[发明专利]基于柔性触觉电容的三维压力传感器

权利要求书

1.一种基于柔性触觉电容的三维压力传感器，其特征在于：包括球形接触端头(1)、柔性上部基底层(2)、电容上部电极层(3)、极间介质层(4)、韧性支撑垫片(5)、韧性支撑圆柱(6)、电容下部电极层(7)、柔性下部基底层(8)；所述球形接触端头(1)位于柔性上部基底(2)的上方，所述电容上部电极层(3)、极间介质层(4)、电容下部电极层(7)、柔性下部基底层(8)从上到下依次位于三维压力传感器柔性上部基底(2)的下方，所述电容上部电极层(3)位于三维压力传感器柔性上部基底层(2)的下表面，所述韧性支撑圆柱(6)、韧性支撑垫片(5)与极间介质层(4)处于同层、共同构成柔性支架层，其排布为韧性支撑圆柱(6)位于极间介质层(4)四顶角处的间隙区域内，韧性支撑垫片(5)位于极间介质层(4)中心处的间隙区域内。

2.根据权利要求1所述的基于柔性触觉电容的三维压力传感器，其特征在于：所述柔性上部基底层(2)和柔性下部基底层(8)的体积占比为所述基于柔性触觉电容的三维压力传感器总体积的比例为40％～70％。

3.根据权利要求1所述的基于柔性触觉电容的三维压力传感器，其特征在于：所述极间介质层(4)为空气层、氮气层或惰性气体层。

4.根据权利要求1所述的基于柔性触觉电容的三维压力传感器，其特征在于：所述电容上部电极层(3)和电容下部电极层(7)为平板状电极层，所述平板状电极层包括若干个通过丝网印刷技术，以导电油墨为印刷材料，印刷而成的丝网印刷电极。

5.根据权利要求1所述的基于柔性触觉电容的三维压力传感器，其特征在于：所述传感器的韧性支撑垫片(5)穿过极间介质层(4)的面心区域，支撑电容上部电极层(3)和电容下部电极层(7)的中心区域部分；韧性支撑圆柱(6)穿过电容上部电极层(3)和电容下部电极层(7)的四角空隙区域，与柔性上部基底层(2)和柔性下部基底层(8)通过导电粘合剂粘接在一起，或者利用柔性材料本身黏性拼接成一体。

6.根据权利要求1所述的基于柔性触觉电容的三维压力传感器，其特征在于：所述柔性上部基底层(2)、柔性下部基底层(8)使用柔性聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯制成。

7.根据权利要求1所述的基于柔性触觉电容的三维压力传感器，其特征在于：所述球形接触端头(1)使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺或聚偏氟乙烯制成。

8.根据权利要求1所述的基于柔性触觉电容的三维压力传感器，其特征在于：所述电容上部电极层(3)、电容下部电极层(7)使用导电材料金、银或铜制成。

9.根据权利要求1所述的基于柔性触觉电容的三维压力传感器，其特征在于：制备所述柔性上部基底层(2)、柔性下部基底层(8)的灌装模具采用3d打印技术制成。