[發明專利]一種正八棱臺壓阻式柔性觸覺傳感器及其工作方法

在審

• 申請號: 202011106323.0
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112326075A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 朱清;周瑞;丁建文
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: G01L1/18
• 分類號: G01L1/18;G01L5/161;G01L25/00;G06N20/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種正八棱臺壓阻式柔性觸覺傳感器及其工作方法，所述觸覺傳感器包括柔性敏感結構單元和柔性絕緣材料制備而成的基底。柔性敏感結構單元為正八棱臺結構，所述敏感結構單元包括八個側面，上端面，以及與上端面平行的下端面，其中上端面的兩條邊平行于x軸，則有另外兩條邊平行于y軸，八個側面分別貼有一個電觸點。本發明降低了傳感器電阻數據的耦合度，提高了辨別力的方向的能力，提高了精度及穩定性。

技術領域

本發明屬于觸覺傳感器技術領域，具體涉及一種正八棱臺壓阻式柔性觸覺傳感器及其工作方法。

背景技術

在過去的幾十年中，以人體皮膚為靈感的軟電子設備在健康監測和診斷，機器人技術和假肢修復方面吸引了廣泛的研究關注。柔軟可穿戴的壓阻式壓力傳感器以其簡單的機械結構，緊湊的結構，低成本和低功耗的能源，較高的靈敏度，以及易于信號采集和轉換的優點，成為開發高級電子皮膚的最有吸引力的候選者之一。作為下一代電子產品，可穿戴軟設備可以設置為與我們的身體融合，以擴展我們的感知或實時提供有關個人健康的重要見解。

近年來，在追求人造電子皮膚方面已有了巨大的努力和成就。目前，已經開發出具有不同結構和轉導機制的各種壓力傳感器，例如電容，壓阻和壓電。在這些設備中，將壓力刺激轉換成電阻信號的壓阻傳感器因其較高的靈敏度和過載承受能力強的優點而被廣泛使用。

要開發具有全面出色的傳感功能(例如高靈敏度，寬傳感范圍，良好的可拉伸性和高分辨率)的壓力傳感器，應仔細考慮傳感器的每個組件，不同組件需要不同的材料性能。因此，開發具有適當機械和電氣性能的適當功能材料對于高性能壓力傳感器的設計和制造至關重要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種供一種精度以及穩定性高的正八棱臺壓阻式柔性觸覺傳感器及其工作方法。

為實現以上目的，本發明采取如下技術方案：

本發明提供一種正八棱臺壓阻式柔性觸覺傳感器及其工作方法，其包括柔性敏感結構和柔性絕緣材料制備而成的基底，柔性敏感結構單元為正八棱臺結構，所述柔性敏感結構單元包括八個側面，上端面，以及與上端面平行的下端面，其中上端面的兩條邊平行于x軸，則有另外兩條邊平行于y軸，所述八個側面分別貼有一個電觸點。

所述柔性敏感結構單元由纖維素納米纖維(CNF)、聚氨酯(PU)、聚苯乙烯磺酸鹽(PSS)和3，4-乙烯二氧噻吩單體(EDOT)所組成的聚合物(CNF-PSS：EDOT-PU)制備而成。

所述柔性基底由聚二甲基硅氧烷(PDMS)制備而成。

所述柔性敏感結構單元的上端面的邊長為所述下端面的邊長的兩倍。

所述柔性敏感結構單元的高為上端面的邊長的0.5倍。

所述傳感器單元的三維力，通過以下公式解析獲得：

F_z＝F₁sinθ+F₂sinθ+F₃sinθ+F₄sinθ++F₅sinθ+F₆sinθ+F₇sinθ+F₈sinθ