[发明专利]三维印刷的测力传感器部件

说明书

三维印刷测力传感器部件可以包括由熔融热塑性聚合物粒子形成的部件主体和由与熔融热塑性聚合物粒子基质互锁的导电粒子基质单独形成的多个应变传感器。所述多个应变传感器可以具有在第一末端处的第一电触点和在第二末端处的第二电触点。所述多个应变传感器的粒子可以连续熔合至该部件主体的粒子。

发明背景

测力传感器是一种可以将机械输入转化为电力输出的换能器。一 些测力传感器包括一个或多个应变传感器，其通常由金属箔图案或类 似材料制成。以使得测量的应变导致金属箔图案弯曲的方式放置这些 应变传感器。根据弯曲方向，可以对金属箔图案施以压缩力或拉伸力。 当金属箔图案被压缩时，金属箔图案的长度略微减小，厚度略微增加， 这导致电阻的整体降低。当金属箔图案在拉伸应力下时，金属箔图案 的长度略微增加，厚度略微减小，导致电阻提高。可以检测电阻的这 些微小变化并将其与应变传感器经历的应变关联在一起。

测力传感器的应变传感器可以附着到各种基材上，如聚酰亚胺 膜、聚酯膜、陶瓷、玻璃、硅等等。该基材的两侧可以图案化以使得 基材的弯曲在一侧产生压缩而在另一侧产生拉伸。在一些实例中，各 侧上的金属箔图案可以以惠斯通电桥连接，产生指示传感器以及传感 器附于其上的物体所经受的弯曲应力的大小和方向的输出电压。

附图概述

图1显示了根据本公开的实例制备的三维印刷的测力传感器部件 的顶表面的视图。

图2显示了根据本公开的实例制备的另一三维印刷的测力传感器 部件的顶表面的视图。

图3显示了熔融前的复合材料的一个层，其可用于制备根据本公 开的实例的三维印刷的测力传感器部件。

图4显示了熔融后的复合材料的一个层，其可用于制备根据本公 开的实例的三维印刷的测力传感器部件。

图5描绘了制备根据本公开的实例的三维印刷的测力传感器部件 的示例性方法的流程图。

图6显示了根据本公开的实例的测力传感器的一个实例。

图7显示了根据本公开的实例的测力传感器的另一实例。

图8显示了根据本公开的实例的测力传感器的另一实例。

图9显示了根据本公开的实例的测力传感器的另一实例。

图10描绘了电压与施加到本公开的实例的测力传感器的一个实 例上的力之间关系的图。

图11描绘了电压与施加到本公开的实例的测力传感器的另一实 例上的力之间关系的图。

该附图描绘了本公开技术的几个实例。但是，应当理解本技术不 限于描绘的实例。

发明详述

本公开涉及测力传感器和3D印刷。更具体地，本公开提供了三 维印刷的测力传感器部件、制造具有多个集成的应变传感器的三维印 刷的测力传感器部件的方法、以及测力传感器。

本文中描述的三维测力传感器部件可以具有由熔融热塑性聚合 物粒子形成的部件主体和多个应变传感器。多个应变传感器可以分别 由与熔融热塑性聚合物粒子基质互锁的导电粒子基质形成。所述多个 应变传感器各自可以具有在第一末端处的第一电触点和在第二末端 处的第二电触点。此外，所述多个应变传感器各自的粒子可以连续熔 合至该部件主体的粒子。