一种柔性矢量触滑觉复合传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种柔性矢量触滑觉复合传感器，涉及机器人柔性触觉传感器和智能手术器械领域。本发明专利技术的柔性矢量触滑觉复合传感器包括从上至下紧密贴合的上层柔性基底、力敏结构层和下层柔性衬底。力敏结构层从上至下包括上部电极层、柔性压阻材料层和底部电极层。所述的上层柔性基底上表面有等间距微结构阵列；所述的力敏结构层与下层柔性衬底上表面紧密贴合，所述下层柔性衬底沿传感器厚度方向具有周期性的对称凸起结构，对称的力敏单元分别位于所述的对称凸起结构的两侧。本发明专利技术可以通过内部简单的对称凸起结构，判断出滑移情况，测量出正压力、摩擦力和滑移速度；传感器上表面有微结构阵列，提高夹持稳定性和安全性。

A flexible vector tactile tactile sensor

The invention discloses a flexible vector touch and slip compound sensor, relating to a robot flexible tactile sensor and an intelligent surgical instrument field. The flexible vector touch slip sensor comprises an upper flexible substrate from top to bottom, a Li Min structure layer and a lower flexible substrate. The force sensitive structure layer comprises an upper electrode layer, a flexible piezoresistive material layer and a bottom electrode layer from top to bottom. The upper flexible substrate on the surface of space micro structure array; the force sensitive structure layer and a lower layer of flexible substrate is closely attached to the upper surface of the lower convex, symmetric structure of flexible substrate with periodic sensors along the thickness direction, symmetrical convex structure sensitive parts are respectively positioned on the symmetrical. The invention can be raised by symmetrical internal structure simple, judge slip, measure positive pressure, friction and slip velocity on the surface of the sensor; micro structure array, improve the holding stability and safety.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种触滑觉复合传感器，尤其是涉及机器人柔性触觉传感器领域和智能手术器械领域的一种柔性矢量触滑觉复合传感器。
技术介绍
柔性触滑觉复合传感器是机器手或微创手术器械获取夹持状态信息不可或缺的手段。根据传感器反馈的信号，可计算出夹持装置与被夹持物之间正压力、摩擦力、相对运动状态等物理量，以实现对被夹持物稳定地夹取。目前大多数触觉传感器只能检测正向接触力，不具有滑觉感知功能。因此，研究出高灵敏度和大量程的柔性矢量触滑觉复合传感器，使其能便捷、紧密黏贴在机器手表面或微创手术夹钳表面上，同时可检测出接触压力、摩擦力、滑移状态等力学信息，可提升器械智能化，提高微创手术的安全性与实用性。中国国家专利技术专利(申请号201410451649.5)公开了一种基于压敏导电橡胶的柔性触滑觉复合传感阵列，该传感器利用导电橡胶单元和测试电极机构形成四个互相垂直的电阻，通过测试四个压敏电阻阻值变化推导三维力。但该结构的柔性传感阵列电极结构复杂，而且利用单层电极结构灵敏度低，在区分滑动摩擦和变化的静摩擦方面也具有结构的局限性。此外，利用INABA公司生产的Inastomer导电橡胶作为压敏材料，最高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性矢量触滑觉复合传感器，其特征在于：所述的传感器包括从上至下紧密贴合的上层柔性基底、力敏结构层和下层柔性衬底；所述的力敏结构层与下层柔性衬底上表面紧密贴合；所述下层柔性衬底由柔性复合材料制成，沿传感器厚度方向具有周期性的对称凸起结构，因此所述的力敏结构层包括周期性排列的多对对称的力敏单元；所述的对称的力敏单元分别位于所述的对称凸起结构的两侧；所述的上层柔性基底制备在所述的力敏结构层上，作为力敏结构层的力传递层，上层柔性基底的上表面有等间距微结构阵列。

【技术特征摘要】
1.一种柔性矢量触滑觉复合传感器，其特征在于：所述的传感器包括从上至下紧密贴合的上层柔性基底、力敏结构层和下层柔性衬底；所述的力敏结构层与下层柔性衬底上表面紧密贴合；所述下层柔性衬底由柔性复合材料制成，沿传感器厚度方向具有周期性的对称凸起结构，因此所述的力敏结构层包括周期性排列的多对对称的力敏单元；所述的对称的力敏单元分别位于所述的对称凸起结构的两侧；所述的上层柔性基底制备在所述的力敏结构层上，作为力敏结构层的力传递层，上层柔性基底的上表面有等间距微结构阵列。2.根据权利要求1所述的一种柔性矢量触滑觉复合传感器，其特征在于：所述微结构之间的间距为10～500μm，所述的微结构的横截面为矩形或梯形。3.根据权利要求1所述的一种柔性矢量触滑觉复合传感器，其特征在于：所述的力敏结构层包括柔性压阻材料层、上部电极层和底部电极层，所述的上部电极层分段不连续，每一段成对对称分布在柔性压阻材料层上表面，由微纳加工工艺图案化；所述底部电极层为一整体连续的电极薄膜，溅射...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋永刚，刘梦洋，张德远，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11