[发明专利]一种适于曲面应力测量的柔性压力传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种适用于曲面应力测量的柔性压力传感器，其特征在于，所述柔性压力传感器包括：

垫片模具，用于作为待检测曲面物的替换物，包括第一容纳腔和第二容纳腔，所述第一容纳腔和所述第二容纳腔关于中心轴对称；

多个力感应层，用于感应膝关节的应力大小，均匀分布在第一容纳腔内和第二容纳腔内；

丝网印刷电极，用于连接所述多个力感应层；

柔性封装层，用于将所述多个力感应层和所述丝网印刷电极分别封装在第一容纳腔内和第二容纳腔内。

2.根据权利要求1所述的一种适用于曲面应力测量的柔性压力传感器，其特征在于，所述第一容纳腔内分布3个力感应层，每个力感应层通过所述丝网印刷电极连接；所述第二容纳腔内分布3个力感应层，每个力感应层通过所述丝网印刷电极连接。

3.根据权利要求2所述的一种适用于曲面应力测量的柔性压力传感器，其特征在于，3个力感应层均匀间距地分布在第一容纳腔内或者第二容纳腔内。

4.根据权利要求1所述的一种适用于曲面应力测量的柔性压力传感器，其特征在于，每个力感应层包括柔性基底、印刷电极单元、力感应层单元、柔性封装单元。

5.根据权利要求1所述的一种适用于曲面应力测量的柔性压力传感器，其特征在于，所述力感应层采用生物兼容的柔性压阻材料制成。

6.根据权利要求1所述的一种适用于曲面应力测量的柔性压力传感器，其特征在于，所述柔性压阻材料包括导电织物、气凝胶和离子凝胶的一种或者多种。

7.根据权利要求1所述的一种适用于曲面应力测量的柔性压力传感器，其特征在于，所述丝网印刷电极采用丝网印刷方式结合导电油墨印刷而成。

8.根据权利要求1所述的一种适用于曲面应力测量的柔性压力传感器，其特征在于，所述柔性封装层采用生物兼容的柔性聚合物将所述力感应层、丝网印刷电极与垫片模具固定。

9.根据权利要求1所述的一种适用于曲面应力测量的柔性压力传感器，其特征在于，所述垫片模具采用3D打印光固化方法，以半月形凹槽设计图案为基础制作而成。

10.一种适用于曲面应力测量的柔性压力传感器的制备方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

步骤S1:在预设形状的模具上制备柔性基底作为丝网印刷电极的基底；

步骤S2:在步骤S1的基础上，采用丝网印刷方式、以导电油墨为印刷材料，印刷一层导电电极作为柔性压力传感器的丝网印刷电极；

步骤S3：在制备好的弹性体中掺杂预设比例的导电材料，作为柔性压力传感器的力感应层；

步骤S4：采用3D打印技术，结合树脂尼龙材料，制备具有半月形凹槽形状的垫片模具；

步骤S5：在步骤S4的基础上，结合生物兼容性的柔性聚合物，制备柔性封装层，将垫片模具、力感应层和丝网印刷电极封装成一体。