一种可识别物体软硬的柔性压阻传感器及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种可识别物体软硬的柔性压阻传感器及其制备方法和应用，所述柔性压阻传感器为双层结构，包括敏感材料层和柔性电极阵列层；所述敏感材料层的表面覆形微结构，且表面半包裹有敏感材料；所述柔性电极阵列层负载于所述敏感材料层的表面。所述敏感材料包括单壁碳纳米管(SWCNT)、银纳米线、导电炭黑中的任一种。通过采用本发明专利技术的技术方案，选用压阻式传感器并利用微金字塔结构的应力集中效应大幅提高其对压力感知的灵敏度，实现类似梅克尔细胞(SA

【技术实现步骤摘要】
一种可识别物体软硬的柔性压阻传感器及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及人机交互
，具体地说是一种可识别物体软硬的柔性压阻传感器及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]触觉传感器为机械手模仿人手功能感知外界信息提供了信号基础，这种人机交互(HMI)功能对提升机械手的抓取控制和智能感知至关重要。尽管传感器在模拟人的手的功能方面已经取得了进展，如手势识别和温度感知，但硬度识别的感知仍然是一个巨大的挑战。杨氏模量指物体发生弹性形变时正向应力与正向应变的比值，是用来衡量物体软硬程度的物理量，因此如何简便快捷的测量杨氏模量至关重要。目前，由于硬度感知机制的复杂性，用于测量杨氏模量的仪器通常由复杂且笨重的系统构成，这也限制其在人机交互领域的应用。柔性触觉传感器具有轻薄、柔软等优势，使其易于集成于机械手并适应各种应用场景，已逐渐取代传统硬质传感器成为重点研究方向。
[0003]目前，基于光学、压力、应变传感机理的触觉传感器被应用于材料硬度的识别，例如TangY等ACSApplMaterInterfaces，2021，13(3)：45本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可识别物体软硬的柔性压阻传感器，其特征在于，所述柔性压阻传感器为双层柔性材料结构，包括
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敏感材料层；所述敏感材料层的表面覆形微结构，且所述敏感材料层以柔性材料为基底，表面半包裹有导电颗粒材料；
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柔性电极阵列层，负载于所述敏感材料层的表面。2.如权利要求1所述的可识别物体软硬的柔性压阻传感器，其特征在于，所述导电颗粒材料包括单壁碳纳米管(SWCNT)、银纳米线、导电炭黑中的任一种。3.如权利要求1或2所述的可识别物体软硬的柔性压阻传感器，其特征在于，所述微结构的阵列通过光刻和等离子体刻蚀工艺制备而成的微金字塔结构或微半圆结构。4.如权利要求3所述的可识别物体软硬的柔性压阻传感器，其特征在于，所述金字塔结构或微半圆结构的宽200～400μm，高100～200μm，间距100～200μm。5.如权利要求1或2所述的可识别物体软硬的柔性压阻传感器，其特征在于，所述柔性电极阵列层的柔性材料与所述敏感材料层的柔性材料相同或不同；包括聚酰亚胺(PI)、Ecoflex、聚二甲基硅氧烷(PDMS)中的任一种。6.一种如权利要求1
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5任一项所述的可识别物体软硬的柔性压阻传感器的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：S1.提供具有微结构的硅模板作为衬底；S2.制备敏感材料层；将分散后的导电颗粒材料喷涂于所述硅模板表面，使所述导电颗粒材料负载于所述硅模板上，再将柔性材料旋涂于负载有所述导电颗粒材料的所述硅模板表面，将所述导电颗...

【专利技术属性】
技术研发人员：张珽，田宇辰，李铁，李玥，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：