[发明专利]一种三维力柔性传感器

权利要求书

1.一种三维力柔性传感器，其特征在于，包括：柔性基底和微结构，其中柔性基底包括保护夹层、以及放置在保护夹层内且呈阵列式分布的至少三个压敏单元，压敏单元的行列之间由导线连接；微结构包括支撑板，支撑板的上表面设有受力凸块、下表面设有与压敏单元数量相同的支撑柱，支撑柱与支撑板之间为倾斜安装，支撑柱的下端面平齐且分别与压敏单元对应布置；

所述支撑柱的柱身均沿所述支撑板板面向外倾斜，且每个支撑柱柱身与所述支撑板板面之间倾斜的角度相同；

所述与压敏单元数量相同的支撑柱呈中心对称；

在受到外部应力作用时，通过微结构中的多个倾斜的支撑柱传递至柔性基底中的压敏单元，压敏单元所受到的作用力方向为支撑柱倾斜的方向，因此，引起压敏单元电阻产生变化的只有正压力；其中，压敏单元电阻的变化可通过扫描获得，根据压敏单元的压阻方程，即可得到压敏单元所受正压力的大小，然后根据压敏单元的正压力推导出X轴和Y轴方向的分力。

2.如权利要求1所述的三维力柔性传感器，其特征在于，所述的支撑柱为四棱柱。

3.如权利要求1所述的三维力柔性传感器，其特征在于，所述受力凸块为弧形凸块，且受力凸块与支撑柱的中心对称点对应布置。

4.如权利要求1所述的三维力柔性传感器，其特征在于，所述至少三个压敏单元呈三角形、矩形矩阵或环形矩阵分布，各压敏单元的行列之间通过与压敏单元相同阵列分布的导线连接。

5.如权利要求1所述的三维力柔性传感器，其特征在于，所述保护夹层包括上薄膜和下薄膜，所述压敏单元布置在上薄膜和下薄膜之间。

6.如权利要求1所述的三维力柔性传感器，其特征在于，所述压敏单元由具有压阻效应的柔性应变材料制备。

7.如权利要求5所述的三维力柔性传感器，其特征在于，所述上薄膜和下薄膜的材质为PET或PVC或硅橡胶，且厚度均为5μm～50μm。

8.如权利要求1所述的三维力柔性传感器，其特征在于，所述微结构的总高度为0.1mm～1mm、总边长为0.5mm～5mm。