[發明專利]一種嵌入感知剛柔復合的微型結構及其制備方法

有效

• 申請號: 202110796308.1
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113524158B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 肖定邦;吳學忠;席翔;王呈祥;路翔;陳翔
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B25J19/00
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 陳俊好

1.一種嵌入感知剛柔復合的微型結構，其特征在于，所述微型結構包括敏感結構模塊、信號處理模塊和數據處理模塊；

所述敏感結構模塊用于感知微型結構的關節運動，并輸出電阻信號；

所述信號處理模塊用于將所述電阻信號轉化成電壓信號；

所述數據處理模塊用于根據所述電壓信號獲得微型結構關節運動的幅度與速度；

所述敏感結構模塊為層狀結構，自上而下依次包括疊置的剛性結構層、柔性粘結層、柔性感知層、柔性連接薄膜、柔性粘結層和剛性結構層；所述剛性結構層和柔性粘結層在與所述柔性感知層對應位置處具有鏤空窗口以釋放微型結構的運動關節。

2.如權利要求1所述的微型結構，其特征在于，所述柔性感知層由金屬、高分子聚合物和碳基導電材料中的至少一種制成而成。

3.如權利要求2所述的微型結構，其特征在于，所述柔性感知層為設定形狀的合金壓阻性薄膜；所述合金壓阻性薄膜為蛇形合金壓阻性薄膜，所述蛇形合金壓阻性薄膜的寬度大于運動關節的寬度；所述蛇形合金壓阻性薄膜的拐點熱壓于所述剛性結構層內部，且貫穿整個運動關節。

4.如權利要求1～3任一項所述的微型結構，其特征在于，所述柔性連接薄膜由樹脂薄膜材料制備而成。

5.如權利要求1所述的微型結構，其特征在于，所述剛性結構層由碳纖維、樹脂纖維、硬質金屬和硬質陶瓷中的一種制備而成。

6.如權利要求1所述的微型結構，其特征在于，所述柔性粘結層由高分子聚合物制備而成。

7.如權利要求1所述的微型結構，其特征在于，所述信號處理模塊為R/V轉換電路，與所述敏感結構模塊上引出的電極連接。

8.如權利要求1所述的微型結構，其特征在于，所述數據處理模塊與所述信號處理模塊連接，接收所述信號處理模塊輸出的電壓信號，并將電壓信號采樣處理以輸出微型結構關節運動的幅度與速度。

9.一種如權利要求1～8任一項所述嵌入感知剛柔復合的微型結構的制備方法，其特征在于，包括：

S1：制備敏感結構模塊；

S11：在柔性連接薄膜的一側制備一層合金薄膜，并通過圖形化獲得設定形狀的合金薄膜，獲得柔性感知層；

S12：將柔性粘結層與剛性結構層通過熱壓粘結在一起，獲得上表面；

S13：重復步驟S12，獲得下表面；

S14：利用激光加工技術在所述上表面和下表面與所述設定形狀的合金薄膜對應位置處刻蝕出運動關節部位；

S15：依次將所述上表面、柔性感知層和下表面疊置，并熱壓粘結到一起；

S16：引線以實現信號傳輸；

S2：將信號處理模塊與所述敏感結構模塊上引出的電極連接；

S3：將數據處理模塊與所述信號處理模塊連接，獲得嵌入感知剛柔復合的微型結構。