[发明专利]一种新型压力敏感元结构

说明书

本发明公开了一种新型压力敏感元结构，涉及柔性压力传感器技术领域，包括柔性压电聚合物薄膜、贴合于柔性压电聚合物薄膜上表面的第一平面电极板和贴合于柔性压电聚合物薄膜下表面的第二平面电极板，且第一平面电极板与第二平面电极板之间不设置直接的电气接触。柔性压电聚合物薄膜的结构选自但不限于弯折式结构、桥式结构、弧式结构中的一种或多种，受力方式但不限于拉伸、扭曲、挤压。弯折式柔性压电聚合物薄膜在发生拉伸、扭曲、挤压时，在平行和垂直于弯折式柔性压电聚合物薄膜内部偶极子取向的方向上，均产生有显著形变，从而提高了纵向压电效应对该薄膜整体的压电响应，达到增大柔性压电聚合物薄膜压电响应的目的，具有很大的应用前景。

技术领域

本发明涉及柔性压力传感器技术领域，具体涉及一种新型压力敏感元结构。

背景技术

柔性压力传感器是一种用于感知物体表面作用力大小的柔性电子器件，能贴附于各种不规则物体表面，在医疗健康、机器人、生物力学等领域有着广泛的应用前景。随着科学技术的发展，柔性压力传感器能否兼具柔韧性和准确测量压力分布信息等功能成为人们关注的焦点。由于微结构不仅能够提高传感器的灵敏度，还能更快地恢复传感器的弹性形变，具备快速响应能力。因此，构建微结构是提高柔性压力传感器综合性能的有效途径，成为学术界和工业界的关注重点。

基于压电材料的柔性压力传感器具有相应速度快，制造成本相对较低的优点，传统的压力传感器因采用压电陶瓷为敏感材料，使得其结构刚性，加工难度较大，而基于铁电聚合物的柔性压力传感器不但具有传统压力传感器的优点，还具有轻质、柔性、耐冲击、耐腐蚀、易加工等优点，具有极大的应用前景。

柔性铁电聚合物材料本身的压电效应以材料内部偶极子取向为标准，分为横向压电效应和纵向压电效应(与偶极子取向平行为横向压电效应，垂直为纵向压电效应)，并且纵向压电效应一般大于横向压电效应。但因聚合物材料制成的柔性压电聚合物薄膜拉伸延展性较差，使其产生纵向形变较为困难，而且过大的纵向形变容易损伤薄膜结构，因此，传统的平面型柔性压电聚合物薄膜的响应主要来自于横向压电效应。若能够通过结构设计来使柔性压电聚合物薄膜更容易产生纵向形变，提高柔性聚合物材料纵向压电响应的利用率，则将会明显提高柔性压电聚合物薄膜的压电响应。

发明内容

本发明的目的在于：为解决现有柔性压电薄膜难以产生纵向形变，导致柔性聚合物材料纵向压电响应利用率低、柔性压电薄膜的压电响应较低的问题，提供了一种新型压力敏感元结构。

本发明采用的技术方案如下：

一种新型压力敏感元结构，包括柔性压电聚合物薄膜、完全贴合于柔性压电聚合物薄膜上表面的第一平面电极板和完全贴合于柔性压电聚合物薄膜下表面的第二平面电极板，所述柔性压电聚合物薄膜各处厚度均相等，所述柔性压电聚合物薄膜各个部分与水平面的距离不完全相同，且第一平面电极板与第二平面电极板之间不设置直接的电气接触。

进一步地，所述柔性压电聚合物薄膜的结构选自但不限于弯折式结构、桥式结构、弧式结构中的一种或多种。

进一步地，所述弯折式结构的柔性压电聚合物薄膜的弯折次数大于等于1。

进一步地，所述弯折式结构的柔性压电聚合物薄膜的弯折角度范围为0°-180°。

进一步地，所述第一平面电极板的所有折痕不相交，所述第二平面电极板的所有折痕不相交。

进一步地，所述柔性压电聚合物薄膜形状包括但不限于矩形、圆形。

进一步地，所述柔性压电聚合物薄膜的受力方式但不限于拉伸、扭曲、挤压。

进一步地，所述第一平面电极板、第二平面电极板的形状包括但不限于平面电极、叉指电极、螺旋状电极。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：