[發(fā)明專利]基于皮膚觸覺感知架構(gòu)的多層仿生觸覺傳感器及制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210035590.6
• 申請日: 2022-01-13
• 公開（公告）號: CN114354032A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭小輝;洪煒強;唐國鵬;金程超;李湘;曹家煦;許耀華;楊利霞;黃志祥
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽大學(xué)
• 主分類號: G01L1/20
• 分類號: G01L1/20
• 代理公司: 合肥國和專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34131
• 代理人: 孫永剛

1.一種基于皮膚觸覺感知架構(gòu)的多層仿生觸覺傳感器，其特征在于，包括：

第一結(jié)構(gòu)層，為類人體表皮的膜層，用于封裝第二結(jié)構(gòu)層、第三結(jié)構(gòu)層和第四結(jié)構(gòu)層；

第二結(jié)構(gòu)層，為PDMS填充織物層，無間隙連接在第三結(jié)構(gòu)層的上表面，用于模擬機械力的傳輸通道；

第三結(jié)構(gòu)層，為導(dǎo)電敏感材料層，用于模擬皮膚觸覺感受器，無間隙連接在第四結(jié)構(gòu)層的上表面；

以及第四結(jié)構(gòu)層，為電極襯底，用于模擬傳輸?shù)碾x子通道。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于人體皮膚觸覺感知架構(gòu)的多層結(jié)構(gòu)仿生觸覺傳感器，其特征是：所述類人體表皮的膜層為透氣防水薄膜，其中所述透氣防水薄膜包括聚四氟乙烯膜或熱可塑性聚氨酯。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于皮膚觸覺感知架構(gòu)的多層仿生觸覺傳感器，其特征是：所述PDMS填充織物層主要由織物骨架和PDMS填充物組成，PDMS填充物設(shè)置于織物骨架的縫隙內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于皮膚觸覺感知架構(gòu)的多層仿生觸覺傳感器，其特征是：所述織物包括棉織物、毛織物、絲織物、麻織物、化纖織物、混紡織物，其中所述化纖織物包括莫代爾織物和錦綸織物。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于皮膚觸覺感知架構(gòu)的多層仿生觸覺傳感器，其特征是：所述導(dǎo)電敏感材料層為依次采用NaOH水溶液和CB-MXene-SR兩相導(dǎo)電材料溶液處理的紙。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于皮膚觸覺感知架構(gòu)的多層仿生觸覺傳感器，其特征是：所述電極襯底為叉指電極襯底，主要由襯底、叉指電極和導(dǎo)線組成，其中叉指電極又包括叉指電極端口和叉指棒，一對叉指電極端口相向設(shè)置，若干個叉指棒固定連接在叉指電極端口的一側(cè)，兩個叉指電極端口上的叉指棒以叉指方式布置，每個叉指電極端口上設(shè)置一個導(dǎo)線。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的一種基于皮膚觸覺感知架構(gòu)的多層仿生觸覺傳感器，其特征是：所述第二結(jié)構(gòu)層和第三結(jié)構(gòu)層的整體結(jié)構(gòu)均為長方體、棱臺、棱柱或仿生結(jié)構(gòu)中的任一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項的一種基于皮膚觸覺感知架構(gòu)的多層仿生觸覺傳感器，其特征是：所述皮膚觸覺感受器包括麥斯納氏小體、魯菲尼氏小體、梅克爾氏小盤或帕西尼氏小體。

9.一種權(quán)利要求1至8所述多層仿生觸覺傳感器的制備方法，其特征在于，包括：制備導(dǎo)電敏感材料層：將紙用NaOH水溶液和CB-MXene-SR兩相敏感材料溶液依次處理得到；制備PDMS填充織物層：將織物浸漬于PDMS處理得到，其中PDMS溶液由重量比為10：1的硅樹脂和固化劑混合配置而成；將PDMS填充織物層、導(dǎo)電敏感材料層和叉指電極襯底由上至下堆疊連接，再用透氣防水薄膜封裝即可。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，在所述CB-MXene-SR兩相敏感材料溶液中，CB、MXene、SR分別為0.045g、0.045g和1g，溶劑為正己烷，CB+MXene的質(zhì)量百分比為9％。