一种柔性触觉传感阵列结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种柔性触觉传感阵列结构，属于基于摩擦起电及静电感应原理的柔性触觉传感阵列技术领域。
【背景技术】
[0002]依靠视觉、听觉、触觉等，人们得以感受周围世界的精彩。对于伤残者而言，人工耳蜗、人工视网膜、人工电子皮肤等仿生器件的开发可以帮助恢复部分或者完整的运动或感知能力。通过电子皮肤感知压力，判断物体的形状、尺寸、硬度等信息，是再现灵敏触觉的潜在途径。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术的不足，本发明提供一种柔性触觉传感阵列结构。
[0004]—种柔性触觉传感阵列结构，通过集成的摩擦电触觉传感阵列，实现对触觉信号的米集。
[0005]—种柔性触觉传感阵列结构，包括由多个摩擦电传感单元构成的摩擦电传感阵列以及上接地电极、下接地电极。其中传感单元由上摩擦层、上绝缘基底、下摩擦层、下绝缘基底以及上感应电极、下感应电极组成。
[0006]上述方案中所述绝缘基底为柔性绝缘材料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate， PET)、聚酰亚胺(Polyimide， PI)、聚氯乙稀(polyvinylchloride，PVC)、聚乙稀(polyethylene,PE)或聚苯乙稀(Polystyrene,PS)等。
[0007]上述方案中所述上感应电极、下感应电极与上接地电极、下接地电极为导电性好的材料，如铜、金等金属，铟锡氧化物半导体(ITO)等；还包括PEDOT等导电高分子。
[0008]上述方案中所述上摩擦层、下摩擦层，优选为吸引电荷能力差异较大的两种材料，或具备不同表面结构而产生带电差异的同种材料。如聚二甲基娃氧烧(polydimethylsiloxane，PDMS)与苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)，或聚酰亚胺(Polyimide，PI)与金等。
[0009]本发明的优点是:
[0010]1、本发明提供的柔性触觉传感阵列利用结构的简单的结构设计，低廉的加工成本，实现高灵敏度的触觉信号采集。
[0011]2、本发明提供的柔性触觉传感阵列利用摩擦电传感单元提供主动传感信号，可同时具备采集能量完成自供电的能力。
[0012]3、通过接地电极的设计，实现双单电极的信号采集模式，不仅能够有效简化器件结构，同时极大减小相邻单元之间的信号干扰，有效提高分辨率。
【附图说明】
[0013]当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中:
[0014]图1为本发明的上绝缘基底的截面结构示意图。
[0015]图2为本发明的下绝缘基底的截面结构示意图。
[0016]图3为本发明的柔性触觉传感阵列的上电极阵列及接地电极结构示意图。
[0017]图4为本发明的柔性触觉传感阵列的下电极阵列及接地电极结构示意图。
[0018]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
【具体实施方式】
[0019]显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。
[0020]实施例1:如图1、图2、图3和图4所示，一种柔性触觉传感阵列结构，包括:上绝缘基底I，下绝缘基底2，上摩擦层3，上感应电极阵列40，上感应电极阵列50。其中上接地电极、下接地电极未在图中标示。
[0021]上绝缘基底1、下绝缘基底2为聚酰亚胺薄膜。
[0022]表面镀金的微米阵列结构作为上摩擦层3，位于上绝缘基底I背面，下绝缘基底2同时兼做下摩擦层。
[0023]图3所示为上感应电极阵列40、下感应电极阵列50及上接地电极41和下接地电极51的结构示意图。
[0024]上感应电极阵列40、上接地电极41位于上绝缘基底I正面，由同一层金属铜薄膜图形化而成。
[0025]下感应电极阵列50、下接地电极51位于下绝缘基底2背面，由同一层金属铜薄膜图形化而成。
[0026]上感应电极阵列40、下感应电极阵列50分别构成横、纵阵列，对应于各传感单元，上接地电极41、下接地电极51则与上感应电极阵列40、下感应电极阵列50绝缘，并填充于上感应电极阵列40、下感应电极阵列50间隙，形成对上感应电极阵列40、下感应电极阵列50的包围。
[0027]以上对本发明通过实例对本发明的原理及实施方式进行了具体诠释，以帮助理解本方面的核心原理及方法。本发明并不限于上述实施方式，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，本领域技术人员在不背离本发明的实质内容的前提下，所做的任何改进、替换等均属于本发明范围内。
【主权项】
1.一种柔性触觉传感阵列结构，其特征在于通过集成的摩擦电触觉传感阵列，实现对触觉信号的采集。2.根据权利要求1所述的一种柔性触觉传感阵列结构，其特征在于包括由多个摩擦电传感单元构成的摩擦电传感阵列以及上接地电极、下接地电极组成。3.根据权利要求1所述的一种柔性触觉传感阵列结构，其特征在于传感单元由绝缘基底、上摩擦层、下摩擦层以及上感应电极、下感应电极组成，绝缘基底为上绝缘基底和下绝缘基底。4.根据权利要求2所述的一种柔性触觉传感阵列结构，其特征在于具有上绝缘基底，下绝缘基底，上摩擦层，上感应电极阵列，上感应电极阵列； 上绝缘基底、下绝缘基底为聚酰亚胺薄膜； 表面镀金的微米阵列结构作为上摩擦层，位于上绝缘基底背面，下绝缘基底同时兼做下摩擦层。5.根据权利要求4所述的一种柔性触觉传感阵列结构，其特征在于上感应电极阵列、上接地电极位于上绝缘基底正面，由同一层金属铜薄膜图形化而成， 下感应电极阵列、下接地电极位于下绝缘基底背面，由同一层金属铜薄膜图形化而成。6.根据权利要求5所述的一种柔性触觉传感阵列结构，其特征在于上感应电极阵列、下感应电极阵列分别构成横、纵阵列，对应于各传感单元，上接地电极、下接地电极则与上感应电极阵列、下感应电极阵列绝缘，并填充于上感应电极阵列、下感应电极阵列间隙，形成对上感应电极阵列、下感应电极阵列的包围。7.根据权利要求3所述的一种柔性触觉传感阵列结构，其特征在于绝缘基底为柔性绝缘材料，为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚乙烯或聚苯乙烯。8.根据权利要求3所述的一种柔性触觉传感阵列结构，其特征在于上感应电极、下感应电极与上接地电极、下接地电极为导电性好的材料，为铜、金金属或铟锡氧化物半导体。9.根据权利要求3所述的一种柔性触觉传感阵列结构，其特征在于上感应电极、下感应电极与上接地电极、下接地电极为导电性好的材料，包括PEDOT导电高分子。10.根据权利要求3所述的一种柔性触觉传感阵列结构，其特征在于上摩擦层、下摩擦层，优选为吸引电荷能力差异较大的两种材料，聚二甲基硅氧烷与苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺与金； 上摩擦层、下摩擦层或为具备不同表面结构而产生带电差异的同种材料；聚二甲基硅氧烷与苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺与金。
【专利摘要】一种柔性触觉传感阵列结构，属于柔性触觉传感阵列技术领域。通过集成的摩擦电触觉传感阵列，实现对触觉信号的采集。包括由多个摩擦电传感单元构成的摩擦电传感阵列以及上接地电极、下接地电极组成。传感单元由上摩擦层、上绝缘基底、下摩擦层、下绝缘基底以及上感应电极、下感应电极组成。上绝缘基底、下绝缘基底为聚酰亚胺薄膜；表面镀金的微米阵列结构作为上摩擦层，位于上绝缘基底背面，下绝缘基底同时兼做下摩擦层。本发明柔性触觉传感阵列利用摩擦电传感单元提供主动传感信号，具备采集能量完成自供电的能力。接地电极实现双单电极的信号采集模式，能够有效简化器件结构，减小相邻单元之间的信号干扰，有效提高分辨率。
【IPC分类】G01L5/00
【公开号】CN105181203
【申请号】CN201510463245
【发明人】孟博, 程晓亮
【申请人】北京微能高芯科技有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年7月31日