一种密度可调的柔性传感器微结构制备装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种密度可调的柔性传感器微结构制备装置，该装置包括辅助加工模块、气缸导杆模块、气动滑台模块、双向变距模块和工作台模块；所述气动滑台模块用于与其他模块进行连接安装并实现移动；所述辅助加工模块用于裁剪、划分柔性传感器，实现批量生产；所述双向变距模块用于控制、稳定该模块中槽板凸轮的开合程度；所述气缸导杆模块中的弹性伸缩压杆与所述双向变距模块中的槽板凸轮相互配合，利用弹性伸缩压杆的上下移动改变装卡杆间距，进而调整微结构压块的密度；所述工作台模块用于盛放制备材料，同时该模块还设有压头更换机构，微结构压块移动到所述压头更换机构上方并下压，即可完成自动更换。即可完成自动更换。即可完成自动更换。

【技术实现步骤摘要】
一种密度可调的柔性传感器微结构制备装置


[0001]本专利技术属于柔性传感器制备领域，具体涉及一种密度可调的柔性传感器微结构制备装置。

技术介绍

[0002]柔性传感器是由柔性材料制成的，由于其具备柔韧、自由弯曲和可穿戴的特点，被广泛应用于电子皮肤、医疗保健、航天航空、环境监测等领域。随着信息时代的需求越来越高，面对各类复杂的应用场合，除了需要具备最基本的柔软特征外，柔性传感器的精度、灵敏度及测量范围等指标也需要被尽快提高。目前日益流行的提升柔性传感器性能的方法是操纵材料的几何形状，通过微结构的介入增加孔隙，以此实现施加相同压力条件下更容易变形的目的。多种微结构设计已经被广泛运用，如柱形、金字塔形和半球形，这些微结构不仅能够降低弹性阻力，还能提高传感器的灵敏度。
[0003]在设计柔性传感器时，除了微结构的形状不同外，还要考虑到微结构的成型阵列，也就是要考虑微结构的排列分布，合理的微结构密度分布可以使柔性传感器在不同压力范围内都具有良好的响应结果。然而，目前微结构传感器的制备通常采用3D打印技术打印模板后进行浇筑，这种方法每当需要不同的微结构形状、大小、排列密度时，都要先制作出相对应的模板，浪费材料资源和时间经历。或采用复杂的光刻工艺，对操作过程中的要求标准很高。这些常用方法都无法满足快速便捷、生产不同规格的微结构柔性传感器的需求。
[0004]基于以上问题，本专利技术提出了一种密度可调的柔性传感器微结构制备装置，该装置包括辅助加工模块、气缸导杆模块、气动滑台模块、双向变距模块和工作台模块；气动滑台模块包括连接架、双轴机械臂、连接滑块、Y轴气缸座、水平气动滑台和Y轴座，用于与其他模块进行连接安装并实现在X、Y、Z轴三个方向上的移动；辅助加工模块包括喷头架、填料桶和激光切割器，用于裁剪、划分柔性传感器，实现批量生产；双向变距模块包括双推气缸、槽板凸轮和剪叉杆；双推气缸通过螺栓固定在Y轴座上；槽板凸轮通过螺栓安装在双推气缸的两端；剪叉杆通过螺栓安装在所述槽板凸轮的侧面，该模块用于控制、稳定所述槽板凸轮的开合程度；气缸导杆模块包括薄带型气缸、弹性伸缩压杆、推杆、压板、导杆连接杆、压头导杆、压杆套筒、装卡杆、微结构压块；薄带型气缸通过螺栓安装在连接架的右侧；压板通过推杆与薄带型气缸相连；压头导杆通过导杆连接杆与压板连接；弹性伸缩压杆的中部通过压杆套筒固定在压头导杆下方，两侧安装于槽板凸轮的凸轮槽内；装卡杆嵌设于弹性伸缩压杆下方，末端可卡设不同形状的微结构压块，该模块可通过槽板凸轮与弹性伸缩压杆的配合，利用弹性伸缩压杆的上下移动改变所述装卡杆间距，进而调整微结构压块的密度；工作台模块包括压头更换机构、工作皿、振动平台，用于更换微结构压块和盛放制备材料。
[0005]以上设计实现了本专利技术具备微结构密度可调、自动更换微结构模板和一体化的特点。解决了现有制备微结构柔性传感器工艺无法自适应微结构阵列调控，需要反复刻蚀结构模板和操作步骤繁琐的问题。本专利技术在柔性传感器制备领域具有优越的使用前景。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种能够自动调节微结构印制密度、自动更换微结构模板、操作简单和过程一体化的柔性传感器微结构制备装置。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种密度可调的柔性传感器微结构制备装置，其特征在于：该装置包括气动滑台模块、辅助加工模块、双向变距模块、气缸导杆模块和工作台模块；
[0008]所述气动滑台模块包括连接架、双轴机械臂、连接滑块、Y轴气缸座、水平气动滑台和Y轴座；所述连接架通过螺栓安装在所述Y轴气缸座的内部；所述连接滑块通过螺栓安装在所述双轴机械臂中的Y轴臂上；所述Y轴气缸座与所述连接滑块通过螺栓连接；所述水平气动滑台安装在所述Y轴气缸座内壁底面；所述Y轴座通过螺栓安装在所述Y轴气缸座的下端面；该模块用于与其他模块进行连接安装并实现在X、Y、Z轴三个方向上的移动；
[0009]所述辅助加工模块包括喷头架、填料桶和激光切割器；所述喷头架通过螺栓安装在所述气动滑台模块中的连接架的左侧；所述填料桶安装于所述喷头架内；所述激光切割器通过螺栓直接安装在所述气动滑台模块中的连接架上，该模块用于裁剪、划分柔性传感器，实现批量生产；
[0010]所述双向变距模块包括双推气缸、槽板凸轮和剪叉杆；所述双推气缸通过螺栓固定在所述气动滑台模块中的Y轴座上；所述槽板凸轮通过螺栓安装在所述双推气缸的两端；所述剪叉杆通过螺栓安装在所述槽板凸轮的侧面，该模块用于控制、稳定所述槽板凸轮的开合程度；
[0011]所述气缸导杆模块包括薄带型气缸、弹性伸缩压杆、推杆、压板、导杆连接杆、压头导杆、压杆套筒、装卡杆、微结构压块；所述薄带型气缸通过螺栓安装在所述气动滑台模块中的连接架的右侧；所述压板通过所述推杆与所述薄带型气缸相连；所述压头导杆通过所述导杆连接杆与所述压板连接；所述弹性伸缩压杆的中部通过所述压杆套筒固定在所述压头导杆下方，两侧安装于所述双向变距模块中的槽板凸轮的凸轮槽内；所述装卡杆嵌设于所述弹性伸缩压杆下方，末端可卡设不同形状的微结构压块；该模块可通过所述双向变距模块中的槽板凸轮与弹性伸缩压杆的配合，利用所述弹性伸缩压杆的上下移动改变所述装卡杆间距，进而调整微结构压块的密度；
[0012]所述工作台模块包括压头更换机构、工作皿、振动平台；所述压头更换机构和所述工作皿安装在所述振动平台的上端面，用于更换微结构压块和盛放制备材料；所述压头更换机构可以旋转，用于更方便的自动更换不同形状的微结构压块，当微结构压块移动到所述压头更换机构上方并下压，即可完成自动更换；所述振动平台内置电热器，用于加速所述工作皿内材料的固化。
[0013]进一步，作为优选，所述微结构压块顶部设有阻尼圈，用于提供摩擦力，使微结构压块不会由于自重下落。
[0014]进一步，作为优选，所述工作皿四周设有限位凸起，用于避免所述工作皿内液体斜流。
[0015]本专利技术的有益效果：
[0016]本专利技术提出了一种密度可调的柔性传感器微结构制备装置，该装置可通过控制槽板凸轮的开合以及弹性伸缩压杆在槽板凸轮内的上下移动，调整弹性伸缩压杆间距及拉伸
程度，带动装卡杆密度改变，从而使单位面积内装卡杆末端的微结构压块数量发生改变，达到密度可调的目的；同时，该装置还设有压头更换机构，可以实现自动更换不同形状的微结构压块，使制备更加便捷。
[0017]以上设计实现了本专利技术具备微结构密度可调、自动更换微结构模板和一体化的特点。解决了现有制备微结构柔性传感器工艺无法自适应微结构阵列调控，需要反复刻蚀结构模板和操作步骤繁琐的问题。本专利技术在柔性传感器制备领域具有优越的使用前景。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的气动滑台模块示意图；
[0019]图2为本专利技术的辅助加工模块示意图；
[0020]图3为本专利技术的双向变距模块及气缸导杆模块示意图；
[0021]图4为本专利技术的工作台模块示意图；
[0022]其中：1、连接架；2、双轴机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种密度可调的柔性传感器微结构制备装置，其特征在于：该装置包括气动滑台模块、辅助加工模块、双向变距模块、气缸导杆模块和工作台模块；所述气动滑台模块包括连接架、双轴机械臂、连接滑块、Y轴气缸座、水平气动滑台和Y轴座；所述连接架通过螺栓安装在所述Y轴气缸座的内部；所述连接滑块通过螺栓安装在所述双轴机械臂中的Y轴臂上；所述Y轴气缸座与所述连接滑块通过螺栓连接；所述水平气动滑台安装在所述Y轴气缸座内壁底面；所述Y轴座通过螺栓安装在所述Y轴气缸座的下端面；该模块用于与其他模块进行连接安装并实现在X、Y、Z轴三个方向上的移动；所述辅助加工模块包括喷头架、填料桶和激光切割器；所述喷头架通过螺栓安装在所述气动滑台模块中的连接架的左侧；所述填料桶安装于所述喷头架内；所述激光切割器通过螺栓直接安装在所述气动滑台模块中的连接架上，该模块用于裁剪、划分柔性传感器，实现批量生产；所述双向变距模块包括双推气缸、槽板凸轮和剪叉杆；所述双推气缸通过螺栓固定在所述气动滑台模块中的Y轴座上；所述槽板凸轮通过螺栓安装在所述双推气缸的两端；所述剪叉杆通过螺栓安装在所述槽板凸轮的侧面，该模块用于控制、稳定所述槽板凸轮的开合程度；所述气缸导杆模块包括薄带型气缸、弹性伸缩压杆、推杆、压板、导杆连接杆、压头导杆、压杆套筒、装卡杆、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊尧，任丁怡，刘欢，侯琪，汪泰棚，高光泽，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：