一种二维摩擦力测量的压电传感器、电极极化方法及测量方法技术

本发明专利技术一种二维摩擦力测量的压电传感器、电极极化方法及测量方法，属于摩擦力测量技术领域；包括并联设置的X轴向测量单元和Y轴向测量单元；所述X轴向测量单元包括第一敏感层及设置于其上的第一上电极、第一下电极，所述第一上电极和第一下电极均垂直于X轴，仅当受到X轴方向摩擦力时输出电荷，即X轴向测量单元具有对X轴向方向摩擦力的单向敏感性；所述Y轴向测量单元包括第二敏感层及设置于其上的第二上电极、第二下电极，所述第二上电极和第二下电极均垂直于Y轴，仅当受到Y轴方向摩擦力时输出电荷，即Y轴向测量单元具有对Y轴向方向摩擦力的单向敏感性。本发明专利技术实现了二维平面内摩擦力原位矢量化测量，即幅值与方向的识别。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于摩擦力测量，具体涉及一种二维摩擦力测量的压电传感器、电极极化方法及测量方法。

技术介绍

1、摩擦力广泛存在于日常生活及工业工程中，当破冰船在北极冰区水域航行时不仅受到正压力作用，还受到切平面内的二维摩擦力。切平面内的局部二维摩擦力矢量不仅增大船体航行阻力，甚至严重威胁船体航行安全。目前对于摩擦力测量方法主要有多轴力刚性测量法、触觉传感器测量法、以及模组天平测量法。基于多轴力刚性测量法大多存在设备体积过大且不适用于曲面原位贴附测量；触觉传感器测量法一般用于多轴力同时感知，存在面外法向力对切平面内二维摩擦力的干扰，难以实现复杂工况下力学信号的解耦；模组天平测量法通常是基于压阻效应间接测量压力、温度或其他物理信号，并通过经验公式推导得到计算摩擦力，经验公式仅适用于某些特殊场合，在复杂测试环境下基于经验公式的间接推导获取摩擦力往往缺乏普适性。此外，机器人假手与物体接触时也会存在摩擦力，而要实现物体的握紧并避免压碎物体，不仅需要感知正压力，还需要感知摩擦力。其他有关摩擦力的应用包括健康监测，电子皮肤，人机交互等多个领域。因此，如何实现摩擦力的准确测量是本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种二维摩擦力测量的压电传感器，其特征在于：包括并联设置的X轴向测量单元和Y轴向测量单元，分别用于测量二维面内X、Y轴向的摩擦力；

2.根据权利要求1所述一种二维摩擦力测量的压电传感器，其特征在于：所述X轴向测量单元的敏感层位于中间位置，其上表面设置有第一上电极，作为电信号输出端；其下表面设置有第一下电极；所述第一下电极包括两个相互平行设置的第一独立下电极，第一上电极和两个第一独立下电极在X轴方向错位排布，在极化时形成与X轴成角度的倾斜极化矢量。

3.根据权利要求2所述一种二维摩擦力测量的压电传感器，其特征在于：所述Y轴向测量单元的敏感层位于中间位置，其上表面...

【技术特征摘要】

1.一种二维摩擦力测量的压电传感器，其特征在于：包括并联设置的x轴向测量单元和y轴向测量单元，分别用于测量二维面内x、y轴向的摩擦力；

2.根据权利要求1所述一种二维摩擦力测量的压电传感器，其特征在于：所述x轴向测量单元的敏感层位于中间位置，其上表面设置有第一上电极，作为电信号输出端；其下表面设置有第一下电极；所述第一下电极包括两个相互平行设置的第一独立下电极，第一上电极和两个第一独立下电极在x轴方向错位排布，在极化时形成与x轴成角度的倾斜极化矢量。

3.根据权利要求2所述一种二维摩擦力测量的压电传感器，其特征在于：所述y轴向测量单元的敏感层位于中间位置，其上表面设置有第二上电极，作为电信号输出端；其下表面设置有第二下电极；所述第二下电极包括两个相互平行设置第二独立下电极，第二上电极和两个第二独立下电极在y轴方向错位排布，在极化时形成与y轴成角度的倾斜极化矢量。

4.根据权利要求3所述一种二维摩擦力测量的压电传感器，其特征在于：所述x轴向测量单元和y轴向测量单元的上下电极均通过光刻-湿法腐...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓进军，辛菲菲，袁遥，王文龙，汪大锐，陈靖甜，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：