[发明专利]一种柔性三维接触力传感器

权利要求书

1.一种柔性三维接触力传感器，包括依次设置的下封装层、4n个阵列排列的力传感单元、上封装层和力加载层，所述力传感单元包括力敏薄膜、位于力敏薄膜上表面的上电极层和位于力敏薄膜下表面的下电极层，n≥1且为正整数；其中，每个力传感单元的上电极和下电极分别通过引线引出连接外部采集系统，通过检测每个力传感单元中力敏薄膜的电阻变化，即可得到传感器的受力情况。

2.根据权利要求1所述的柔性三维接触力传感器，其特征在于，所述力敏薄膜包括质量比为1：(0.03～0.05)的粘结剂和导电微粒，所述粘结剂为聚酰亚胺、环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂或丙烯酸树脂，所述导电微粒为金粉、银粉、导电炭黑、石墨或银包铜粉。

3.根据权利要求1所述的柔性三维接触力传感器，其特征在于，所述力敏薄膜的厚度为30～100μm。

4.根据权利要求1所述的柔性三维接触力传感器，其特征在于，所述力敏薄膜的制备过程具体为：(a)将粘结剂均匀分散于有机溶剂中，搅拌混合均匀，得到混合液A；其中，混合液A中粘结剂与有机溶剂的质量比为1：(10～20)，所述粘结剂为聚酰亚胺、环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂或丙烯酸树脂，所述有机溶剂为二甲基乙酰胺、芳烃150、二乙二醇丁醚或二乙二醇丙醚；(b)在混合液A中加入导电微粒，充分混合均匀，得到混合液B；其中，步骤(a)中粘结剂与步骤(b)中加入的导电微粒的质量比为1：(0.03～0.05)，所述导电微粒为金粉、银粉、导电炭黑、石墨或银包铜粉；(c)将混合液B采用涂覆或丝网印刷的方法形成力敏薄膜。

5.根据权利要求1所述的柔性三维接触力传感器，其特征在于，所述力加载层用于接收力并将接收到的力传递至力敏薄膜，设置于上封装层的中心位置且完全覆盖4n个阵列排列的力传感单元。

6.根据权利要求1所述的柔性三维接触力传感器，其特征在于，所述力加载层的材料为聚二甲基硅氧烷。

7.根据权利要求1所述的柔性三维接触力传感器，其特征在于，所述上封装层以及下封装层为聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚二甲基硅氧烷；所述上封装层的厚度为1～2mm，下封装层的厚度为0.5～1mm。