电子皮肤、制作方法和驱动方法技术

本发明专利技术提供一种电子皮肤、制作方法和驱动方法。电子皮肤包括：第一柔性基底、第二柔性基底、压阻材料层以及压力检测单元，第一柔性基底靠近第二柔性基底的一面上设置有多条第一弹性导电线；第二柔性基底靠近第一柔性基底的一面上设置有多条第二弹性导电线；所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线相互交叉，所述压阻材料层设置于一所述第一弹性导电线和一所述第二弹性导电线的交叉位置处；所述压力检测单元分别与所述多条第一弹性导电线和所述多条第二弹性导电线连接。本发明专利技术解决现有的电子皮肤缺乏弹性，并不能实现较好的压力感应功能的问题。

Electronic skin, making methods and driving methods

The invention provides an electronic skin, a making method and a driving method. Electronic skin includes a first flexible substrate and the second flexible substrate, piezoresistive material layer and a pressure detecting unit, a first flexible substrate near second flexible substrate is arranged on one side of the plurality of first elastic wire; second flexible substrate near the first side of the flexible substrate is provided with a plurality of second elastic guide wire; the first elastic the guide wire and the second elastic wire cross, cross at the location of the piezoresistive material layer is arranged in the first elastic wire and one of the second elastic wire; the pressure detecting unit is respectively connected with the plurality of first elastic guide wire and the plurality of second flexible wire connection. The invention solves the problem that the existing electronic skin is lack of elasticity and can not achieve better pressure induction function.

【技术实现步骤摘要】
电子皮肤、制作方法和驱动方法
本专利技术涉及可穿戴设备
，尤其涉及一种电子皮肤、制作方法和驱动方法。
技术介绍
随着电子信息技术、新材料和生物技术的发展，电子皮肤的应用前景收到了关注。在人类甚至智能机械的表面集成具有功能性的材料，可以赋予人类或智能设备传感等功能。这种可穿戴设备随着智能终端的兴起，促进了健康医疗、家居、工业生产等设备的智能化。电子皮肤可以作为可穿戴设备的一种，通过电子皮肤集成各种传感器可以修复由于皮肤损伤造成感知障碍的病人重获触感。电子皮肤对柔性和弹性要求较高，并且要求在三维动态和静态的情况下具有较好的压力输出功能。近年来对于电子皮肤有柔性化要求的趋势，并且应用于柔性压力测试的柔性压力传感器是其中最具有挑战性的应用。当前电子皮肤的研究取得了不断的进展，但是大多数电子皮肤缺乏弹性、并且不能实现三维的表面压力测量。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种电子皮肤、制作方法和驱动方法，解决现有的电子皮肤缺乏弹性，并不能实现较好的压力感应功能的问题。为了达到上述目的本，本专利技术提供了一种电子皮肤，包括：第一柔性基底、第二柔性基底、压阻材料层以及压力检测单元，其中，所述第一柔性基底与所述第二柔性基底相互贴合；所述压阻材料层设置于所述第一柔性基底与所述第二柔性基底之间；所述第一柔性基底靠近所述第二柔性基底的一面上设置有多条第一弹性导电线；所述第一弹性导电线沿着第一方向延伸；所述第二柔性基底靠近所述第一柔性基底的一面上设置有多条第二弹性导电线；所述第二弹性导电线沿着第二方向延伸；所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线相互交叉，所述压阻材料层设置于一所述第一弹性导电线和一所述第二弹性导电线的交叉位置处；所述压力检测单元分别与所述多条第一弹性导电线和所述多条第二弹性导电线连接，用于向分时向多条所述第一弹性导电线提供输入电压，并分别从所述多条第二弹性导电线获取电信号，根据所述电信号判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处。实施时，所述第一柔性基底和所述第二柔性基底为柔性高分子薄膜层，所述压阻材料层为由压敏橡胶制成；所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线为由掺杂有纳米金属线的柔性高分子制成。实施时，所述压力检测单元包括：输入电压提供模块，分别与所述多条第一弹性导电线连接，用于分时向所述多条第一弹性导电线提供输入电压；数据采集模块，分别与所述多条第二弹性导电线连接，用于从所述第二弹性导电线获取电信号；以及，压力检测模块，与所述数据采集模块连接，用于根据所述电信号判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处。实施时，所述数据采集模块包括多个数据采集子模块；每一数据采集子模块分别与一所述第二弹性导电线连接；所述数据采集子模块包括运算放大器和参考电阻；所述运算放大器的反相输入端与所述第二弹性导电线连接，所述运算放大器的正相输入端与用于提供第一电平的第一电平输入端连接，所述运算放大器的输出端与所述压力检测模块连接；所述参考电阻的第一端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述参考电阻的第二端与所述运算放大器的输出端连接；所述压力检测模块，具体用于根据所述运算放大器通过其输出端输出的输出电压，以判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处。本专利技术提供了一种电子皮肤的制作方法，包括：制作第一柔性基底，所述第一柔性基底的一面上形成有多条第一弹性导电线；所述第一弹性导电线沿着第一方向延伸；制作第二柔性基底，在所述第二柔性基底的一面上形成有多条第二弹性导电线；所述第二弹性导电线沿着第二方向延伸；所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线相互交叉；在所述第一柔性基底设置有所述第一弹性导电线的一面上形成压阻材料层，所述压阻材料层位于一所述第一弹性导电线和一所述第二弹性导电线的交叉位置处；贴合所述第一柔性基底和所述第二柔性基底，使得所述压阻材料层位于所述第一柔性基底设置有所述第一弹性导电线的一面和所述第二柔性基底设置有所述第二弹性导电线的一面之间。实施时，所述制作第一柔性基底，所述第一柔性基底的一面上形成有多条第一弹性导电线的步骤包括：提供一第一模具，所述第一模具具有一第一凹槽，所述第一凹槽底部具有多个沿着第一方向延伸的第一长条形沟槽；将纳米金属线分散于分散溶液中，将该分散溶液与液态的柔性高分子混合，得到混合溶液；将所述混合溶液填充于所述第一长条形沟槽中，且不同所述第一长条形沟槽中的混合溶液不相互接触；待所述分散溶液挥发后，对所述混合溶液进行固化，以形成所述第一弹性导电线；向所述第一凹槽填充液态的柔性高分子，对液态的柔性高分子固化后进行脱模处理，形成一面上形成有多条第一弹性导电线的第一柔性基底；所述制作第二柔性基底，所述第二柔性基底的一面上形成有多条第二弹性导电线的步骤包括：提供一第二模具，所述第二模具具有一第二凹槽，所述第二凹槽底部具有多个沿着第二方向延伸的第二长条形沟槽；将纳米金属线分散于分散溶液中，将该分散溶液与液态的柔性高分子混合，得到混合溶液；将所述混合溶液填充于所述第二长条形沟槽中，且不同所述第二长条形沟槽中的混合溶液不相互接触；待所述分散溶液挥发后，对所述混合溶液进行固化，以形成所述第二弹性导电线；向所述第二凹槽填充液态的柔性高分子，对液态的柔性高分子固化后进行脱模处理，形成一面上形成有多条第二弹性导电线的第二柔性基底。实施时，所述纳米金属导线包括纳米银线、纳米金线、纳米铝线、纳米铜线中的至少一种；所述柔性高分子包括聚二甲基硅氧烷、硅橡胶、聚氨酯橡胶、氯醚橡胶中的至少一种；所述分散溶液包括乙醇溶液或丙酮溶液。本专利技术还提供了一种电子皮肤的驱动方法，应用于上述的电子皮肤，所述驱动方法包括：压力检测单元分时向多条第一弹性导电线提供输入电压；所述压力检测单元分别从多条第二弹性导电线获取电信号；所述压力检测单元根据所述电信号判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处。实施时，当所述压力检测单元包括输入电压提供模块、数据采集模块、压力检测模块以及电源模块，所述数据采集模块包括多个数据采集子模块，每一数据采集子模块分别与一所述第二弹性导电线连接，所述数据采集子模块包括运算放大器和参考电阻，所述运算放大器的反相输入端与所述第二弹性导电线连接，所述运算放大器的正相输入端与由于输入第一电平的第一电平输入端连接，所述运算放大器的输出端与所述压力检测模块连接，所述参考电阻的第一端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述参考电阻的第二端与所述运算放大器的输出端连接时，所述电子皮肤的驱动方法具体包括：输入电压提供模块分时向多条第一弹性导电线提供输入电压；每一数据采集子模块将与其连接的第二弹性导电线输出的电信号转换为相应的输出电压，并将该输出电压传送至所述压力检测模块；所述压力检测模块根据所述输出电压，判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处。实施时，本专利技术的电子皮肤的驱动方法还包括：当所述输入电压提供模块向一第一弹性导电线提供输入电压时，所述输入电压提供模块向除了该第一弹性导电线之外的其他第一弹性导电线提供所述第一电平。与现有技术相比，本专利技术所述的电子皮肤、制作方法和驱动方法通过矩阵式压力传感器的设计(每本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子皮肤，其特征在于，包括：第一柔性基底、第二柔性基底、压阻材料层以及压力检测单元，其中，所述第一柔性基底与所述第二柔性基底相互贴合；所述压阻材料层设置于所述第一柔性基底与所述第二柔性基底之间；所述第一柔性基底靠近所述第二柔性基底的一面上设置有多条第一弹性导电线；所述第一弹性导电线沿着第一方向延伸；所述第二柔性基底靠近所述第一柔性基底的一面上设置有多条第二弹性导电线；所述第二弹性导电线沿着第二方向延伸；所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线相互交叉，所述压阻材料层设置于一所述第一弹性导电线和一所述第二弹性导电线的交叉位置处；所述压力检测单元分别与所述多条第一弹性导电线和所述多条第二弹性导电线连接，用于向分时向多条所述第一弹性导电线提供输入电压，并分别从所述多条第二弹性导电线获取电信号，根据所述电信号判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处。

【技术特征摘要】
1.一种电子皮肤，其特征在于，包括：第一柔性基底、第二柔性基底、压阻材料层以及压力检测单元，其中，所述第一柔性基底与所述第二柔性基底相互贴合；所述压阻材料层设置于所述第一柔性基底与所述第二柔性基底之间；所述第一柔性基底靠近所述第二柔性基底的一面上设置有多条第一弹性导电线；所述第一弹性导电线沿着第一方向延伸；所述第二柔性基底靠近所述第一柔性基底的一面上设置有多条第二弹性导电线；所述第二弹性导电线沿着第二方向延伸；所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线相互交叉，所述压阻材料层设置于一所述第一弹性导电线和一所述第二弹性导电线的交叉位置处；所述压力检测单元分别与所述多条第一弹性导电线和所述多条第二弹性导电线连接，用于向分时向多条所述第一弹性导电线提供输入电压，并分别从所述多条第二弹性导电线获取电信号，根据所述电信号判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处。2.如权利要求1所述的电子皮肤，其特征在于，所述第一柔性基底和所述第二柔性基底为柔性高分子薄膜层，所述压阻材料层为由压敏橡胶制成；所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线为由掺杂有纳米金属线的柔性高分子制成。3.如权利要求1或2所述的电子皮肤，其特征在于，所述压力检测单元包括：输入电压提供模块，分别与所述多条第一弹性导电线连接，用于分时向所述多条第一弹性导电线提供输入电压；数据采集模块，分别与所述多条第二弹性导电线连接，用于从所述第二弹性导电线获取电信号；以及，压力检测模块，与所述数据采集模块连接，用于根据所述电信号判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处。4.如权利要求3所述的电子皮肤，其特征在于，所述数据采集模块包括多个数据采集子模块；每一数据采集子模块分别与一所述第二弹性导电线连接；所述数据采集子模块包括运算放大器和参考电阻；所述运算放大器的反相输入端与所述第二弹性导电线连接，所述运算放大器的正相输入端与用于提供第一电平的第一电平输入端连接，所述运算放大器的输出端与所述压力检测模块连接；所述参考电阻的第一端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述参考电阻的第二端与所述运算放大器的输出端连接；所述压力检测模块，具体用于根据所述运算放大器通过其输出端输出的输出电压，以判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处。5.一种电子皮肤的制作方法，其特征在于，包括：制作第一柔性基底，所述第一柔性基底的一面上形成有多条第一弹性导电线；所述第一弹性导电线沿着第一方向延伸；制作第二柔性基底，在所述第二柔性基底的一面上形成有多条第二弹性导电线；所述第二弹性导电线沿着第二方向延伸；所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线相互交叉；在所述第一柔性基底设置有所述第一弹性导电线的一面上形成压阻材料层，所述压阻材料层位于一所述第一弹性导电线和一所述第二弹性导电线的交叉位置处；贴合所述第一柔性基底和所述第二柔性基底，使得所述压阻材料层位于所述第一柔性基底设置有所述第一弹性导电线的一面和所述第二柔性基底设置有所述第二弹性导电线的一面之间。6.如权利要求5所述的电子皮肤的制作方法，其特征在于，所述制作第一柔性基底，所述第一柔性...

【专利技术属性】
技术研发人员：李颖祎，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11