基于复合梯度结构的高灵敏宽线性柔性应变传感器制造技术

本发明专利技术公开了基于复合梯度结构的高灵敏宽线性柔性应变传感器，整体呈线型结构，包括应变敏感元件、电极结构和弹性封装管，其中的应变敏感元件呈芯鞘结构，由低导电内芯和粘附于低导电内芯表面的具有褶皱型表面微结构的高导电膜层组成，褶皱型表面微结构在长度方向上分为多段，各段具有梯度的褶皱深度和断裂伸长率；电极结构设置在应变敏感元件的两端；弹性封装管套设在应变敏感元件的外围。本发明专利技术制备的柔性应变传感器具有高灵敏度、宽线性传感范围、高稳定等特性，可良好的适用于人体可穿戴、机器人皮肤等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于传感器领域，具体涉及一种基于复合梯度结构的高灵敏宽线性柔性应变传感器。

技术介绍

1、柔性应变传感器，凭借其出色的柔性、便携性、高效性以及低成本等优势，在机器人皮肤、可穿戴设备等领域展现出巨大的应用潜力。其中，双层裂纹式柔性应变传感器因其灵敏度高、检测极限低、传感范围宽、响应快速等优势而受到了广泛的研究。在实际应用场景中，不仅需要具有监测细微应变的高灵敏度，还需要高线性度以简化校准并避免安装传感器时引入的不确定预应变产生的误差。然而，由于此类传感器仅在裂纹从连接到完全断裂的窄阶段出现明显快于其他阶段的阻值上升，难以实现兼具高灵敏度与宽线性传感范围。

2、近年来研究者们在高线性度柔性应变传感器的研究领域做出了很多努力：

3、学术论文“high-performance strain sensors based on au/graphenecomposite films with hierarchical cracks for wide linear-range motionmonitoring”（cheng x, cai 本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于复合梯度结构的高灵敏宽线性柔性应变传感器，其特征在于：所述传感器整体呈线型结构，包括应变敏感元件、电极结构和弹性封装管；

2.根据权利要求1所述的基于复合梯度结构的高灵敏宽线性柔性应变传感器，其特征在于：所述低导电内芯是将弹性包芯纤维线在PEDOT:PSS水溶液、TritonX-100、PDMS及其固化剂的复合浆料中浸渍并固化后，依次通过氧等离子体处理和含巯基基团的硅烷偶联剂浸涂处理制成；

3.根据权利要求1所述的基于复合梯度结构的高灵敏宽线性柔性应变传感器，其特征在于：所述高导电膜层是将低导电内芯沿长度方向划分为N段后，将各段依次在呈梯度变化的拉伸伸长率...

【技术特征摘要】

1.基于复合梯度结构的高灵敏宽线性柔性应变传感器，其特征在于：所述传感器整体呈线型结构，包括应变敏感元件、电极结构和弹性封装管；

2.根据权利要求1所述的基于复合梯度结构的高灵敏宽线性柔性应变传感器，其特征在于：所述低导电内芯是将弹性包芯纤维线在pedot:pss水溶液、tritonx-100、pdms及其固化剂的复合浆料中浸渍并固化后，依次通过氧等离子体处理和含巯基基团的硅烷偶联剂浸涂处理制成；

3.根据权利要求1所述的基于复合梯度结构的高灵敏宽线性柔性应变传感器，其特征在于：所述高导电膜层是将低导电内芯沿长度方向划分为n段后，将各段依次在呈梯度变化的拉伸伸长率下于三乙二醇、pedot:pss水溶液和牛血清白蛋白的混合液中浸渍成膜，从而使释放预应变后的膜层各段具有梯度的褶皱深度和断裂伸长率，再在含有zncl2的后处理溶液中浸泡处理制成；

4.根据权利要求1所述的基于复合梯度结构的高灵敏宽线性柔性应变传感器，其特征在于：n为4~8中的任意整数。

5.根据权利要求1所述的基于复合梯度结构的高灵敏宽线性柔性应变传感器，其特征在于：所述电极结构中，铜导线、碳纤维固定结和高导电膜层连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘平，余宏波，李春园，胡若海，田合雷，马渊明，刘彩霞，黄英，杨晓明，李耀邦，夏厚君，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：