一种超柔性多模态传感器的设计与制作制造技术

本发明专利技术公开一种超柔性多模态传感器的设计及制作方法，包括：弹性应变层、腔道封装层、柔性敏感层，在基体腔道中注入液态金属(EGaIn)，末端腔道嵌入镀银铜引出对应腔道的导体。最后形成相互独立的敏感单元，从单体结构设计思想和敏感材料的流动属性两个特征提高传感器的柔性。敏感腔道单元在拉伸、弯曲、扭转变形过程中，微流腔道的横截面积和长度会发生变化，根据电阻定义公式可知不同腔道内液态合金电阻也会产生对应的变化规律，在不同机械变形过程中不同敏感单元的伸长量存在一定的差异，基于单体应变结构上的差异性，以实现该传感器对于拉伸、弯曲、及扭转变形下的解耦测量。本发明专利技术还公开了一种微流腔道的制作方法—EGaln腔道成型工艺引入并成功制备微流腔道图案。该方法操作简单，工艺条件易控，所以极大的简化了整体的制作工艺，提高生产效率，降低生产成本。本发明专利技术的创新点在于采用超弹性材料和液态金属的结合，实现高度柔性、高灵敏度、高稳定性和低成本的超柔性多模态传感器设计与制作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术申请涉及超柔性多模态传感器的领域。具体而言，它揭示了一种采用超柔性硅橡胶材料和液态合金(egain)的传感器结构，能够在多种应变模态下测量物体的拉伸、弯曲、扭转变化。

技术介绍

1、随着科技的快速发展，柔性电子技术已成为备受关注的研究领域。作为柔性电子技术的核心组件之一，传感器在各个领域中发挥着重要的作用。然而，传统刚性传感器在柔性应用中存在一些局限性，如无法适应物体多种模态的变形。

2、为了克服这些限制，研究人员开始致力于开发超柔性传感器。其中，超柔性应变和压力单模态传感器取得了巨大进展，具有高度柔性、适应性和高灵敏度，可以适应各种复杂曲面的变形，并实现对应变和压力变化的精确测量。如今，超柔性的拉伸和压力传感器已应用于医疗设备、软体机器人技术、人工智能等多个领域。

3、尽管如此，超柔性多模态传感器的研发存在一定挑战。目前大多数多模态柔性传感器感知方法存在解耦困难，且制作工艺繁琐低效。在测量时，其误差较大，甚至无法感知到变化，在发生不同模态变化过程中，所测量效果并不理想。

4、因此，迫切需要基于超柔性基体和液态本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种超柔性多模态传感器，其特征在于,沿轴向分布的敏感单元形成单体同构的微流腔道结构用硅胶管引出腔道内部导体，所述弹性结构基体具有多孔腔道和微流体敏感单元，所述敏感单元为常温液态合金。

2.根据权利要求1所述的多模态柔性传感器，其特征在于：所述基体的材质为柔性材料用于传感器不同模态的感知。所述柔性材料选自硅橡胶、聚二甲基硅氧烷(PDMS)和热塑性弹性体中的一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的多模态柔性传感器，其特征在于：所述超弹性基体材料优选为透明或者半透明的硅橡胶，以便于观察液态合金注射过程中情况。

4.根据权利要求1所述的多模态柔性传...

【技术特征摘要】

1.一种超柔性多模态传感器，其特征在于,沿轴向分布的敏感单元形成单体同构的微流腔道结构用硅胶管引出腔道内部导体，所述弹性结构基体具有多孔腔道和微流体敏感单元，所述敏感单元为常温液态合金。

2.根据权利要求1所述的多模态柔性传感器，其特征在于：所述基体的材质为柔性材料用于传感器不同模态的感知。所述柔性材料选自硅橡胶、聚二甲基硅氧烷(pdms)和热塑性弹性体中的一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的多模态柔性传感器，其特征在于：所述超弹性基体材料优选为透明或者半透明的硅橡胶，以便于观察液态合金注射过程中情况。

4.根据权利要求1所述的多模态柔性传感器，其特征在于：所述的敏感单元材料为液态合金，所述液态合金主要有镓铟合金、镓铟锡合金、镓铟锡锌合金，优选为镓铟合金(egain)。

5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢祥顺，卢思彤，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：