压电式柔性滑觉传感器及其制备方法技术

本发明专利技术属于柔性滑觉传感器领域，具体涉及一种压电式柔性滑觉传感器及其制备方法，柔性滑觉传感器从下至上依次由柔性基底层、压电式力敏感层和表面封装层组成；所述压电式力敏感层由压电电容传感单元和电极引线组成，n根压电电容传感单元以同心圆形排列形成压电电容传感阵列，所述压电电容传感单元由芯

【技术实现步骤摘要】
压电式柔性滑觉传感器及其制备方法


[0001]本专利技术属于柔性滑觉传感器领域，具体涉及一种压电式柔性滑觉传感器及其制备方法。

技术介绍

[0002]据2006年中国第二次残疾人抽样调查显示，我国肢体残疾患者数量高达2412万人，约占总人口数的1.83%，其中截肢患者约226万人。在这些截肢患者中，假肢手存在重大需求。假肢手从出现开始经历了不断的改进，从开始的以装饰为主的美容假肢手，到后来的通过人体其他部位肌肉的牵拉作用实现运动控制的机械假肢手，最终向智能假肢手这一方向发展。智能假肢手相较于传统机械假肢手最大的区别在于其操作模式从过去的“单向”、“开环”模式向“双向”、“闭环”模式转变。在这一转变过程中，触觉感知起着不可或缺的重要作用。广义的触觉是指接触觉、压觉、滑觉、温度觉和痛觉的综合，而狭义的触觉则单指接触面上的力学感知，包括接触觉、压觉和滑觉。目前的假肢手触觉传感技术研究主要集中在接触力的检测上，因为接触力的感知是实现假肢手稳定抓取的首要条件。但是，随着对假肢手精细操作和人机交互需求的提高，对滑移信息的需求越来越迫切，尤其是对易碎物体和表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压电式柔性滑觉传感器，其特征在于：柔性滑觉传感器从下至上依次由柔性基底层（1）、压电式力敏感层（2）和表面封装层（3）组成；所述柔性基底层（1）为表面平滑的PDMS空心半球薄层，起支撑作用；所述压电式力敏感层（2）由n根压电电容传感单元和n+1根电极引线组成，n根压电电容传感单元以同心圆形排列形成压电电容传感阵列，其中n根电极引线与n根压电电容传感单元的半包裹导电涂层（8）分别连接，作为外电极引线（11），用于导通半包裹导电涂层（8）与放大电路正输入端，另外一根电极引线与n根压电电容传感单元的导电芯（6）均连接，作为内电极引线（10），用于导通导电芯（6）与放大电路负输入端；所述压电电容传感阵列从柔性基底层（1）的球面顶端开始沿曲面往下布置，均匀间隔设置；所述表面封装层（3）为表面平滑的PDMS空心半球薄层，起保护作用，所述表面封装层（3）的内径与柔性基底层（1）的外径适配；所述压电电容传感单元由芯
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壳结构纳米纤维和半包裹导电涂层（8）组成，每根芯
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壳结构纳米纤维从内至外依次为导电芯（6）、压电壳（7），压电壳（7）嵌于导电芯（6）和半包裹导电涂层（8）中间，形成压电电容传感单元，在外力作用下，压电壳（7）产生极化，在导电芯（6）和半包裹导电涂层（8）上产生电荷。2.根据权利要求1所述的压电式柔性滑觉传感器，其特征在于：所述n根外电极引线（11）与n根半包裹导电涂层（8）分别连接；在27根芯
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壳结构纳米纤维的一端，使用有机极性的银胶溶液溶解一段压电壳（7），露出里面的导电芯（6），用于连接内电极引线（10）。3.如权利要求1或2所述的压电式柔性滑觉传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将PDMS预聚物与固化剂混合，搅拌均匀后抽真空去气泡，注入到半球型凹沉铝合金模具（5）中，用半球型凸起铝合金模具（4）做封盖，完成固化后，得到两种尺寸的表面平滑的PDMS空心半球薄层，分别作为柔性基底层（1）和表面封装层（3）；步骤二、将PEDOT:PSS与聚乙烯吡咯烷酮和二甲基甲酰胺混合，得到导电芯聚合物溶液；将DMF和丁酮混合得到DMF/MEK共溶剂，取聚偏二氟乙烯－三氟乙烯共聚物加入到DMF/MEK共溶剂中，得到PVDF
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TrFE压电壳溶液；步骤三、把导电芯聚合物溶液抽入注射器并安装于力控电纺丝平台双通道微量注射泵连接同轴针头内孔的注射通道上，将PVDF
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TrFE压电壳溶液抽入注射器并安装于力控电纺丝平台双通道微量注射泵连接同轴针头外孔的注射通道上，使PVDF
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TrFE压电壳溶液环形包裹导电芯聚合物溶液；调整喷嘴到柔性基底层（1）的垂直距离，柔性基底层（1）作为打印基板，...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞平，张慧霞，章佳柯，孔向东，龙江启，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：