技术特征：
1.一种柔性多维力传感器，其特征在于，包括自上而下设置的封装层(1)、屏蔽层(2)、曲面结构层(3)、摩擦层(4)、电极层(5)和基底层(6)；所述曲面结构层(3)包括设置在中央的柔性曲面结构部(101)、围绕该柔性曲面结构部(101)设置的柔性支撑部(102)和涂覆于柔性曲面结构部(101)凸起表面上的感应电极(103)；所述柔性支撑部(102)与摩擦层(4)连接，该柔性支撑部(102)的高度满足使得所述柔性曲面结构部(101)的凸起最大处与所述摩擦层(4)相切；所述柔性支撑部(102)、柔性曲面结构部(101)与摩擦层(4)之间围成空腔(7)；所述电极层(5)包括至少2个间隔设置的扇形电极，该些至少2个扇形电极构成的图形与所述柔性曲面结构部(101)的投影大小相同。2.如权利要求1所述的柔性多维力传感器，其特征在于，所述柔性曲面结构部(101)为以垂直于球体直径的方向截取的部分球体，该截取的部分球体不超过整个球体的一半。3.如权利要求2所述的柔性多维力传感器，其特征在于，所述整个球体的半径为10.6
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50.7毫米。4.如权利要求1所述的柔性多维力传感器，其特征在于，所述至少2个扇形电极为至少2个全等对称设置的扇形电极。5.如权利要求1所述的柔性多维力传感器，其特征在于，所述柔性多维力传感器的厚度为1200微米
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2000微米。6.如权利要求1所述的柔性多维力传感器，其特征在于，所述柔性曲面结构部(101)、所述柔性支撑部(102)、所述摩擦层(4)、所述封装层(1)、所述基底层(6)的材料为pdms、eco
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flex、tpu、poe、eva或epdm。7.如权利要求1
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6任一项所述的柔性多维力传感器，其特征在于，所述摩擦层(4)的表面粗糙结构由p600
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p1500的砂纸倒模得到。8.如权利要求1
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6任一项所述的柔性多维力传感器，其特征在于，所述电极层(5)和所述感应电极(103)的材料为银纳米线、铜、金或导电水凝胶。9.如权利要求1
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8任一项所述的柔性多维力传感器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：采用倒模技术得到曲面结构层(3)中的柔性曲面结构部(101)和柔性支撑部(102)，在柔性曲面结构部(101)和柔性支撑部(102)上喷涂屏蔽层(2)，待屏蔽层(2)固化后，在屏蔽层(2)表面旋涂封装层(1)；采用掩膜技术在柔性曲面结构部(101)的凸起表面溅射感应电极(103)；在一基板上旋涂摩擦层(4)并固化，采用掩膜技术在摩擦层(4)上喷涂或溅射电极层(5)，在电极层(5)上旋涂基底层(6)后，将摩擦层(4)、电极层(5)和基底层(6)从基板上剥离；将所述柔性支撑部(102)与摩擦层(4)表面进行粘接，得到所述传感器。10.如权利要求1
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8任一项所述的柔性多维力传感器的应用，其特征在于，用于机器人电子皮肤领域。
技术总结
本发明公开了一种柔性多维力传感器、制备方法及其应用。柔性多维力传感器包括自上而下设置的封装层、屏蔽层、曲面结构层、摩擦层、电极层和基底层；所述曲面结构层包括设置在中央的柔性曲面结构部、围绕该柔性曲面结构部设置的柔性支撑部和涂覆于柔性曲面结构部凸起表面上的感应电极；所述柔性支撑部与摩擦层连接，该柔性支撑部的高度满足使得所述柔性曲面结构部的凸起最大处与所述摩擦层相切；所述柔性支撑部、柔性曲面结构部与摩擦层之间围成空腔；所述电极层包括至少2个间隔设置的扇形电极，该些至少2个扇形电极构成的图形与所述柔性曲面结构部的投影大小相同。本申请通过对各个扇形电极输出电信号的分析，可对多维力进行解耦与传感。解耦与传感。解耦与传感。
技术研发人员：吴豪 王振义 李洋洋
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：2021.08.13
技术公布日：2021/12/10