【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及柔性壓力傳感器，具體涉及一種基于環(huán)狀倒刺陣列的柔性壓力傳感器。
技術(shù)介紹
1、柔性電子傳感器因其在智能軟體機(jī)器人技術(shù)、可穿戴醫(yī)療診斷和人機(jī)交互方面的巨大潛力而引起了人們的關(guān)注。柔性電子傳感器以信號傳導(dǎo)的方式將外界壓力刺激轉(zhuǎn)化微電信號，并通過響應(yīng)信號來反應(yīng)外界壓力大小從而實(shí)現(xiàn)高性能傳感功能。柔性電子傳感器能夠幫助智能假肢和機(jī)器人獲得觸覺，進(jìn)而可以像人類一樣擁有觸覺從而感知和理解復(fù)雜的環(huán)境。
2、通過引入各種微結(jié)構(gòu)，來使得傳感器獲得更高的傳感性能。常見的微結(jié)構(gòu)包括錐型、金字塔型、半球形、圓柱形等，互鎖組裝后利用微結(jié)構(gòu)之間的接觸面積變化引起電阻的變化從而實(shí)現(xiàn)傳感器的高靈敏度傳感性能。然而，傳統(tǒng)的互鎖微結(jié)構(gòu)只能檢測互鎖方向力的響應(yīng)，無法檢測橫向多個(gè)力的大小和方向，檢測方向單一。并且，由于垂直方向的力無法保持完全垂直施加在傳感器上，傳感器的精度和穩(wěn)定性受到了挑戰(zhàn)，這限制了柔性傳感器的進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請?zhí)峁┮环N基于環(huán)狀倒刺陣列的柔性壓力傳感器、設(shè)備及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的傳統(tǒng)的互鎖微結(jié)構(gòu)只能檢測互鎖方向力的響應(yīng)，無法檢測橫向多個(gè)力的大小和方向，檢測方向單一；并且由于垂直方向的力無法保持完全垂直施加在傳感器上，傳感器的精度和穩(wěn)定性受到了挑戰(zhàn)，這限制了柔性傳感器的進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展的技術(shù)問題。
2、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N基于環(huán)狀倒刺陣列的柔性壓力傳感器，包括上電極和下電極，所述上電極包括上基底以及開設(shè)于上基底底面的
3、多個(gè)所述凹坑在垂直方向上對應(yīng)所述倒刺陣列，每個(gè)所述凹坑均可容設(shè)對應(yīng)的所述倒刺單元。
4、結(jié)合第一方面，在一種實(shí)施方式中，所述倒刺陣列的倒刺單元以幾何中心鏡像設(shè)置。
5、結(jié)合第一方面，在一種實(shí)施方式中，所述上基底為單個(gè)基底或由多個(gè)上基底單元組合而成的上基底陣列。
6、結(jié)合第一方面，在一種實(shí)施方式中，所述凹坑為規(guī)則凹坑和不規(guī)則凹坑中的一種或兩者的組合。
7、結(jié)合第一方面，在一種實(shí)施方式中，所述凹坑為1/5-2/3個(gè)球形凹坑。
8、結(jié)合第一方面，在一種實(shí)施方式中，所述倒刺單元的形狀為勾狀、月牙狀或半月牙狀。
9、結(jié)合第一方面，在一種實(shí)施方式中，所述倒刺單元的橫截面形狀為半圓形、半橢圓形、圓形、曲面、雙曲面的一種或多種組合。
10、結(jié)合第一方面，在一種實(shí)施方式中，所述倒刺單元的刺尖和刺底之間的連線與下基底頂面之間具有傾斜角，所述傾斜角的度數(shù)范圍為10°-170°。
11、結(jié)合第一方面，在一種實(shí)施方式中，所述環(huán)狀為圓環(huán)、三角環(huán)、方環(huán)、多邊形或者無規(guī)則幾何環(huán)中的一種或多種組合。
12、結(jié)合第一方面，在一種實(shí)施方式中，還包括導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，所述導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)為沉積在上基底陣列、倒刺陣列和下基底表面的導(dǎo)電材料電導(dǎo)通形成的導(dǎo)電通路，或者是摻雜在上基底陣列、倒刺陣列和下基底的內(nèi)部和表面的導(dǎo)電材料電導(dǎo)通形成的導(dǎo)電通路。
13、本申請實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果至少包括：
14、本申請實(shí)施例提供的基于環(huán)狀倒刺陣列的柔性壓力傳感器，設(shè)計(jì)的倒刺陣列呈環(huán)狀，且單獨(dú)所有倒刺單元呈傾斜勾狀，在受到垂直方向力的刺激響應(yīng)時(shí)能夠具有非常穩(wěn)定的機(jī)械應(yīng)力分布，同時(shí)能夠識(shí)別出多個(gè)橫向力的刺激響應(yīng)的大小和方向，因此基于該倒刺陣列的柔性壓力傳感器具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性和多向感知能力，這解決了現(xiàn)有壓力傳感器無法穩(wěn)定且有效地識(shí)別多個(gè)橫向力的大小、方向和位置的問題；
15、同時(shí)上基底底面設(shè)置的凹坑，能夠進(jìn)一步增加倒刺陣列與上電極接觸的穩(wěn)定性以及檢測范圍，這給傳感器帶來了更高的穩(wěn)定性和更寬的檢測范圍。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于環(huán)狀倒刺陣列的柔性壓力傳感器，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的基于環(huán)狀倒刺陣列的柔性壓力傳感器，其特征在于，所述倒刺陣列的倒刺單元以幾何中心鏡像設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1所述的基于環(huán)狀倒刺陣列的柔性壓力傳感器，其特征在于，所述上基底為單個(gè)基底或?yàn)橛啥鄠€(gè)上基底單元組合而成的上基底陣列。
4.如權(quán)利要求1所述的基于環(huán)狀倒刺陣列的柔性壓力傳感器，其特征在于，所述凹坑為規(guī)則凹坑和不規(guī)則凹坑中的一種或兩者的組合。
5.如權(quán)利要求4所述的基于環(huán)狀倒刺陣列的柔性壓力傳感器，其特征在于，所述凹坑為1/5-2/3個(gè)球形凹坑。
6.如權(quán)利要求1所述的基于環(huán)狀倒刺陣列的柔性壓力傳感器，其特征在于，所述倒刺單元的形狀為勾狀、月牙狀或半月牙狀。
7.如權(quán)利要求1所述的基于環(huán)狀倒刺陣列的柔性壓力傳感器，其特征在于，所述倒刺單元的橫截面形狀為半圓形、半橢圓形、圓形中的一種或多種的組合。
8.如權(quán)利要求1所述的基于環(huán)狀倒刺陣列的柔性壓力傳感器，其特征在于，所述倒刺單元的刺尖和刺底之間的連線與下基底頂面之間具有
9.如權(quán)利要求1所述的基于環(huán)狀倒刺陣列的柔性壓力傳感器，其特征在于，所述環(huán)狀為圓環(huán)、三角環(huán)、方環(huán)、多邊形或者無規(guī)則幾何環(huán)中的一種或多種組合。
10.如權(quán)利要求2所述的基于環(huán)狀倒刺陣列的柔性壓力傳感器，其特征在于，還包括導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，所述導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)為沉積在上基底陣列、倒刺陣列和下基底表面的導(dǎo)電材料電導(dǎo)通形成的導(dǎo)電通路，或者是摻雜在上基底陣列、倒刺陣列和下基底的內(nèi)部和表面的導(dǎo)電材料電導(dǎo)通形成的導(dǎo)電通路。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于環(huán)狀倒刺陣列的柔性壓力傳感器，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的基于環(huán)狀倒刺陣列的柔性壓力傳感器，其特征在于，所述倒刺陣列的倒刺單元以幾何中心鏡像設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1所述的基于環(huán)狀倒刺陣列的柔性壓力傳感器，其特征在于，所述上基底為單個(gè)基底或?yàn)橛啥鄠€(gè)上基底單元組合而成的上基底陣列。
4.如權(quán)利要求1所述的基于環(huán)狀倒刺陣列的柔性壓力傳感器，其特征在于，所述凹坑為規(guī)則凹坑和不規(guī)則凹坑中的一種或兩者的組合。
5.如權(quán)利要求4所述的基于環(huán)狀倒刺陣列的柔性壓力傳感器，其特征在于，所述凹坑為1/5-2/3個(gè)球形凹坑。
6.如權(quán)利要求1所述的基于環(huán)狀倒刺陣列的柔性壓力傳感器，其特征在于，所述倒刺單元的形狀為勾狀、月牙狀或半月牙狀。
7.如權(quán)利要...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：薛龍建，李剛，陳道兵，劉洪濤，張小龍，張凱杰，
申請(專利權(quán))人：武漢大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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