[发明专利]基于柔性压敏元件的拉伸传感器

说明书

本发明公开一种基于柔性压敏元件的拉伸传感器，包括上导电电极、传感介质层、下导电电极，通过以下步骤获得：将银纳米导电体水分散液、水性丙烯酸树脂、乙醇、聚乙烯吡咯烷酮、烷基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇对异辛基苯基醚、异辛酸铋、甲苯二异氰酸酯混合后，通过超声波分散从而获得混合液；将混合液注入乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物泡棉本体内，再将注入有混合液的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物泡棉本体浸入混合液中；预处理的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物泡棉本体通过以下步骤获得：将乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物泡棉本体浸入预处理液内静置，再放入烘箱干燥后获得预处理的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物泡棉本体。本发明可弯曲、耐折弯，可以感知微小压力，同时在较高压力下仍具有高灵敏度，也便于设计各种灵敏度和量程的器件，综合精度小于0.2%FS。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别涉及一种触觉传感器。

背景技术

触觉传感在机器人感觉系统中有非常重要的地位，触觉能感知物体的一些表面特性和物理性能：软硬度、粗糙度、大小、形状等，根据触觉传感器提供的信息，机器人可以对目标物体进行可靠抓取。触觉传感器的趋势是集成化、小型化和智能化。为准确获取触觉信息及适用于任意形状的表面，要求触觉传感器具有一定的柔性，籍此可以安装在任意形状的表面上以适应不同的机器人应用，并能获取三维接触力信息，使之能更牢固可靠地抓握目标物体。

而压力传感器是触觉传感的重要组成部分，压力传感器按照材料可以分为基于压电材料的压电传感器以及基于压阻材料的压阻传感器。由压电陶瓷、压电晶体、压电驻极体以及有机压电薄膜等为敏感元件制作而成的压电传感器在承受压力时在材料表面产生可转移的电荷，电荷经过检测设备时的电压可以直接反应压力的大小。以合金敏感栅、半导体等材料为敏感元件的压阻传感器在受压时产生形变，形变造成敏感元件的电阻发生变化，通过惠斯通电桥检测敏感原件电阻的变化就可以检测出施加在压敏传感器上的压力大小。

现有压力传感器往往不耐弯折，且灵敏度也不够，压敏材料的传感器测定压力的误差会达到20%左右，测量准确度较差，如何克服上述技术问题并改善，成为本领域技术人员努力的方向。

发明内容

本发明目的是提供一种基于柔性压敏元件的拉伸传感器，此触觉传感器可弯曲、耐折弯，可以感知微小压力，同时在较高压力下仍具有高灵敏度，检测精度重复性好，也便于设计各种灵敏度和量程的器件。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于柔性压敏元件的拉伸传感器，所述触觉传感器包括上导电电极、传感介质层、下导电电极，所述上导电电极、下导电电极分别与传感介质层上表面和下表面通过第一导电胶粘层、第二导电胶粘层连接，所述传感介质层包括预处理的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物泡棉本体和填充于预处理的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物泡棉本体表面和孔隙内的感应涂覆层组成，所述感应涂覆层由以下组分组成：

银纳米导电体水分散液 100份，

水性丙烯酸树脂 3~5份，

乙醇 20~30份，

聚乙烯吡咯烷酮 0.4~0.6份，

烷基酚聚氧乙烯醚 0.2~0.5份，

聚乙二醇对异辛基苯基醚 0.4~0.8份，

异辛酸铋 0.2~0.5份，

甲苯二异氰酸酯 0.1~0.3份；

所述传感介质层通过以下步骤获得：