[发明专利]触觉/滑觉传感器及其制备方法、电子设备、盲文识别设备、机器人

权利要求书

1.一种电容式触觉/滑觉传感器，包括相对设置的两个电极层，以及设置在两个电极层之间的介电层，其特征在于，至少一个所述电极层上对应于所述介电层的一侧设置有微纳结构，且所述介电层与其中一个电极层上的微纳结构共形一体化形成电极-介电层一体化结构；

其中，所述介电层为复合介电层，其包括与所述电极层的微纳结构共形一体化的柔性隔离层，以及与所述柔性隔离层共形一体化的压电材料层；

与所述介电层共形一体化的所述微纳结构为所述电极层整体/所述电极层与所述介电层相接触的表面周期性地沿传感器厚度方向向所述介电层凸起而形成的凸起结构。

2.如权利要求1所述的电容式触觉/滑觉传感器，其特征在于，所述介电层与其非共形一体化的电极层之间设置有支撑层。

3.如权利要求2所述的电容式触觉/滑觉传感器，其特征在于，

所述电极层为石墨烯纳米墙、碳纳米管、导电高分子或银纳米线制成；和/或，

所述柔性隔离层采用PDMS、PVDF、PU或PI制成；和/或，

所述压电材料层采用氧化锌、PVDF、氧化铝或氧化钛制成；和/或，

所述支撑层采用PMMA、PU或PI制成；和/或，

所述凸起结构呈倒置的金字塔状/梯形体状/四棱台状。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的电容式触觉/滑觉传感器的制备方法，其特征在于，包括步骤：

制备第一电极层：采用湿法刻蚀工艺在硅基底的表面刻蚀出微米量级的多个凹槽；然后在所述硅基底上生成石墨烯，得到石墨烯纳米墙，且所述石墨烯纳米墙整体周期性地沿凹槽方向向下塌陷形成的凸起结构，或者，所述石墨烯纳米墙与所述硅基底相接触的表面周期性地沿凹槽方向向下延伸而成的凸起结构；然后在制备的石墨烯纳米墙上旋涂PDMS，并烘干固化，然后从所述硅基底上撕下得到位于PDMS柔性衬底上的第一电极层；

共形制备复合介电层：在所述石墨烯纳米墙具有微纳结构的表面旋涂PDMS 或PVDF或PU或PI得到柔性隔离层，然后在该PDMS薄膜或PVDF薄膜或PU薄膜或PI薄膜上采用磁控溅射的方式镀上一层氧化锌薄膜或PVDF薄膜，或氧化铝薄膜，或氧化钛薄膜，得到共形的电极-介电层一体化结构；

制备第二电极层：在PET薄膜上涂布银纳米线或导电高分子材料，得到位于PET柔性衬底上的第二电极层，并在所述第二电极层上涂上一层PMMA或PU或PI作为支撑层；

传感器封装：将制备得到电极-介电层一体化结构和第二电极层进行封装。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，

所述PDMS柔性衬底的厚度为10um-300um；和/或，

所述微纳结构上的PDMS薄膜或PVDF薄膜或PU薄膜或PI薄膜厚度为1-5um；和/或，

所述柔性隔离层上的氧化锌层或PVDF薄膜，或氧化铝薄膜，或氧化钛薄膜的厚度为1-100nm；和/或，

所述第二电极层上的PMMA薄膜或PU或PI的厚度为1-30um。

6.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至3中任意一项所述的电容式触觉/滑觉传感器。

7.一种盲文识别设备，其特征在于，包括如权利要求1至3中任意一项所述的电容式触觉/滑觉传感器。

8.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求1至3中任意一项所述的电容式触觉/滑觉传感器。