[发明专利]基于压电单元的三维力感知阵列传感器及压力解算方法

权利要求书

1.一种基于压电单元的三维力感知阵列传感器，其特征在于，

包括多个传感单元，所述传感单元包括硅基底、电极、导电层、压电纤维柱和绝缘层，所述电极与所述硅基底连接，并位于所述硅基底的一侧，所述导电层位于所述电极远离所述硅基底的一侧，且连接负极，所述压电纤维柱和所述电极的数量均为四个，四个所述压电纤维柱与四个所述电极和所述导电层电连接，并垂直于所述电极和所述导电层之间，且位于靠近所述导电层边缘的一侧，所述绝缘层与所述导电层连接，并位于所述导电层远离四个所述压电纤维柱的一侧，多个所述传感单元沿以所述导电层中心点为原点建立的直角坐标系的X轴和Y轴阵列排列。

2.如权利要求1所述的基于压电单元的三维力感知阵列传感器，其特征在于，

所述压电纤维柱的高度为10-20mm，直径为0.1-0.2mm。

3.如权利要求2所述的基于压电单元的三维力感知阵列传感器，其特征在于，

四个所述压电纤维柱的中心点与所述导电层的中心点连线均相等。

4.如权利要求3所述的基于压电单元的三维力感知阵列传感器，其特征在于，

所述导电层和所述绝缘层的横截面积均为正方形，边长均为10mm，所述导电层的厚度为0.5mm，所述绝缘层的厚度为0.1mm。

5.如权利要求4所述的基于压电单元的三维力感知阵列传感器，其特征在于，

所述硅基底的横截面积为正方形，边长为10mm，所述硅基底的厚度为0.5mm。

6.如权利要求5所述的基于压电单元的三维力感知阵列传感器，其特征在于，

所述电极的横截面积为圆形，直径为2mm，厚度为0.2mm，四个所述压电纤维柱的中心点均分别位于四个所述电极的中心点。

7.一种基于压电单元的三维力感知阵列传感器的压力解算方法，其特征在于，包括：

以导电层的中心为原点，导电层远离绝缘层一侧的面为XOY平面，与压电纤维柱平行的方向为Y方向建立坐标系；

根据四个压电纤维柱分别受沿X、Y、Z轴压力时的电压或轴向应变规律，计算得到任意方向的压力。