一种用于触摸检测的电子皮肤制造技术

本发明专利技术公开了一种用于触摸检测的电子皮肤，包括柔性衬底、至少两条导电层和复数个电极，导电层分别覆盖在柔性衬底的两个表面上，所述的电极布置在导电层的两端；导电层包括基质和分散在基质中的第一导电粒子。本发明专利技术输出特性稳定，个体之间一致性好，安装方便，成本较低。

【技术实现步骤摘要】
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]本专利技术涉及传感器，尤其涉及一种用于触摸检测的电子皮肤。[
技术介绍
]机器人，作为人工智能的自动化器件，越来越多的融入到人类的日常生活，并在诸如高温、高压、排爆等危险性行业代替了人类而执行相关工作。目前的机器人系统已经通过各类传感器的集成，实现了许多诸如人类的视觉、听觉和嗅觉功能。但是，如何像人类一样，拥有敏感的触觉功能，一直以来也是机器人系统所面临的挑战性问题之一。例如，扫地机器人在行进中，需要及时检测到是否碰触到墙壁，并折返工作，否则就会造成死循环。现在扫地机器人采取较为复杂的结构，使碰撞触发轻触开关，得到检测。但这样的结构成本高，安装复杂，还会有漏检的可能。电子皮肤的诞生给机器人系统带来了巨大的变化，使得机器人可以从外界环境获得更多的信息。申请号为CN201310034478.1的专利技术公开了一种压阻式电子皮肤及其制备方法，包括：两柔性衬底；两导电层，分别涂覆在两柔性衬底上，两导电层相互接触；两导电极，分别与两导电层接触。其中，采用碳纳米管薄膜为导电层和具有微纳米图案的聚二甲基硅氧烷、聚苯二甲酸乙二酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯等材质为基底，使得基底具有高柔性易弯曲等优点。该专利技术的电子皮肤将两层导电布贴在一起，压力越大，接触面积越大，电阻越小。但它的一致性不好，压力和电阻值之间的曲线是非线性的，两导电层贴在一起，需要保证有预应力，这个预应力难以设定。导致不同传感器的特性不一致；而且两个导电层之间靠空气保持一定距离，按压久了就会像海绵被压缩，无法回弹。公开号为WO2012045259A1的专利技术公开了一种力传感材料及应用该力传感材料的力传感装置，该力传感材料是一种压敏材料，当受到压力时，纵向被压缩，阻值减小。但是，该力传感材料要求材料中导电粒子的排列方向平行于电极，该力传感装置的结构刚性较大，不适合用于电子皮肤。[
技术实现思路
]本专利技术要解决的技术问题是提供一种输出特性稳定、成本较低的、可用于触摸检测的电子皮肤。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是，一种用于触摸检测的电子皮肤，包括柔性衬底、至少两条导电层和复数个电极，导电层分别覆盖在柔性衬底的两个表面上，所述的电极布置在导电层的两端；导电层包括基质和分散在基质中的第一导电粒子。以上所述的电子皮肤，导电层包括第二导电粒子，第一导电粒子是碳粉或金属粉，第二导电粒子是碳纤维，纳米碳管或石墨烯，第二导电粒子的两端分别朝向两个电极。以上所述的电子皮肤，所述的基质为聚合物。以上所述的电子皮肤，所述的聚合物是环氧树脂、聚氨酯或丙烯酸树脂。以上所述的电子皮肤，包括两个弹性层，所述的弹性层覆盖在导电层的外表面。以上所述的电子皮肤，所述的弹性层为橡胶层。以上所述的电子皮肤，包括4条所述的导电层，柔性衬底包括叠合在一起的上衬底和下衬底；第一导电层和第二导电层覆盖在上衬底的上表面，第三导电层和第四导电层覆盖在下衬底的下表面。以上所述的电子皮肤，第一导电层位于第四导电层的正上方，第一导电层右端的电极与第四导电层右端的电极电连接；第二导电层右端的电极与第三导电层右端的电极电连接。以上所述的电子皮肤，包括6根引线，引线覆盖柔性衬底的两个表面上，第一引线的右端与第一导电层左端的电极连接，第二引线的右端与第二导电层左端的电极连接，第三引线的右端与第三导电层左端的电极连接，第四引线的右端与第四导电层左端的电极连接；第五引线的右端与第一导电层右端的电极及第四导电层右端的电极连接，第六引线的右端与第二导电层右端的电极及第三导电层右端的电极连接；6根引线的左端是电子皮肤的接头端。以上所述的电子皮肤，第五引线的主体部分、第一引线和第二引线覆盖在上衬底的上表面，第六引线的主体部分、第三引线和第四引线覆盖在下衬底的下表面；上衬底与下衬底由同一块材料对折后粘贴为一体。本专利技术输出特性稳定，个体之间一致性好，安装方便，成本较低。[附图说明]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术实施例1电子皮肤的主视图。图2是本专利技术实施例1电子皮肤的俯视图。图3是本专利技术实施例1电子皮肤显示导电层的俯视图。图4是图1的AA剖视图。图5是本专利技术实施例2电子皮肤主视图。图6是本专利技术实施例2电子皮肤的仰视图。图7是本专利技术实施例1电子皮肤对折前的结构图。[具体实施方式]本专利技术实施例1电子皮肤的结构如图1至图4所示，包括柔性衬底(薄膜)1、两条导电层2、两个弹性层3和4个电极5.两条导电层2分别覆盖在柔性衬底1的上下表面上，电极5布置在导电层2的两端。导电层2包括基质201，分散在基质201中的第一导电粒子(图中未示出)和第二导电粒子202，第二导电粒子202的两端分别朝向两端的电极5。其中，第二导电粒子202可以是碳纤维，纳米碳管或石墨烯。基质201为聚合物，聚合物可以是环氧树脂、聚氨酯或丙烯酸树脂。弹性层3为橡胶层，橡胶层覆盖在导电层2的外表面。柔性衬底1两面的导电层2作为感应材料，当电子皮肤受到触摸或碰撞时会随着薄膜的弯曲，呈现不同的阻抗，本专利技术可能通过检测导电层2阻抗的变化来检测是否有按压发生。本专利技术实施例2电子皮肤的结构如图5至图7所示，与实施例1不同的是，包括6根引线和4条导电层2，柔性衬底1包括叠合后粘贴在一起的上衬底101和下衬底102。上衬底101与下衬底102由同一块柔性衬底材料对折后粘贴为一体；6根引线和4条导电层2全部印刷在柔性衬底材料的上表面。在图7中，线30为对折裁剪线。块柔性衬底材料对折后，导电层2-1和导电层2-2覆盖在上衬底101的上表面，导电层2-3和导电层2-4覆盖在下衬底102的下表面。导电层2-1位于导电层2-4的正上方，导电层2-1右端的电极5与导电层2-4右端的电极5电连接。导电层2-2右端的电极5与导电层2-3右端的电极5电连接。引线为银浆走线，覆盖在折叠后柔性衬底1的两个表面上，引线6-1的右端与导电层2-1左端的电极5连接，引线6-2的右端与导电层2-2左端的电极5连接，引线6-3的右端与导电层2-3左端的电极5连接，引线6-4的右端与导电层2-4左端的电极5连接。引线6-5的右端与导电层2-1右端的电极5及导电层2-4右端的电极5连接，引线6-6的右端与导电层2-2右端的电极5及导电层2-3右端的电极5连接。引线6-5的主体部分、引线6-1和引线6-2覆盖在上衬底101的上表面，引线6-6的主体部分、引线6-3和引线6-4覆盖在下衬底102的下表面。6根引线的左端是电子皮肤的接头端，用于外接接头。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于触摸检测的电子皮肤，包括柔性衬底、至少两条导电层和复数个电极，其特征在于，导电层分别覆盖在柔性衬底的两个表面上，所述的电极布置在导电层的两端；导电层包括基质和分散在基质中的第一导电粒子。

【技术特征摘要】
2016.10.09 CN 20162110667021.一种用于触摸检测的电子皮肤，包括柔性衬底、至少两条导电层和复数个电极，其特征在于，导电层分别覆盖在柔性衬底的两个表面上，所述的电极布置在导电层的两端；导电层包括基质和分散在基质中的第一导电粒子。2.根据权利要求1所述的电子皮肤，其特征在于，导电层包括第二导电粒子，第一导电粒子是碳粉或金属粉，第二导电粒子是碳纤维，纳米碳管或石墨烯，第二导电粒子的两端分别朝向两个电极。3.根据权利要求1所述的电子皮肤，其特征在于，所述的基质为聚合物。4.根据权利要求3所述的电子皮肤，其特征在于，所述的聚合物是环氧树脂、聚氨酯或丙烯酸树脂。5.根据权利要求1所述的电子皮肤，其特征在于，包括两个弹性层，所述的弹性层覆盖在导电层的外表面。6.根据权利要求5所述的的电子皮肤，其特征在于，所述的弹性层为橡胶层。7.根据权利要求1所述的电子皮肤，其特征在于，包括4条所述的导电层，柔性衬底包括叠合在一起的上衬底和下...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建辉，
申请(专利权)人：深圳瑞湖科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44