[发明专利]触觉传感器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种触觉传感器，包括：第一电极层，所述第一电极层上设置有第一电极阵列；叠加在所述第一电极层上的压阻敏感层，所述压阻敏感层包括压阻敏感单元阵列以及具有开口阵列的隔离层，所述压阻敏感单元阵列与所述开口阵列一一配合；以及叠加在所述压阻敏感层上的第二电极层，所述第二电极层上设置有第二电极阵列；其中，所述第一电极阵列、所述压阻敏感单元阵列以及所述第二电极阵列一一对应连接。

技术领域

本发明的实施例涉及传感器技术领域，特别涉及一种压阻式触觉传感器及其制备方法。

背景技术

触觉感知在仿生机器人和智能交互领域具有重要意义，触觉感知主要指对外界接触力(例如压力)的感知。常见的压力传感器主要包括压阻式、压电式、电容式、电磁式和光学式传感器等，其中压阻式传感器因其较为简单的制备工艺流程和稳定的性能而得到较广泛的应用。

特别地，在仿生机器人和智能交互领域，对传感器的感测灵敏度以及大面积覆盖检测有较高要求。现有的压阻式触觉传感器在结构上难以满足较佳准确性和大面积应用的需求，并且空间分辨率也有待提高。

发明内容

本发明的实施例旨在提出一种改进结构的触觉传感器及其制备方法。

根据本发明的一个方面，提出一种触觉传感器，包括：第一电极层，所述第一电极层上设置有第一电极阵列；叠加在所述第一电极层上的压阻敏感层，所述压阻敏感层包括压阻敏感单元阵列以及具有开口阵列的隔离层，所述压阻敏感单元阵列与所述开口阵列一一配合；以及叠加在所述压阻敏感层上的第二电极层，所述第二电极层上设置有第二电极阵列；其中，所述第一电极阵列、所述压阻敏感单元阵列以及所述第二电极阵列一一对应连接。

根据一些实施方式，所述压阻敏感单元阵列以及所述隔离层的上表面具有不规则的凹凸结构。

根据一些实施方式，所述压阻敏感单元阵列以及所述隔离层的上表面具有磨砂表面结构。

根据一些实施方式，所述第一电极阵列的每一行/列的第一电极相互连接；以及所述第二电极阵列的每一列/行的第二电极相互连接；其中，第一电极阵列和第二电极阵列的相互电连接的行和列形成交叉结构。

根据一些实施方式，所述压阻敏感单元阵列与所述隔离层的厚度相同。

根据一些实施方式，所述压阻敏感单元阵列的材料包括由多壁碳纳米管和聚二甲基硅氧烷(PDMS)组成的导电复合物；以及所述隔离层的材料包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

根据一些实施方式，所述第一电极层和所述第二电极层的材料包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)；以及

所述第一电极阵列和所述第二电极阵列的每一个包括铬电极层和金电极层，其中，所述铬电极层位于所述金电极层和所述压阻敏感层之间。

根据一些实施方式，所述触觉传感器为全柔性结构。

根据本发明的另一方面，提出一种制备所述的触觉传感器的方法，包括：将具有开口阵列的隔离层叠加在设置有第一电极阵列的第一电极层上；将压阻敏感单元阵列一一配合到所述开口阵列中，使得所述压阻敏感单元阵列与所述隔离层一同组成压阻敏感层；以及将设置有第二电极阵列的第二电极层叠加到所述压阻敏感层上，其中，所述第一电极阵列、所述压阻敏感单元阵列以及所述第二电极阵列一一对应连接。

根据一些实施方式，将所述压阻敏感单元阵列与所述隔离层的上表面设置为不规则的凹凸结构。