、尺寸適應性強、人機交互性好等優點而備受人們的關注，在人體運動監測、軟體機器人皮膚、醫學生理信號監測和人機交互等領域具有廣泛的應用前景。傳統的柔性電容傳感器常用橡膠硅膠類彈性材料作為介電層，而電極層較為常見的是復合型電極，即將導電材料制備成導電網絡或者導電薄膜，再貼附具有高彈性的有機橡膠類材料，為電極層提供支撐。但與氨綸材料相比，橡膠硅膠的拉伸比率較低、回彈性能和抗疲勞性較差。另外，雖然目前也存在使用氨綸材料作為基材的傳感器，但這類傳感器中的氨綸材料都是以織物的形式包裹固態電極，降低了傳感器的柔性。

查有中國專利文獻，公開號111504522A，公開日期20200807，名稱“基于S型微孔道液態金屬復合介質層的電容式柔性拉伸傳感器”，該專利文獻公開了柔性封裝層、柔性電極、S型微孔道液態金屬復合介質層，均由聚二甲基硅氧烷或硅橡膠制作而成，其拉伸比率較低、回彈性能和抗疲勞性較差。

如何解決上述難題，成為亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構簡單、拉伸比率高、具有良好回彈性和抗疲勞性的基于液態氨綸和液態金屬的電容式柔性傳感器。

為實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

本發明提供的一種基于液態氨綸和液態金屬的電容式柔性傳感器，包括內部中空的柔性的封裝層，在所述封裝層內設有柔性的電介質層，所述電介質層將封裝層內部分隔成互不相通的上電極層與下電極層，其中，所述上電極層、下電極層內部均設有由液態金屬涂布而成的金屬電極，所述電介質層、封裝層均由液態氨綸涂布而成。

進一步地，在所述上電極層、下電極層內均設有導線，所述導線一端分別與上電極層、下電極層內的金屬電極接觸且該導線的另一端均延伸出封裝層外部作為電信號輸出的兩極。

進一步地，所述封裝層和電介質層是由液態氨綸通過絲網印刷的方式印刷成所需要的形狀并在120°溫度環境下固化而成的一體成型結構。

進一步地，所述上電極層、下電極層內的金屬電極均由液態金屬通過絲網印刷的方式涂布而成。

由于采用了上述結構，本發明具有的有益效果如下：

本發明采用液態金屬作為電極，氨綸材料作為電介質，當傳感器受到外界壓力的擠壓或拉伸作用時，由于液態金屬的可流動性和氨綸材料的高彈性，使得上電極層、下電極層、電介質層一起進行形變，從而增大了兩電極之間的相對面積，達到改變電容值的目的，此外，本發明中的電介質層和封裝層均由液態氨綸涂布而成，其拉伸比率高，并且具有良好回彈性和抗疲勞性。

通過以下的描述并結合附圖，本發明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發明的實施例。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明的結構示意圖。

具體實施方式