一种信号检测传感结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种信号检测传感结构，其中，信号检测传感结构包括：层叠粘合的第一压电驻极体层、第二压电驻极体层以及位于所述第一压电驻极体层和所述第二压电驻极体层之间的粘合层；所述第一压电驻极体层远离所述第二压电驻极体层的一侧表面包括多个凸起结构；所述第二压电驻极体层临近所述第一压电驻极体层的一侧表面为平滑表面；所述第一压电驻极体层用于检测触摸物体的接触信号和/或滑动信号，所述第二压电驻极体层用于检测触摸物体的接触信号。第一压电驻极体层和第二压电驻极体层的叠层结构实现了单一传感单元对接触信号和滑动信号的同时检测，本实用新型专利技术实施例提供的信号检测传感结构结构简单、灵敏度高、基本无热释电效应、在工作温度范围内基本不受温度变化影响，可以实现对接触信号和滑动信号的高精度检测。

【技术实现步骤摘要】
一种信号检测传感结构
本技术实施例涉及信号检测技术，尤其涉及一种信号检测传感结构。
技术介绍
与手部功能相关的感觉主要包括接触、压力、位置、滑动、温度等。调查显示，接触、抓握等比较重要，在研究中我们也发现，“接触”和“滑动”是假肢手最重要的两类感觉信息，存在于绝大多数假肢手动作中(“挥手”等除外)，是实现安全可靠抓握的关键。触滑信号可通过分析假肢手与物体之间的相互作用力得出，通常来说，“接触”信号主要是静态力，而“滑动”信号主要是动态力。最常见的静态力传感器有电容式和电阻式传感器。电容式传感器通过测量平行板之间的电容变化来测量压力，但其电路复杂，受电磁干扰大。电阻式传感器包括压阻式和接触电阻式，通过测量材料电阻率变化来测量压力，但其灵敏度和信号稳定性受到一定限制。此外，还可使用应变片等方法检测假肢手感觉信号，但也存在结构复杂、灵敏度低等不足。常见的动态力传感器有压电式和摩擦电式传感器。这两类传感器制备工艺较高，且压电材料的信号受温度影响，在抓握较热或较冷物体时，温度变化干扰感觉信号的检测。此外，多个电阻式传感器构成的阵列，也能用于检测滑动信号，还有光电式、声电式、电磁式等传感器，通过间接的方式获取信号，但均存在结构复杂、制作难度大、可靠性低、精度难以保证等缺点。目前，可利用聚偏乙烯等压电薄膜能够同时检测接触信号和滑动信号，但在信号分离方面难度较大，使得两种信号的检测精度都较低。
技术实现思路
本技术提供一种信号检测传感结构，以实现单一传感单元对接触信号和滑动信号的同时检测，并提高接触信号和滑动信号的检测精度。本技术实施例提供了一种信号检测传感结构，包括：第一压电驻极体层、第二压电驻极体层以及位于所述第一压电驻极体层和所述第二压电驻极体层之间的粘合层；所述第一压电驻极体层远离所述第二压电驻极体层的一侧表面包括多个凸起结构；所述第二压电驻极体层临近所述第一压电驻极体层的一侧表面为平滑表面；所述第一压电驻极体层用于检测触摸物体的接触信号和/或滑动信号，所述第二压电驻极体层用于检测触摸物体的接触信号。进一步地，所述第一压电驻极体层以及所述第二压电驻极体层内具有微孔结构，所述微孔结构的截面形状包括圆形、椭圆形以及多边形中的至少一种。进一步地，所述第一压电驻极体层的材料包括氟化乙烯丙烯共聚物以及聚四氟乙烯中的至少一种。进一步地，所述第二压电驻极体层的材料包括聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯以及聚萘二甲酸乙二醇酯中的至少一种。进一步地，采用粘贴、热压或熔融工艺将所述第一压电驻极体层通过所述粘合层层叠粘合在所述第二压电驻极体层上。进一步地，所述信号检测传感结构还包括：信号处理模块；所述第一压电驻极体层远离所述第二压电驻极体层的一侧设置有第一电极，所述第一压电驻极体层靠近所述第二压电驻极体层的一侧设置有第二电极；所述第二压电驻极体层靠近所述第一压电驻极体层的一侧设置有第三电极，所述第二电极和所述第三电极相互绝缘设置，所述第二压电驻极体层远离所述第一压电驻极体层的一侧设置有第四电极；所述信号处理模块分别与所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极、以及所述第四电极电连接，用于计算触摸物体的接触信号和/或滑动信号。本技术提供的信号检测传感结构包括第一压电驻极体层、第二压电驻极体层以及位于所述第一压电驻极体层和所述第二压电驻极体层之间的粘合层，第一压电驻极体层远离第二压电驻极体层的一侧表面包括多个凸起结构，以检测触摸物体的接触信号和/或滑动信号，第二压电驻极体层临近第一压电驻极体层的一侧表面为平滑表面，以检测触摸物体的接触信号，第一压电驻极体层和第二压电驻极体层的叠层结构实现了单一传感单元对接触信号和滑动信号的同时检测，本技术实施例提供的信号检测传感结构结构简单、灵敏度高、基本无热释电效应、在工作温度范围内基本不受温度变化影响，可以实现对接触信号和滑动信号的高精度检测。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例提供的一种信号检测传感结构示意图。图2是本技术实施例提供的信号检测传感结构的处理模块与第一压电驻极体层和第二压电驻极体层连接示意图。图3是本技术实施例提供的信号检测传感结构的制作方法流程图。图4是本技术实施例提供的信号检测传感结构的信号检测方法流程图。图5是本技术实施例提供的信号检测传感结构检测的接触信号输出示意图。图6是本技术实施例提供的信号检测传感结构检测的滑动信号输出示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。图1为本技术实施例提供的一种信号检测传感结构示意图，如图1所示的信号检测传感结构，包括：层叠粘合的第一压电驻极体层1、第二压电驻极体层2以及位于第一压电驻极体层1和第二压电驻极体层2之间的粘合层5；粘合层5将第一压电驻极体层1和第二压电驻极体层2层叠粘合。第一压电驻极体层1远离第二压电驻极体层2的一侧表面包括多个凸起结构3；第二压电驻极体层2临近第一压电驻极体层1的一侧表面为平滑表面；第一压电驻极体层1用于检测触摸物体的接触信号和/或滑动信号，第二压电驻极体层2用于检测触摸物体的接触信号。本技术实施例提供的信号检测传感结构例如可以佩戴在假肢或机器手的人造皮肤上，假肢对触摸物体的操作例如有滑动操作和按压操作等。按压操作主要是静态力，对于按压操作可通过检测假肢与触摸物体接触面的压力得到。滑动操作主要是动态力，对于滑动操作，假肢皮肤和触摸物体看似光滑，但微观结构中分布有大量微小凸峰，在二者发生相对滑动时，会产生微振动，滑动操作可通过检测微凸峰的振动得到。本技术提供的信号检测传感结构使用压电驻极体，压电驻极体内部储存有电荷(偶极子)的微孔结构在外力(静态力、动态力)的作用下会产生形变，从而改变电偶极矩，补偿电荷发生变化，对外表现出相应的电荷或电压信号，因此可以检测假肢与触摸物体之间的滑动操作和按压操作等。参见图1，本技术实施例提供的信号检测传感结构的第一压电驻极体层1远离第二压电驻极体层2的一侧表面包括多个凸起结构3，当第一压电驻极体层1远离第二压电驻极体层2的一侧表面与触摸物体之间发生相对滑动时，第一压电驻极体层1可以检测滑动引起的微振动，因此可以检测滑动信号。当假肢按压触摸物体时，假肢上佩戴的信号检测传感结构中的第一压电驻极体层1将压力传递至第二压电驻极体层2，第一压电驻极体层1以及第二压电驻极体层2均可检测到接触信号。当佩戴有信号检测传感结构的假肢对触摸物体之间既具有滑动触摸又具有用力按压操作时，第一压电驻极体层1可以检测到滑动信号和接触信号，并将压力传递至第二压电驻极体层2以使第二压电驻极体层2检测到接触信号。本技术实施例提供的信号检测传感结构包括第一压电驻极体层1和第二压电驻极体层2的叠层结构，该叠层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号检测传感结构，其特征在于，包括：第一压电驻极体层、第二压电驻极体层以及位于所述第一压电驻极体层和所述第二压电驻极体层之间的粘合层；所述第一压电驻极体层远离所述第二压电驻极体层的一侧表面包括多个凸起结构；所述第二压电驻极体层临近所述第一压电驻极体层的一侧表面为平滑表面；所述第一压电驻极体层用于检测触摸物体的接触信号和/或滑动信号，所述第二压电驻极体层用于检测触摸物体的接触信号。

【技术特征摘要】
1.一种信号检测传感结构，其特征在于，包括：第一压电驻极体层、第二压电驻极体层以及位于所述第一压电驻极体层和所述第二压电驻极体层之间的粘合层；所述第一压电驻极体层远离所述第二压电驻极体层的一侧表面包括多个凸起结构；所述第二压电驻极体层临近所述第一压电驻极体层的一侧表面为平滑表面；所述第一压电驻极体层用于检测触摸物体的接触信号和/或滑动信号，所述第二压电驻极体层用于检测触摸物体的接触信号。2.根据权利要求1所述的信号检测传感结构，其特征在于，所述第一压电驻极体层以及所述第二压电驻极体层内具有微孔结构，所述微孔结构的截面形状包括圆形、椭圆形以及多边形中的至少一种。3.根据权利要求1所述的信号检测传感结构，其特征在于，所述第一压电驻极体层的材料包括氟化乙烯丙烯共聚物以及聚四氟乙烯中的至少一种。4.根据权利要求1所述的信号检测传感结构，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：方鹏，田岚，李向新，李光林，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：新型
国别省市：广东,44