[发明专利]一种全柔性电阻式触压觉感知传感器及其制作方法

权利要求书

1.一种全柔性电阻式触压觉感知传感器，其特征在于：

所述全柔性电阻式触压觉感知传感器是在下柔性基底上，通过层层组装技术形成有压觉感知传感器和触觉感知传感器；所述压觉感知传感器和所述触觉感知传感器之间通过上柔性基底连接；

所述触觉感知传感器位于所述全柔性电阻式触压觉感知传感器的上层，采用柔性叉指电极结构，以石墨烯/炭黑填充硅橡胶为敏感材料，用于感知触觉力；

所述压觉感知传感器位于所述全柔性电阻式触压觉感知传感器的下层，采用上下电极结构，以碳纳米管/炭黑填充硅橡胶为敏感材料，用于感知压觉力；

所述全柔性电阻式触压觉感知传感器的整体结构呈扁半球形；

所述全柔性电阻式触压觉感知传感器的信号线全部从整体扁半球结构内部通过，并从底部引出；

所述下柔性基底和所述上柔性基底均以聚酰亚胺为材质。

2.一种权利要求1所述全柔性电阻式触压觉感知传感器的制作方法，其特征在于按如下步骤进行：

(1)设置圆形的上柔性基底2和圆形的下柔性基底4，在所述上柔性基底2上设置过孔，在所述下柔性基底4的圆心处设置通孔；

(2)在所述上柔性基底2的上表面蒸镀柔性叉指电极；在所述上柔性基底2的下表面蒸镀上圆形电极7；在所述下柔性基底4的上表面蒸镀下圆形电极8；

(3)将石墨烯、炭黑及硅橡胶混合均匀后注入扁半球形模具后，将扁半球形模具放在上柔性基底2的上表面，使石墨烯、炭黑及硅橡胶的混合物与上柔性基底2的上表面紧密贴合，然后室温下硫化成型，取下扁半球形模具，即在上柔性基底2的上表面形成石墨烯/炭黑填充硅橡胶1，且石墨烯/炭黑填充硅橡胶1作为敏感材料与上柔性基底2的上表面的柔性叉指电极贴合，构成触觉感知传感器；

其中，中石墨烯和炭黑的总质量占硅橡胶质量的6％，石墨烯和炭黑的质量比为1:2；

(4)将碳纳米管、炭黑及硅橡胶混合均匀后注入中轴线处带有一细圆柱的圆台形模具，然后室温下硫化成型，取下圆台形模具，即获得中轴线处带有一细圆柱形通孔的圆台形碳纳米管/炭黑填充硅橡胶3；

其中碳纳米管和炭黑的总质量占硅橡胶质量的8％，碳纳米管和炭黑的质量比为2:3；

(5)将碳纳米管/炭黑填充硅橡胶3的一面通过导电银胶与上柔性基底2下表面的上圆形电极7粘接，另一面通过导电银胶与下柔性基底4下表面的下圆形电极8粘接，构成压觉感知传感器；

(6)将柔性叉指电极的一侧5通过上柔性基底2上的过孔与上圆形电极7连接后，共同与公共信号线9相连，将柔性叉指电极的另一侧6与第一信号线10相连，将下圆形电极8与第二信号线11相连；

将公共信号线9、第一信号线10和第二信号线11通过碳纳米管/炭黑填充硅橡胶3中轴线处的细圆柱形通孔及下柔性基底4圆心处的通孔引出至下柔性基底4底部，用于与信号采集电路相连。