[发明专利]一种柔性摩擦纳米传感器及人机交互系统

说明书

本发明涉及人机交互领域领域，公开了一种柔性摩擦纳米传感器及人机交互系统。该柔性摩擦纳米传感器用于贴附至生物体能够发生褶皱的皮肤表面，包括层叠设置的第一摩擦层与第二摩擦层，第一摩擦层包括裸露的第一区域以及被第二摩擦层覆盖的第二区域；当柔性摩擦纳米传感器随生物体的皮肤发生褶皱时，第二摩擦层至少部分与第一区域接触；当柔性摩擦纳米传感器随生物体的皮肤舒展时，第二摩擦层与第一区域分离；柔性摩擦纳米传感器还包括导电元件，导电元件用于在第二摩擦层与第一区域发生接触、分离的过程中产生电信号。该柔性摩擦纳米传感器的厚度较薄、结构简单，可以贴附至生物体容易控制且能发生褶皱的皮肤表面。

技术领域

本发明涉及人机交互技术领域，尤其涉及一种柔性摩擦纳米传感器及人机交互系统。

背景技术

现有技术中，摩擦纳米传感器通常包括第一摩擦层、第二摩擦层以及导电部，第一摩擦层与第二摩擦层之间设置有空间保持件，空间保持件使得第一摩擦层与第二摩擦层之间保持有一定的间距。

该摩擦纳米传感器的原理为：在外力的作用下，第一摩擦层与第二摩擦层至少部分接触，并产生等量电性相反的静电电荷，在外力撤销后，第一摩擦层与第二摩擦层通过空间保持件恢复原有间距；第一摩擦层与第二摩擦层反复发生接触分离的过程中，导电部将感应产生静电电荷，并向外输出电信号。

由于第一摩擦层与第二摩擦层之间设有空腔，使得摩擦纳米传感器的厚度较厚，结构也相对复杂；并且，当该摩擦纳米传感器应用在生物体上时，第一摩擦层与第二摩擦层必须能够十分灵敏的响应肌肉的微动变化而发生接触/分离，因此，对安装具有一定的限制。

发明内容

本发明提供一种柔性摩擦纳米传感器及人机交互系统，该柔性摩擦纳米传感器的结构简单、厚度较薄，可以贴附至生物体容易控制且能发生褶皱的皮肤表面，应用十分广泛。

第一方面，本发明实施例提供了一种柔性摩擦纳米传感器，该柔性摩擦纳米传感器用于贴附至生物体能够发生褶皱的皮肤表面，包括层叠设置的第一摩擦层与第二摩擦层，所述第一摩擦层包括裸露的第一区域以及被所述第二摩擦层覆盖的第二区域；

当所述柔性摩擦纳米传感器随所述生物体的皮肤发生褶皱时，所述第二摩擦层至少部分与所述第一区域接触；

当所述柔性摩擦纳米传感器随所述生物体的皮肤舒展时，所述第二摩擦层与所述第一区域分离；

所述柔性摩擦纳米传感器还包括导电元件，所述导电元件用于在所述第二摩擦层与所述第一区域发生接触分离的过程中产生电信号。

上述实施例中，柔性摩擦纳米传感器贴附在生物体能够发生褶皱的皮肤表面，当生物体的皮肤发生褶皱时，柔性摩擦纳米传感器也将随之发生褶皱，此时，第二摩擦层至少部分与第一摩擦层的第一区域接触；当生物体的皮肤舒展时，柔性摩擦纳米传感器也将随之舒展，此时，第二摩擦层与第一摩擦层的第一区域分离；根据摩擦起电原理，第二摩擦层与第一摩擦层之间将产生等量且电性相反的静电电荷，根据静电感应原理，在第二摩擦层与第一摩擦层的第一区域发生接触、分离时，导电元件将产生电荷变化，从而产生电信号。由于第一摩擦层与第二摩擦层贴合，取消了两者之间的空腔，因此，该传感器的厚度较薄，且结构简单，可以贴附在生物体容易支配、且能够发生褶皱的任意一个部位的皮肤表面，应用十分广泛。

可选的，所述导电元件包括至少一个导电部，所述导电部设置在所述第一摩擦层的表面，且所述导电部成曲线状或折线状延伸。

可选的，所述导电部设置在所述第一摩擦层朝向所述第二摩擦层的表面；

所述第一摩擦层为基底层，所述基底层用于贴附至所述生物体能够发生褶皱的皮肤表面。

可选的，所述导电部设置在所述第一摩擦层背离所述第二摩擦层的表面；