[发明专利]基于仿生结构的柔性触‑压觉传感器

摘要

本发明公开了一种基于仿生结构的柔性触‑压觉传感器，用于解决现有传感器不能同时实现触觉和压觉功能的问题。包括表层衬底、表层感应电极、表层弹性层、驱动电极、底层弹性层、底层感应电极和底层衬底。表层衬底的上表面设置有应力收集突起，其下表面耦合有表层感应电极，表层弹性层的下表面耦合有驱动电极，上表面刻蚀有深度小于表层弹性层厚度的敏感空隙，该敏感空隙与应力收集突起和表层感应电极上下垂直对齐；底层衬底的上表面耦合有底层感应电极，表层衬底、表层弹性层、底层弹性层和底层衬底自上而下依次叠加。本发明能够模仿人体皮肤同时实现触觉和压觉功能，可扩展成电子皮肤用于仿生机器人实现对外界压力刺激的大范围高精度测量。

主权项

一种基于仿生结构的柔性触‑压觉传感器，其特征在于：包括表层衬底(1)、表层感应电极(2)、表层弹性层(3)、驱动电极(4)、底层弹性层(5)、底层感应电极(6)和底层衬底(7)，其中：所述表层衬底(1)的上表面设置有应力收集突起(11)，其下表面耦合有表层感应电极(2)，所述应力收集突起(11)与表层感应电极(2)上下垂直对齐；所述表层弹性层(3)的上表面刻蚀有敏感空隙(31)，该敏感空隙(31)的深度小于表层弹性层(3)的厚度，且其与表层衬底(1)下表面上的表层感应电极(2)的位置对应；在表层弹性层(3)的下表面中心位置耦合有驱动电极(4)；所述底层衬底(7)的上表面中心位置耦合有底层感应电极(6)，面积大于表层感应电极(2)；底层感应电极(6)形状为正方形，在正方形的一组对边上设置有连接导线；所述表层衬底(1)、表层弹性层(3)、底层弹性层(5)和底层衬底(7)自上而下依次形成层叠结构；所述表层衬底(1)和底层衬底(7)均采用矩形PET材料，且两者横截面对应的边长相等；所述表层弹性层(3)采用PDMS板材，底层弹性层(5)采用PDMS材料，其中表层弹性层(3)的形状为矩形板材，且其横截面对应的边长与表层衬底(1)和底层衬底(7)相等，底层弹性层(5)的横截面对应的边长小于表层衬底(1)、表层弹性层(3)和底层衬底(7)；所述应力收集突起(11)的数量为n，n≥1；所述表层感应电极(2)和敏感空隙(31)的数量与应力收集突起(11)相等；所述表层感应电极(2)的面积小于敏感空隙(31)，且两者的形状相似；所述表层衬底(1)、表层弹性层(3)、底层弹性层(5)和底层衬底(7)横截面上的对应边相互平行；所述表层感应电极(2)、驱动电极(4)和底层感应电极(6)均采用AZO为导线材料；所述表层感应电极(2)和底层感应电极(6)采用x轴水平方向布置，驱动电极(4)采用y轴水平方向布置。