[发明专利]一种基于液态金属的柔性传感器及其制造工艺

说明书

一种基于液态金属的柔性传感器，包括上覆盖层、下覆盖层及位于两者之间的置体空腔，置体空腔的长度小于上覆盖层、下覆盖层的长度，置体空腔内填充有柔性的内导电体，内导电体的两端分别与一、二号接电线的内端相连接，一、二号接电线的外端均位于外包裹层的外部，外包裹层采用绝缘材料制成，内导电体为胶与导电粉的混合物，制作时，内导电体通过注射或丝网印刷的方式进入上覆盖层、下覆盖层之间。本设计不仅灵敏度较高、容易应用于穿戴式设备，而且一致性较好、精确度较高。

技术领域

本发明涉及一种应用于纺织物上的传感器，尤其涉及一种基于液态金属的柔性传感器及其制造工艺，具体适用于在满足穿戴式设备应用的基础上，增强一致性。

背景技术

近年来，可穿戴电子设备发展快速，成为下一代电子产品开发的重要趋势。作为可穿戴电子设备的重要分支，可穿戴应变传感器应具有一定机械柔性、贴合性以及高可拉伸性、高灵敏性、快速响应性、高耐久性等特点，以实现其可穿戴的特性以及其在个体医疗、运动检测、人机互动、虚拟现实娱乐技术等方面的广阔应用。而传统基于半导体或金属箔的应变传感器通常为刚性且灵敏度较低，无法满足可穿戴应变传感器的要求。

公开号为CN101393058A，公开日为2009年3月25日的发明专利申请公开了一种具有机织结构的柔性电阻式压力传感器及其应用，其由导电纤维组成，所述导电纤维互相交织而成为机织物，所述机织物的全部经纱之间互相连接，所述机织物的全部纬纱之间互相连接，全部所述经纱与全部所述纬纱之间的整体电阻随该机织物上的压力而变化。虽然该设计具有可弯曲、可折叠甚至可洗涤的特点，可适用于穿戴式个人生理信息与状态的检测，但其仍旧具有以下缺陷：

该设计以导电纤维构成织物的经线、纬线，是一种脱离已有织物之外的新的编织品，难以在现有织物上直接应用，难以满足可穿戴的应用需求，此外，该设计的一致性较差，其电阻以经线、纬线自身构成，一旦其所受外力较大，如在纬线方向受力，相邻的经线就会被拉开、分离，易产生空隙，导致电阻突增，妨碍正常使用，而在经线方向，即使有拉力，由于经线远多于纬线，因而经线方向的拉力对纬线影响较小，不会对电阻产生较大影响，故该设计在受外力时，其纬线、经线方向所受影响相差较大，一致性较弱。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的难以应用于穿戴式设备、一致性较差的缺陷与问题，提供一种容易应用于穿戴式设备、一致性较好的基于液态金属的柔性传感器及其制造工艺。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种基于液态金属的柔性传感器，包括外包裹层与内导电体，所述内导电体位于外包裹层的内部，内导电体的两端分别与一号接电线、二号接电线的内端相连接，一号接电线、二号接电线的外端均位于外包裹层的外部，且外包裹层采用绝缘材料制成；

所述外包裹层包括上覆盖层与下覆盖层，上覆盖层的底面与下覆盖层的顶面相连接，上覆盖层、下覆盖层的交接处的中部设置有置体空腔，该置体空腔的长度小于上覆盖层、下覆盖层的长度，置体空腔内填充有柔性的内导电体，内导电体为胶与导电粉的混合物。

所述导电粉为导电的金属粉，所述胶为凝胶。

所述上覆盖层、下覆盖层的制造材料为硅胶。

一种上述基于液态金属的柔性传感器的制造工艺，所述制造工艺包括以下步骤：

先将上覆盖层、下覆盖层上下连接为一个整体，再通过注射器将胶与导电粉的混合物注进上覆盖层、下覆盖层的交接处以形成内导电体，注射完毕后即可得到所述的基于液态金属的柔性传感器。

一种上述基于液态金属的柔性传感器的制造工艺，所述制造工艺包括以下步骤：