量子隧穿复合压力传感器的制作方法

本实用新型涉及一种压力传感器领域，更具体地说，涉及一种量子隧穿复合压力传感器。

背景技术：

量子隧穿复合材料简称qtc是一种由金属和非导电弹性粘合剂组成的复合材料，可以用于感测压力。相比传统方式，即，将应变片作为力传感器，量子隧穿复合材料的优点在于体积小，可直接与微程序控制器的输入输出引脚相连，无需任何放大电路。这一优点在实际应用中相当突出。例如，在制作机器人手时，由于内部空间有限，必须控制传感器的大小。

技术实现要素：

本实用新型为了克服现有技术中存在的传统的压力传感器体积较大且需要放大电路来增强信号传输的缺点，现提供具有体积小且无需任何放大电路的一种量子隧穿复合压力传感器。

本实用新型的一种量子隧穿复合压力传感器，包括呈“回”字形的pcb板，所述的pcb板底部设有硅橡胶绝缘板，所述的pcb板中心设有压力传感器，所述的pcb板内壁与压力传感器间设有4条呈方形分布的量子隧道复合带，所述的压力传感器包括作为主体的量子隧道复合板，所述的量子隧道复合板的上端设有上导电橡胶板。

使用时，所述的量子隧道复合板的下端设有下导电橡胶板，所述的上导电橡胶板与电源正极相连接，所述下导电橡胶板与地线相连接。

当没有施加压力时，上导电橡胶板和下导电橡胶板就会因之间相距太远而无法导电，当有本实用新型感受到压力时，上导电橡胶板和下导电橡胶板之间距离缩短，电子便可以穿过量子隧道复合带或量子隧道复合板进行导电，通过检测流过的电流和电压的大小来计算出收到压力大小。

作为优选，所述的量子隧道复合板和量子隧道复合带由量子隧穿复合材料制作而成，所述的量子隧穿复合材料由硅橡胶垫圈密封胶和镍粉配比7：8或1：1混合搅拌制成。

经过多次测试，雾化镍粉、超细镍粉、电解镍粉这三种镍粉皆可导电，其中，电解镍粉效果最佳，价格最低。根据重量调整密封胶和镍粉之间的比例，7:8比例有效，但1:1更佳。搅拌密封胶和镍粉之后，得到的是一种厚实的膏状物质。我们可以把它放入各种模具，制作不同尺寸和形状的量子隧道复合板和量子隧道复合带。

作为优选，所述的上导电橡胶板和下导电橡胶板都由硅橡胶垫圈密封胶和碳粉混合而成。

作为优选，所述的上导电橡胶板上表面前端设有数字管脚d0，所述的上导电橡胶板上表面后端设有模拟管脚a0，所述的下导电橡胶板下表面左端设有数字管脚d1，所述的下导电橡胶板下表面右端设有模拟管脚a1。

使用时，所述的数字管脚d0和模拟管脚a0分别与电源正极相连接，所述的数字管脚d1和模拟管脚a1分别与地线相连接。

作为优选，所述的pcb板的内壁设有若干个均匀分布且呈波浪状的突起，每个突起的顶点都与量子隧道复合带相接触。

使用时，每相邻的两个突起其中一个突起与电源正极相连接，另一个突起与地线相连接。

通过设置突起实现pcb板与量子隧道复合带的点面接触，能测量到压力的面积较小，施加于隧道复合带上的压力增大，其灵敏度也增强。

使用时，d1与gnd相连，a1与vcc相连，d0处于高阻状态，a0是模拟输入。当本实用新型受到横向挤压时，下导电橡胶板上的电压从gnd到vcc沿着x轴变化。压力点上的电压通过量子隧道复合带和上导电橡胶层，然后由a0测出大小。

当本实用新型受到纵向挤压时，d0与gnd相连，a0与vcc相连，d1处于高阻状态，a0是模拟输入。上导电橡胶板上的电压从gnd到vcc沿着y轴变化。压力点上的电压通过量子隧道复合板和下导电橡胶层，然后由a1测出大小。

本实用新型具有以下有益效果：成本较低，测量准确度高，可测出压力的方位，体积小且无需放大电路来增强测量信号。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图。

附图2为本实用新型的纵截面结构示意图。

附图3为本实用新型的压力传感器的结构示意图。

附图4为本实用新型的压力传感器正视图。

pcb板1，硅橡胶绝缘板2，压力传感器3，量子隧道复合带4，量子隧道复合板5，上导电橡胶板6，下导电橡胶板7，突起8。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：根据附图1、附图2、附图3和附图4对本实用新型进行进一步说明，本例的一种量子隧穿复合压力传感器，包括呈“回”字形的pcb板1，所述的pcb板1底部设有硅橡胶绝缘板2，所述的pcb板1中心设有压力传感器3，所述的pcb板1内壁与压力传感器3间设有4条呈方形分布的量子隧道复合带4，所述的压力传感器3包括作为主体的量子隧道复合板5，所述的量子隧道复合板5的上端设有上导电橡胶板6，所述的量子隧道复合板5的下端设有下导电橡胶板7。

所述的量子隧道复合板5和量子隧道复合带4由量子隧穿复合材料制作而成，所述的量子隧穿复合材料由硅橡胶垫圈密封胶和镍粉配比7：8或1：1混合搅拌制成。

所述的上导电橡胶板6和下导电橡胶板7都由硅橡胶垫圈密封胶和碳粉混合而成。

所述的上导电橡胶板6上表面前端设有数字管脚d0，所述的上导电橡胶板6上表面后端设有模拟管脚a0，所述的下导电橡胶板7下表面左端设有数字管脚d1，所述的下导电橡胶板7下表面右端设有模拟管脚a1。

所述的pcb板1的内壁设有若干个均匀分布且呈波浪状的突起8，每个突起8的顶点都与量子隧道复合带4相接触。

以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。

技术特征：

1.一种量子隧穿复合压力传感器，包括呈“回”字形的pcb板（1），其特征是，所述的pcb板（1）底部设有硅橡胶绝缘板（2），所述的pcb板（1）中心设有压力传感器（3），所述的pcb板（1）内壁与压力传感器（3）间设有4条呈方形分布的量子隧道复合带（4），所述的压力传感器（3）包括作为主体的量子隧道复合板（5），所述的量子隧道复合板（5）的上端设有上导电橡胶板（6），所述的量子隧道复合板（5）的下端设有下导电橡胶板（7）。

2.根据权利要求1所述的一种量子隧穿复合压力传感器，其特征是，所述的量子隧道复合板（5）和量子隧道复合带（4）由量子隧穿复合材料制作而成。

3.根据权利要求1所述的一种量子隧穿复合压力传感器，其特征是，所述的上导电橡胶板（6）上表面前端设有数字管脚d0，所述的上导电橡胶板（6）上表面后端设有模拟管脚a0，所述的下导电橡胶板（7）下表面左端设有数字管脚d1，所述的下导电橡胶板（7）下表面右端设有模拟管脚a1。

4.根据权利要求1所述的一种量子隧穿复合压力传感器，其特征是，所述的pcb板（1）的内壁设有若干个均匀分布且呈波浪状的突起（8），每个突起（8）的顶点都与量子隧道复合带（4）相接触。

技术总结
本实用新型公开了一种量子隧穿复合压力传感器，包括呈“回”字形的PCB板，所述的PCB板底部设有硅橡胶绝缘板，所述的PCB板中心设有压力传感器，所述的PCB板内壁与压力传感器间设有4条呈方形分布的量子隧道复合带，所述的压力传感器包括作为主体的量子隧道复合板，所述的量子隧道复合板的上端设有上导电橡胶板。本实用新型克服了现有技术中存在的传统的压力传感器体积较大且需要放大电路来增强信号传输的缺点。本实用新型具有成本较低、测量准确度高、可测出压力的方位、体积小且无需放大电路来增强测量信号等优点。

技术研发人员：陈飞飞;苏阳;陈银昌;钱玉峰
受保护的技术使用者：杭州欢乐飞机器人科技股份有限公司
技术研发日：2019.08.07
技术公布日：2020.04.21