[发明专利]一种基于微流体电子的柔顺变电阻式阵列触觉传感器

权利要求书

1.一种基于微流体电子的柔顺变电阻式阵列触觉传感器，其特征在于，该触觉传感器包括若干个基于微流体电子的电阻式阵列单元；任意一个阵列单元包括微流体电子(2)、以及通过硅橡胶共形键合形成的U形微通道(1)，所述U形微通道(1)具有呈U形的中空结构，所述微流体电子(2)密封设置于所述U形微通道(1)的U形中空结构中；所述U形微通道(1)及其内的所述微流体电子(2)共同组成突起(4)并作为电阻传感单元设置在基底(5)上；所述突起(4)除所述微流体电子(2)部分外，是采用硅橡胶材料；所述基底(5)同样采用硅橡胶材料；

并且，所述U形微通道(1)的首尾两端还分别设置有两条导线，当所述突起(4)与待测对象之间存在力的相互作用时，由于所述U形微通道(1)中空结构的截面变化，位于该U形微通道(1)内的所述微流体电子(2)对应的电阻将发生变化，对不同弹性模量的待测对象，变形大小不同导致的电阻变化不同，所述导线则用于检测所述电阻传感单元电阻的变化，从而实现所述突起(4)对所述待测对象弹性模量的传感。

2.如权利要求1所述基于微流体电子的柔顺变电阻式阵列触觉传感器，其特征在于，所述突起(4)与所述基底(5)均是通过倒模形成。

3.如权利要求1所述基于微流体电子的柔顺变电阻式阵列触觉传感器，其特征在于，所述硅橡胶材料均为医用硅橡胶材料，优选为PDMS或Ecoflex。

4.如权利要求1所述基于微流体电子的柔顺变电阻式阵列触觉传感器，其特征在于，所述微流体电子(2)为液态金属或离子液体，优选的，所述液态金属为EGaIn或Galinstan，所述离子液体为[BMIm]BF₄。

5.如权利要求1所述基于微流体电子的柔顺变电阻式阵列触觉传感器，其特征在于，在未受到外界压力作用的情况下，任意一个所述U形微通道(1)及密封于其内部的所述微流体电子(2)整体的电阻值满足50mΩ～10MΩ。

6.如权利要求1所述基于微流体电子的柔顺变电阻式阵列触觉传感器，其特征在于，所述U形微通道(1)的截面为矩形，截面呈矩形，矩形的任一边长的长度为20～500um。

7.如权利要求1所述基于微流体电子的柔顺变电阻式阵列触觉传感器，其特征在于，所述突起(4)为圆柱体形，所述圆柱体形的直径为1～2mm，高度为1.5～2.5mm。

8.如权利要求7所述基于微流体电子的柔顺变电阻式阵列触觉传感器，其特征在于，所述U形微通道(1)的U形中空结构以所述突起(4)的圆柱体形中心轴线为对称轴呈对称分布；并且，对于位于所述基底(5)上的所有U形微通道(1)，它们的U形中空结构的朝向均保持统一。

9.如权利要求1所述基于微流体电子的柔顺变电阻式阵列触觉传感器，其特征在于，所述导线通过硅橡胶和硅橡胶胶水进行密封；优选的，所述导线具体为直径为50～100um的铜丝，每条导线的电阻值满足20mΩ～50mΩ。

10.如权利要求1所述基于微流体电子的柔顺变电阻式阵列触觉传感器，其特征在于，在所述基底(5)上，相邻两个所述突起(4)的边缘最短间距为0.5mm～2mm。