一种薄膜矢量传感器以及一种薄膜变形传感器制造技术

本实用新型专利技术提供一种薄膜矢量传感器以及一种薄膜变形传感器，属于传感器技术领域。所述薄膜矢量传感器，包括矢量检测部，所述矢量检测部包括两层绝缘的第一薄膜弹性体层，在两层第一薄膜弹性体层之间设置有第一电阻弹性体层和第一导线层，上述第一电阻弹性体层呈“十字”带状结构；在所述第一导线层内设置有四个第一导电端，所述四个第一导电端分别与上述”十字”带状结构的四个端点一一对应连接。本实用新型专利技术所述的薄膜矢量传感器可实现对压力的矢量以及压力大小的检测；可植入机器人的皮肤结构里面，使机器人可以感受压力的大小以及方向等参数。另外，本实用新型专利技术所述的薄膜变形传感器可植入到人体内部，进入可实现实时的记录血压和心率的变化情况。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于传感器领域，尤其涉及一种薄膜矢量传感器以及一种薄膜变形传感器。
技术介绍
传统的MEMS传感器，其角度变化引起的电阻值变化非常小，而且对电路的要求比较高；另外，现有的MEMS传感器精度不高，而且无法检测压力的矢量方向。另外，目前的机器人由于没有皮肤结构的传感器，因此也无法感受到压力或者压力的方向。
技术实现思路
本技术解决的技术问题是：提供一种薄膜状，并且可测量压力方向的薄膜矢量传感器；以及一种可检测变形信号的薄膜变形传感器。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种薄膜矢量传感器，包括矢量检测部，所述矢量检测部包括两层绝缘的第一薄膜弹性体层，在两层第一薄膜弹性体层之间设置有第一电阻弹性体层和第一导线层，上述第一电阻弹性体层呈“十字”带状结构，所述“十字”带状结构具有A、B、C和D四个端点；其中A、C两个端点分别位于”十字”带状结构上下相对的位置上，B、D两个端点分别位于”十字”带状结构左右相对的位置上；在所述第一导线层内设置有四个第一导电端，所述四个第一导电端分别与上述”十字”带状结构的四个端点一一对应连接。进一步的是：还包括压力检测部，所述压力检测部包括两层绝缘的第二薄膜弹性体层，在两层第二薄膜弹性体层之间设置有两层第二导线层，在每层第二导线层内分别设置有一个第二导电端；在两层第二导线层之间设置有第二电阻弹性体层，并且所述第二电阻弹性体层的两侧面分别与对应侧的第二导电端连接。进一步的是：所述矢量检测部与压力检测部层状叠放设置，并且第一电阻弹性体层的中心与第二电阻弹性体层的中心在沿薄膜矢量传感器的厚度方向上重叠，同时矢量检测部与压力检测部相接触侧的第一薄膜弹性体层和第二薄膜弹性体层为同一层薄膜弹性体层。进一步的是：在薄膜矢量传感器厚度方向的其中一侧或者两侧的外表面设置有配重体，所述配重体的中心与第二电阻弹性体层的中心在沿薄膜矢量传感器的厚度方向上重叠。进一步的是：在第一导线层内分别设置有从薄膜矢量传感器上穿出的第一导线，并且每个第一导电端分别与一根第一导线连接；当设置有压力检测部时，在第二导线层内设置有从薄膜矢量传感器上穿出的第二导线，并且每个第二导电端分别与一根第二导线连接。进一步的是：所述第一薄膜弹性体层为一层热塑性聚氨酯弹性体；所述第一电阻弹性体层为一层含有电阻填料的热塑性聚氨酯弹性体；当设置有压力检测部时，所述第二薄膜弹性体层为一层热塑性聚氨酯弹性体；所述第二电阻弹性体层为一层含有电阻填料的热塑性聚氨酯弹性体。进一步的是：所述薄膜矢量传感器整体呈圆形或者方形的片状结构，其厚度为0.1mm-5mm；每层第一薄膜弹性体层的厚度为10um-1mm，每层第一电阻弹性体层的厚度为10um-1mm；当设置有压力检测部时，每层第二薄膜弹性体层的厚度为10um-1mm，每层第二电阻弹性体层的厚度为10um-1mm。上述本技术所述的薄膜矢量传感器的有益效果是：其通过矢量检测部可测得压力的方向矢量，同时通过压力检测部可测得压力的大小值；因此实现了对压力的矢量以及压力大小的检测。另外，通过采用特定的材料，可实现将传感器做的非常薄，进而可做到机器人的皮肤结构里面，使机器人可以感受压力的大小以及方向等参数。另外，本技术还提供一种薄膜变形传感器，包括两层绝缘的第三薄膜弹性体层，在两层第三薄膜弹性体层之间设置有第三电阻弹性体层和第三导线层，所述第三电阻弹性体层呈“一字”带状结构，所述“一字”带状结构具有E、F两个端点；所述第三导线层包括两个第三导电端，所述两个第三导电端分别与上述“一字”带状结构的两个端点一一对应连接。进一步的是：所述第三薄膜弹性体层为一层热塑性聚氨酯弹性体；所述第三电阻弹性体层为一层含有电阻填料的热塑性聚氨酯弹性体；所述第三电阻弹性体层与第三薄膜弹性体层位于同一层，并且第三电阻弹性体层上的两个第三导电端分别位于该第三薄膜弹性体层的两端。进一步的是：所述两层第三薄膜弹性体层也成“一字”带状结构，并且所述第三薄膜弹性体层的大小与第三电阻弹性体层大小相配；所述薄膜变形传感器的长度为5mm、宽度为0.8mm、厚度为0.3mm。上述本技术所述的薄膜变形传感器的有益效果是：可测得两个第三导电端之间的部分是否有发生变形情况。而且本技术所述的薄膜变形传感器可做的非常小，并且通过采用具有生物兼容性的材料，可将其植入到人体内部，例如植入到动脉血管旁边，这样可实现实时的记录血压和心率的变化情况。附图说明图1为矢量检测部截面示意图；图2在图1的基础上设置有配重体后的结构示意图；图3为图1中各层平铺展开后的结构示意图；图4为压力检测部的截面示意图；图5为图4中各层平铺展开后的结构示意图；图6为矢量检测部和压力检测部叠放设置时的截面示意图；图7为图6中各层平铺展开后的结构示意图；图8为薄膜变形传感器的截面示意图；图9为薄膜变形传感器的正视图；图10为薄膜变形传感器各层平铺展开后的结构示意图；图11为第一电阻弹性体层的等效电路图；图12为压力的方向矢量示意图；图13薄膜变形传感器用于测量动脉信号的示意图；图中标记为：矢量检测部1、第一薄膜弹性体层11、第一电阻弹性体层12、第一导线层13、第一导电端14、第一导线15、压力检测部2、第二薄膜弹性体层21、第二电阻弹性体层22、第二导线层23、第二导电端24、第二导线25、薄膜变形传感器3、第三薄膜弹性体层31、第三电阻弹性体层32、第三导线层33、第三导电端34、配重体4、动脉5。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进一步说明。需要说明的是，本技术中所指的第一薄膜弹性体层11、第二薄膜弹性体层21和第三薄膜弹性体层31，均为薄膜弹性体层，其本身可为同一种材料，本技术中为了便于区分矢量检测部1、压力检测部2以及该薄膜变形传感器3三者中的薄膜弹性体层，因此采用上述描述方式。同理，对于电阻弹性体层、导线层和导电端也采用了相同的描述方式。如图1至图3中所示，本技术所述的一种薄膜矢量传感器，包括矢量检测部1，所述矢量检测部1包括两层绝缘的第一薄膜弹性体层11，在两层第一薄膜弹性体层11之间设置有第一电阻弹性体层12和第一导线层13，上述第一电阻弹性体层12呈“十字”带状结构，所述“十字”带状结构具有A、B、C和D四个端点；其中A、C两个端点分别位于”十字”带状结构上下相对的位置上，B、D两个端点分别位于”十字”带状结构左右相对的位置上；在所述第一导线层13内设置有四个第一导电端14，所述四个第一导电端14分别与上述”十字”带状结构的四个端点一一对应连接。上述矢量检测部可实现对力的矢量检测，具体检测原理参照附图11和附图12中所示：由于第一电阻弹性体层12呈“十字”的带状结构，而且该层弹性体层具有电阻特性，且具有一定的弹性，因此在受力后将发生变形，相应的电阻值随之发生变化。具体，如图11中所示，将第一电阻弹性体层12等效为图11中所示的电阻连接关系；若假设当向传感器一侧的第一薄膜弹性体层11的表面施加一个促使该表面向右上角发生微量位移的力时，R1将因对应电阻弹性体层被压缩而减小，而R3则将因对应的电阻弹性体层被拉伸而增大；而在这一过程中，通过向A、C两点之间施加一个电压值VAC，然后通过测得B点或者D点的电压值VB本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜矢量传感器，其特征在于：包括矢量检测部(1)，所述矢量检测部(1)包括两层绝缘的第一薄膜弹性体层(11)，在两层第一薄膜弹性体层(11)之间设置有第一电阻弹性体层(12)和第一导线层(13)，上述第一电阻弹性体层(12)呈“十字”带状结构，所述“十字”带状结构具有A、B、C和D四个端点；其中A、C两个端点分别位于”十字”带状结构上下相对的位置上，B、D两个端点分别位于”十字”带状结构左右相对的位置上；在所述第一导线层(13)内设置有四个第一导电端(14)，所述四个第一导电端(14)分别与上述”十字”带状结构的四个端点一一对应连接。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜矢量传感器，其特征在于：包括矢量检测部(1)，所述矢量检测部(1)包括两层绝缘的第一薄膜弹性体层(11)，在两层第一薄膜弹性体层(11)之间设置有第一电阻弹性体层(12)和第一导线层(13)，上述第一电阻弹性体层(12)呈“十字”带状结构，所述“十字”带状结构具有A、B、C和D四个端点；其中A、C两个端点分别位于”十字”带状结构上下相对的位置上，B、D两个端点分别位于”十字”带状结构左右相对的位置上；在所述第一导线层(13)内设置有四个第一导电端(14)，所述四个第一导电端(14)分别与上述”十字”带状结构的四个端点一一对应连接。2.如权利要求1所述的薄膜矢量传感器，其特征在于：还包括压力检测部(2)，所述压力检测部(2)包括两层绝缘的第二薄膜弹性体层(21)，在两层第二薄膜弹性体层(21)之间设置有两层第二导线层(23)，在每层第二导线层(23)内分别设置有一个第二导电端(24)；在两层第二导线层(23)之间设置有第二电阻弹性体层(22)，并且所述第二电阻弹性体层(22)的两侧面分别与对应侧的第二导电端(24)连接。3.如权利要求2所述的薄膜矢量传感器，其特征在于：所述矢量检测部(1)与压力检测部(2)层状叠放设置，并且第一电阻弹性体层(12)的中心与第二电阻弹性体层(22)的中心在沿薄膜矢量传感器的厚度方向上重叠，同时矢量检测部(1)与压力检测部(2)相接触侧的第一薄膜弹性体层(11)和第二薄膜弹性体层(21)为同一层薄膜弹性体层。4.如权利要求2所述的薄膜矢量传感器，其特征在于：在薄膜矢量传感器厚度方向的其中一侧或者两侧的外表面设置有配重体(4)，所述配重体(4)的中心与第二电阻弹性体层(22)的中心在沿薄膜矢量传感器的厚度方向上重叠。5.如权利要求2所述的薄膜矢量传感器，其特征在于：在第一导线层(13)内分别设置有从薄膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓燕，沈煜旻，
申请(专利权)人：苏州理欧电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32