[实用新型]多功能柔性传感器

说明书

一种多功能柔性传感器，所述多功能柔性传感器包含磁流变层，具有磁流变效应且能在磁场作用下发生受力应变；以及导电层，形成于磁流变层上，具有压阻效应而能在受力应变下产生电阻变化，进一步还在导电层上形成感温层。本实用新型扩展了柔性传感器的相应信号类别，使之对磁、力及温度信号都有良好的感知反馈能力，同时制备工艺简单，循环稳定性良好，在柔性传感领域的多信号传感与大规模生产方面有较大应用潜力。

技术领域

本实用新型属于智能传感技术领域，具体涉及一种多功能柔性传感器。

背景技术

由于具有良好的监测能力，柔性传感器广泛应用于运动捕捉、医学诊断、仿生工程等领域。但随着外界刺激的复杂化与应用需求的多样化，单一传感功能的柔性传感器已远远不能满足实际应用需求。基于此，研究人员逐渐展开多功能柔性传感器的研制工作。

由于磁场在生产生活中应用广泛，磁与力信号的复合响应是相关研究的一个热点。目前有一些报道将磁性材料和导电材料通过负载或者混合的方式进行复配，通过调节磁性材料在基体中的分布实现对导电材料的导电性能如电阻等的调控。

此外，环境温度也是影响人类健康生活的重要因素，因此科研人员也投入了大量的精力开发温度变化检测技术。目前有采用中空结构的复合压力传感膜和连续锥形结构的PDMS膜相结合，可以对外界刺激如压力、温度等进行有效放大和转移，具有良好的传感性能。

从目前所公开的报道来，对能够对外界多重刺激作出响应行为的多功能柔性传感器的研究仍然较少，特别地，对于能够同时感知外界应力、磁场刺激甚至温度变化的多功能柔性传感器的研制还极其缺乏，且大部分柔性传感器制备工艺复杂、造价昂贵。基于上述缺点，该类传感器难以满足复杂环境下的测量需求，同时不便于大规模生产应用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种多功能柔性传感器，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种多功能柔性传感器，包括：磁流变层，具有磁流变效应且能在磁场作用下发生受力应变；以及导电层，形成于磁流变层上，具有压阻效应而能在受力应变下产生电阻变化。

其中，所述磁流变层的厚度为0.1～0.3mm；所述导电层的厚度为 0.3～0.6mm。

其中，所述导电层的形状为U形或半环形。

其中，所述多功能柔性传感器还包括感温层，形成于所述导电层上，具有感温变色性。

其中，所述感温层的厚度为0.3～0.8mm。

其中，所述导电层与导线连接，用于采集变化的电阻信号。

基于上述技术方案，本实用新型至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：

(1)本实用新型的多功能柔性器包括叠加而成的磁流变层和导电层，拓展了柔性传感器的响应信号类别，使之对磁、力信号都有良好的感知反馈能力；

(2)采用叠加组装的方式可以避免混合复配的方式导致器变硬，保证了柔性器的柔韧性和拉伸性能良好，提高了力灵敏度；

(3)在导电层上还进一步叠加感温层，进一步拓展了柔性传感器的响应信号，是指对温度信号也具有良好的感知反馈能力；

(4)同时，该多功能柔性传感器制备工艺简单，且通过实验测得其循环稳定性良好。基于此，本发明在柔性传感领域的多信号传感与大规模生产等方面具有较大的应用潜力。

附图说明

图1为本实用新型实施例4-1的多功能柔性传感器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2-1至2-4的不同羰基铁粉含量的材料的磁流变性能图；