一种柔性压力传感器阵列标定装置的制作方法

1.本发明涉及传感器标定领域，特别是涉及一种柔性压力传感器阵列标定装置。


背景技术：

2.柔性压力传感器是一种用于感知物体表面作用力大小的柔性电子器件，能贴附于各种不规则物体表面，在医疗健康、机器人、生物力学等领域有着广泛的应用前景。
3.柔性压力传感器在使用前需要进行标定，确认柔性压力传感器的阻值变化情况，现有的标定方法是对柔性压力传感器外接一恒定电压或恒定电流的电源，随后利用压力机对柔性传感器施加不同的压力值，此时传感器的阻值变化将通过电信号输出进而完成对柔性传感器的标定。
4.随着柔性压力传感器的不断更新，现有的标定装置已经无法满足日常的使用需求，尤其对于一些大面积或异形的柔性传感器，标定装置无法同时对整个传感器平面施加压力，也就无法保证产品所受压强的一致性，无法获得较好的标定效果。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种柔性压力传感器阵列标定装置，其具有结构简单可靠、定位准确、兼容性好等优点。
6.基于此，本发明提供了一种柔性压力传感器阵列标定装置，其包括：
7.底座，所述底座上固定连接有水平导轨和竖直导杆，所述水平导轨沿x方向设置，所述竖直导杆沿z方向设置并垂直于所述水平导轨；
8.下载板，设于所述水平导轨上并可沿x方向移动，所述下载板用于放置柔性压力传感器；
9.上盖板，穿设于所述竖直导杆上并可沿z方向移动，所述上盖板的底部设有凹槽，所述凹槽内设有o形圈，所述下载板、所述o形圈和所述上盖板围合形成压力腔，所述上盖板还设有连通所述压力腔的压力孔；
10.顶座，设于所述竖直导杆的顶部并与所述竖直导杆固定连接，所述顶座上设有压力组件，所述压力组件与所述上盖板相连接。
11.本技术的一些实施例中，包括浮动接头组件，所述浮动接头组件设于所述上盖板上，所述压力组件通过所述浮动接头组件与所述上盖板相连接。
12.本技术的一些实施例中，所述底座设有与所述压力组件相连接的液压缓冲器。
13.本技术的一些实施例中，还包括气源处理组合件，所述气源处理组合件与所述压力组件相连接。
14.本技术的一些实施例中，所述压力组件为气液增压缸。
15.本技术的一些实施例中，所述顶座上设有高精度气压显示表，所述高精度气压显示表与所述压力腔相连通。
16.本技术的一些实施例中，还包括精密减压阀，所述精密减压阀与所述压力腔相连
通。
17.本技术的一些实施例中，所述顶座上设有电磁阀，所述电磁阀用于控制所述上盖板在所述竖直导杆上的移动。
18.本技术的一些实施例中，所述下载板上设有覆盖膜，所述覆盖膜用于覆盖待检测的柔性压力传感器。
19.本技术的一些实施例中，还包括保护罩，所述保护罩设于所述底座上覆盖所述上盖板和所述下载板，所述保护罩包括固定板和调节板，所述固定板的一侧形成供所述水平导轨延伸及所述下载板滑出的开口，所述调节板用于封闭所述开口。
20.本发明实施例提供了一种柔性压力传感器阵列标定装置，与现有技术相比，其有益效果在于：
21.本发明实施例提供了一种柔性压力传感器阵列标定装置，其包括底座、顶座、水平导轨、竖直导杆、下载板、上盖板和压力组件等，具体而言，水平导轨和竖直导杆分别设于底座上并与底座固定连接，其中水平导轨沿x方向设置，竖直导杆沿z方向设置与水平导轨相互垂直，下载板设于水平导轨上并可沿x方向移动，下载板用于放置柔性压力传感器，上盖板则穿设于竖直导杆上并可沿z方向移动，上盖板的底部设有凹槽，凹槽内设有o形圈，下载板、上盖板和o形圈能够围合形成压力腔，同时上盖板上设有连通压力腔的压力孔，竖直导杆的顶部设有顶座，其与竖直导杆固定连接，顶座上设有压力组件，压力组件与上盖板相连接并可通过压力孔向压力腔传输高压气体。基于上述结构，使用前沿竖直导杆向上移动上盖板使其远离下载板，随后沿水平导轨滑动下载板使其向外露出到达上料区域，对柔性压力传感器外接一恒定电压或电流电源并将其放置于下载板上，放置完成后反向滑动下载板使下载板回到工作区域，再次向下移动上盖板使其与下载板贴合形成压力腔并保持腔体密闭，根据被压产品的所需最大压力，换算出压力组件保持上盖板和下载板密封所需气体的压力，启动压力组件向压力腔施加压力，此时柔性压力传感器的阻值因压力腔内的压力变化发生变化，记录柔性压力传感器上的电流变化并对其进行换算完成相应的阵列标定动作。
附图说明
22.图1为本发明实施例的柔性压力传感器阵列标定装置的结构示意图；
23.图2为本发明实施例的柔性压力传感器阵列标定装置设置保护罩时的示意图；
24.图3为本发明实施例的保护罩结构示意图；
25.图4为本发明实施例的上盖板结构示意图。
26.图中，1、水平导轨；2、竖直导杆；3、液压缓冲器；4、精密减压阀；5、气源处理组合件；6、浮动接头组件；7、高精度气压显示表；8、压力组件；9、电磁阀；10、上盖板；11、o形圈；12、覆盖膜；13、下载板；14、推拉把手；15、底座；16、顶座；17、固定板；18、调节板。
具体实施方式
27.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
28.应当理解的是，本发明中采用术语“前”、“后”等来描述各种信息，但这些信息不应
限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区别开。例如，在不脱离本发明范围的情况下“前”信息也可以被称为“后”信息，“后”信息也可以被称为“前”信息。为了更加准确的完成对本技术实施例的说明，如图所示，将下载板的运动方向定义为x方向，将上盖板的运动方向定义为z方向，将同时垂直于x方向和z方向的方向定义为y方向。
29.如图1至图4所示，本发明实施例提供了一种柔性压力传感器阵列标定装置，其包括底座15、顶座16、水平导轨1、竖直导杆2、下载板13、上盖板10和压力组件8等，具体而言，水平导轨1和竖直导杆2分别设于底座15上并与底座15固定连接，其中水平导轨1沿x方向设置，竖直导杆2沿z方向设置与水平导轨1相互垂直，下载板13设于水平导轨1上并可沿x方向移动，下载板13用于放置柔性压力传感器，上盖板10则穿设于竖直导杆2上并可沿z方向移动，上盖板10的底部设有凹槽，凹槽内设有o形圈11，下载板13、上盖板10和o形圈11能够围合形成压力腔，同时上盖板10上设有连通压力腔的压力孔，竖直导杆2的顶部设有顶座16，其与竖直导杆2固定连接，顶座16上设有压力组件8，压力组件8与上盖板10相连接并可通过压力孔向压力腔传输高压气体。
30.基于上述结构，使用前沿竖直导杆2向上移动上盖板10使其远离下载板13，随后沿水平导轨1滑动下载板13使其向外露出到达上料区域，对柔性压力传感器外接一恒定电压或电流电源并将其放置于下载板13上，放置完成后反向滑动下载板13使下载板13回到工作区域，再次向下移动上盖板10使其与下载板13贴合形成压力腔并保持腔体密闭，根据被压产品的所需最大压力，换算出压力组件8保持上盖板10和下载板13密封所需气体的压力，启动压力组件8向压力腔施加压力，此时柔性压力传感器的阻值因压力腔内的压力变化发生变化，记录柔性压力传感器上的电流变化并对其进行换算完成相应的阵列标定动作。
31.进一步的，为了保证该柔性压力传感器阵列标定装置的标定效果，操作人员还可以根据实际使用需求设置相应的辅助组件。具体的，对于本技术而言压力组件8同样具有多种选择，在本发明实施例中压力组件8优选为气液增压缸，其可向压力腔提供压合力，同时通过控制气体压力值的大小保证上盖板10腔体和下载板13的密封性，具体的，当气缸缸径80mm且供气压力为0.2－0.8mpa时，气液增压缸预压输出压力为1000－4000n，增压输出压力为20000－80000n，回程输出力800－3200n。
32.更进一步的，如图1所示，辅助组件还包括气源处理组合件5，气源处理组合件5与压力组件8相连接，能够提前过滤进入气液增压缸的空气，同时调节企业增压缸内气体压力大小，调节范围为0－1mpa。
33.进一步的，如图1所示，在本技术的一些实施例中，该柔性压力传感器阵列标定装置还包括浮动接头组件6，浮动接头组件6设于上盖板10上，压力组件8也即气液增压缸通过浮动接头组件6与上盖板10相连接，浮动接头组件6可避免气液增压缸内壁划伤，减小其安装误差，保护其部件、维持设备平稳运行以及延长使用寿命。
34.更进一步的，如图1所示，在本技术的一些实施例中，由于压力组件8优选为气液增压缸，底座15设有与气液增压缸相连接的液压缓冲器3，液压缓冲器3能够在气液增压缸的压合过程起缓冲作用，避免产品受到较大的冲击，同时还具有减振降噪的作用。
35.可选的，如图1所示，在本技术的一些实施例中，顶座16上设有高精度气压显示表7，该高精度气压显示表7与压力腔相连通，其能够实时监测并显示柔性压力传感器在检测时受到的压强，从而得出传感器所受压力的大小。
36.进一步的，如图1所示，在本技术的一些实施例中，该柔性压力传感器标定装置还包括精密减压阀4，精密减压阀4与压力腔相连通，操作人员可通过精密减压阀4调节压力腔内的压力，调节柔性压力传感器承受的气压值。
37.更进一步的，如图1所示，在本技术的一些实施例中，下载板13上还设有覆盖膜12，覆盖膜12的尺寸为长500mm、宽500mm，其在使用时覆盖在待检测的柔性压力传感器上，使柔性压力传感器只承受上表面的压力。
38.可选的，如图1所示，在本技术的一些实施例中，顶座16上设有电磁阀9，电磁阀9用于控制上盖板10在竖直导杆2上的移动，确保上盖板10的运动有序且稳定。
39.另外，如图2和图3所示，在本技术的一些实施例中，该柔性压力传感器阵列标定装置还包括保护罩，保护罩采用透明亚克力板制成，其设于底座15上并覆盖上盖板10和下载板13，具体的，保护罩包括固定板17和调节板18，固定板17的一侧形成供水平导轨1延伸及下载板13滑出的开口，调节板18则用于封闭开口；进一步的，保护罩的尺寸为长800mm，宽600mm，高410mm，厚10mm。
40.进一步的，下载板13靠近开口的一侧设有推拉把手14，操作人员可通过推拉把手14操作下载板13使其沿水平导轨1滑动，进而实现下载板13的移动操作。
41.基于上述结构，本发明实施例的阵列标定操作步骤如下：首先调节好保护罩开口的尺寸，防止手指误操作进入压合区域；随后根据被压产品的所需最大压力，换算出气液增压缸保持上盖板10和下载板13密封所需气体的压力；调节气源处理组合件5的调压阀使气液增压缸获得所需压力；启动电磁阀9使得上盖板10提升至初始位；拉动推拉把手14将下载板13移动至上料区域；将柔性压力传感器外接一恒定电压或电流电源后放置于下载板13表面并在其上表面覆盖上覆盖膜12，完成后再将下载板13移动至工作区域；控制电磁阀9使上盖板10向下移动并与下载板13压合，保持腔体密闭；打开上盖板10进气口开关，通过精密减压阀4调节其压力值，再通过高精度气压显示表7监测柔性传感器所承受的不同的压力值，其阻值变化再通过电信号显示于pc界面，从而完成对柔性传感器的压阻检测；检测完成后控制电磁阀9使得上盖板10提升，拉出下载板13，取出产品后将装置复位，完成一次阵列标定动作。
42.综上所述，本发明提供了一种柔性压力传感器阵列标定装置，其包括底座、顶座、水平导轨、竖直导杆、下载板、上盖板和压力组件等，水平导轨和竖直导杆分别设于底座上并与底座固定连接，水平导轨沿x方向设置，竖直导杆沿z方向设置与水平导轨相互垂直，下载板设于水平导轨上并可沿x方向移动，下载板用于放置柔性压力传感器，上盖板则穿设于竖直导杆上并可沿z方向移动，上盖板的底部设有凹槽，凹槽内设有o形圈，下载板、上盖板和o形圈能够围合形成压力腔，同时上盖板上设有连通压力腔的压力孔，竖直导杆的顶部设有顶座，其与竖直导杆固定连接，顶座上设有压力组件，压力组件与上盖板相连接并可通过压力孔向压力腔传输高压气体。与现有技术相比，该柔性压力传感器阵列标定装置可对整个传感器平面施加压力，保证产品所受压强的一致性，提高产品检测的兼容性，提高了对柔性压力传感器标定的准确性，对于部分大面积或异形的柔性压力传感器也能获得较好的测试效果，其结构简单紧凑、便于维护与调试。
43.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换
也应视为本发明的保护范围。