一种用于机械手感知的柔性传感阵列及其制备和应用方法技术

本发明专利技术为一种用于机械手感知的柔性传感阵列及其制备和应用方法，涉及柔性传感器制造领域；所要解决的技术问题为：提供一种用于机械手感知的可穿戴柔性传感器阵列硬件结构的改进及制备方法的改进；本发明专利技术集成了柔性压阻传感器和电容传感器，实现了机械手对物体形状和物体接近的检测；包括：弹性橡胶和复合导电纳米制成的弹性体，PET薄膜基底和银纳米电极；本发明专利技术利用和传感器并联的阻抗分析仪显示的各个方位应力传感器电阻的变化和电容传感器电容的变化，来分析物体的接近距离和物体的形状；本发明专利技术具有高灵敏度，高可靠性，高灵活性，使用寿命长等特点，可广泛用于机械手对于物体感知测量的领域。感知测量的领域。感知测量的领域。

【技术实现步骤摘要】
一种用于机械手感知的柔性传感阵列及其制备和应用方法


[0001]本专利技术一种用于机械手感知的柔性传感阵列及其制备和应用方法，属于柔性传感器


技术介绍

[0002]随着柔性基质材料的发展，柔性传感器应运而生。柔性传感器具有柔韧、延展、可自由弯曲甚至折叠、便于携带、可穿戴等特点。按照用途，可分为柔性压力传感器、柔性气体传感器、柔性湿度传感器、柔性温度传感器、柔性应变传感器、柔性磁阻抗传感器和柔性热流量传感器等；按照感知机理可分为柔性电阻式传感器、柔性电容式传感器、柔性压磁式传感器和柔性电感式传感器等。
[0003]柔性传感器结构形式灵活多样，可根据测量条件的要求任意布置，能够非常方便地对特殊环境与特殊信号进行精确快捷测量，解决了传感器的小型化、集成化、智能化发展问题，这些新型柔性传感器在电子皮肤、生物医药、可穿戴电子产品和航空航天中有重要作用。但是利用柔性传感器阵列和机械手结合，实现机械手对物体的接近和形状大小的检测这一领域，鲜有人研究。如何将柔性传感器的优势应用到机械手的感知方面，是很有意义且亟待解决的课题。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于机械手感知的柔性传感阵列，包括柔性压阻传感单元、柔性电容传感单元、薄膜基底和电极，其特征在于：所述薄膜基底上设置有叉指电极阵列，电极阵列上对应设置有压阻传感贴片和电容传感贴片，组成传感器阵列，其中所述压阻传感单元为压力传感单元，电容传感单元为接近及压力传感单元；传感阵列中传感单元需具有一致的传感特性，所述柔性压阻传感单元由多个面积及体积一致的裁切于同一块传感材料的压阻传感贴片组成；所述柔性电容传感单元由一个或多个面积及体积一致的裁切于同一块传感材料的电容传感贴片组成。2.根据权利要求1所述的一种用于机械手感知的柔性传感阵列，其特征在于：所述传感器阵列分别安装在机械手的手掌和手指上，手掌处的传感器阵列用来测量机械手抓取物体的形状、大小和接近，手指处的传感器阵列用来测量机械手对物体的抓力；机械手根据测量到的物体的数据，调整施加给物体的抓力，形成机械手和被抓物体间的双向反馈。3.根据权利要求2所述的用于机械手感知的柔性传感阵列，其特征在于：布置于手掌的接近和压力柔性传感阵列为矩形或圆形的对称图形，各由传感单元以相等间距在各方向对齐排布；其中电电容传感单元位于手掌处传感阵列中，排布在除最外层之外的位置，且每个电容传感单元周围排布电阻传感单元；所述传感器阵列通过改变传感单元的数量来调整传感器阵列的像素，实现不同的分辨率被测物体识别。4.根据权利要求1所述的一种用于机械手感知的柔性传感阵列，其特征在于：所述压阻传感贴片由弹性橡胶和一维导电纳米材料、二维导电纳米材料共同混合的复合材料制成，内部具有稳定致密的微型孔隙结构。5.根据权利要求1所述的一种用于机械手感知的柔性传感阵列，其特征在于：所述电容传感贴片由与压阻传感贴片材料一致的弹性橡胶制成。6.根据权利要求1所述的一种用于机械手感知的柔性传感阵列，其特征在于：所述电极布置于薄膜基底上，具体采用共面叉指电极阵列，以打印或刻蚀的方式加工在在薄膜基底上；电极材料采用纳米导电材料。7.一种用于机械手感知的柔性传感阵列的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：第一步：将一维导电纳米材料和二维导电纳米材料按照一定比例混合，配置复合导电纳米材料，加入烧杯中；再加入SEB...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，桑胜波，张芮，杨琨，李强，张文栋，刘艳，季超，裴臻，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：