[發明專利]一種基于壓力傳感器的電子皮膚系統

在審

• 申請號: 202011078363.9
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112229545A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 李璐;李穎;閆興武;石一非;柏棟予
• 申請（專利權）人: 重慶文理學院
• 主分類號: G01L1/16
• 分類號: G01L1/16
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所(普通合伙) 31251
• 代理人: 郭桂峰

1.一種基于壓力傳感器的電子皮膚系統，包括覆蓋有柔性壓電觸覺傳感器陣列的皮膚載體、邏輯控制單元和信號處理單元，其特征在于，所述柔性壓電觸覺傳感器陣列包括構造在一適于柔性應用的硅片上的讀出電路層、構造在所述讀出電路層上的介質層A和構造在所述介質層A上的壓電傳感陣列層，所述讀出電路層包括若干個讀出電路單元，所述介質層A中構造有若干與各讀出電路單元連接的導電鎢塞，所述壓電傳感陣列層包括若干個相互分離的壓電敏感單元，每個所述壓電敏感單元均通過導電鎢塞與一個所述讀出電路單元連接以構成一個壓電傳感單元，這些壓電傳感單元在硅片上形成m*n陣列化分布；所述邏輯控制單元連接所述讀出電路層，以控制陣列中各讀出電路單元的開閉狀態；所述信號處理單元連接所述讀出電路層，以對被開啟讀出電路單元響應被激活壓電敏感單元所生成的電信號進行處理計算得到物體接觸面的物理信息。

2.如權利要求1所述的一種基于壓力傳感器的電子皮膚系統，其特征在于，所述適于柔性應用的硅片為厚度在5～100μm的薄硅片。

3.如權利要求1所述的一種基于壓力傳感器的電子皮膚系統，其特征在于，所述讀出電路層中，每個讀出電路單元采用CMOS電路、雙極型電路或者薄膜晶體管電路。

4.如權利要求1所述的一種基于壓力傳感器的電子皮膚系統，其特征在于，所述壓電傳感陣列層中，每個壓電敏感單元均采用鋯鈦酸鉛、氮化鋁或氧化鋅薄膜作為壓電感應材料。

5.如權利要求1所述的一種基于壓力傳感器的電子皮膚系統，其特征在于，還包括顯示單元，所述顯示單元與信號處理單元連接，以通過二維圖像顯示接觸壓力的位置和大小。

6.如權利要求1-5任一項所述的一種基于壓力傳感器的電子皮膚系統，其特征在于，所述皮膚載體上覆蓋有多個拼接而成的柔性壓電觸覺傳感器陣列，這多個陣列通過信號線與所述信號處理單元并行連接。