一种拉伸不敏感的触觉定位传感器制备方法及装置

本发明涉及传感器领域，特别涉及一种拉伸不敏感的触觉定位传感器制备方法及装置。

背景技术：

1、在一些极端或危险的环境执行任务时，越来越多的智能机器人被用来代替人类进行工作。例如，在地震发生时，智能机器人被广泛用来搬运货物，救援伤病患者等工作；在新冠病毒期间，智能机器人被广泛用于运送被隔离人员的生活用品，大大避免了疫情的交叉感染和传播。而触觉定位传感器作为智能机器人不可缺少的组成部分，其赋予了智能机器人类似人的触觉感知能力，从而进一步实现抓取、握住、触摸等高灵巧操作。但是目前的触觉定位传感器在拉伸状态下，要么功能性器件容易形变导致传输信号受到干扰导致触觉定位功能的失灵，要么结构复杂电极数量众多操作不方便。

2、拉伸不敏感的触觉定位传感器是一种多功能的一体化电子设备，其可拉伸性为更广泛的交互应用提供了强大的可穿戴设备平台。因此为了让触觉定位传感器在拉伸状态下的触觉定位功能仍能实现并且结构简单操作便捷，需要制备一种机械稳定性高，结构简单电极数少的拉伸不敏感的触觉定位传感器，减少触觉定位传感器功能器件在拉伸状态下的信号干扰和机械变形，实现触觉定位传感器的触觉定位功能在拉伸状态下的应用。

技术实现思路

1、本发明所要解决的主要技术问题为提供一种拉伸不敏感的触觉定位传感器的制作方法，能够制备出机械稳定性好，结构简单电极数量少、成本低廉，并且使用耐久性高的拉伸不敏感触觉定位传感器来实现触觉定位传感器在拉伸状态下的触觉定位功能。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种拉伸不敏感的触觉定位传感器制作方法，包括如下步骤：

3、步骤1：将软聚合物材料放入器皿中铺平，然后进行干燥固化，将固化后的软聚合物从器皿中取出，并制成预设形状用作软聚合物基板薄膜；

4、步骤2：在步骤1所述软聚合物基板薄膜上涂上粘合剂，将多个刚性岛屿元件安装在所述粘合剂上，然后进行干燥；

5、步骤3：在所述刚性岛屿元件上绘制至少两条导电膜，在每个刚性岛屿元件的两条导电膜之间安装电阻元件，不同刚性岛屿元件上的电阻元件的阻值呈梯度变化，安装电阻元件后的导电膜之间存在缺口；

6、步骤4：在刚性岛屿元件之间的软聚合物基板薄膜上涂上粘合剂，在所述粘合剂上安装导电线；

7、步骤5：将所述导电线末端与导电膜使用导电漆进行导电连接，以使得所述电阻元件与所述缺口呈并联状态，在导电线相连接后形成的两端刚性岛屿元件的导电膜上使用导电漆引出导电线用作电极；

8、步骤6：在所述刚性岛屿元件上方安装触觉按钮，所述触觉按钮下方与步骤3所述缺口对应的位置设有导电膜，导电膜的大小大于步骤3所述缺口。

9、在其中一些实施例中，所述导电膜间隔对称设置，以在两条导电膜之间形成放置电阻元件的间隙和所述缺口。

10、在其中一些实施例中，所述导电膜包括第一导电膜、第二导电膜和第三导电膜，两条第二导电膜相向延伸并保留间隙，两条第三导电膜相向延伸并保留间隙，两条第一导电膜分别连接在第二导电膜和第三导电膜之间。

11、在其中一些实施例中步骤3所述电阻元件安装于两条第二导电膜或第三导电膜的间隙之间。

12、在其中一些实施例中，在每个刚性岛屿元件四周安装垫片，垫片的厚度与该刚性岛屿元件上的电阻元件的厚度相同，所述触觉按钮安装在垫片上。

13、本发明还提供了一种拉伸不敏感的触觉定位传感器装置，包括软聚合物基板薄膜，在软聚合物基板薄膜上的多个刚性岛屿元件，安装在刚性岛屿元件上的触觉按钮，连通刚性岛屿元件的导电线，从两端刚性岛屿元件上引出的电极，其特征在于，所述刚性岛屿元件上设置至少两条的导电膜，每个刚性岛屿元件的两条导电膜之间设置有电阻元件，所述电阻元件在不同刚性岛屿元件的阻值呈梯度变化，所述导电膜之间有与电阻元件并联的缺口，触觉按钮下方设置有与所述缺口位置对应的导电膜，触觉按钮下方的导电膜的大小大于所述缺口。

14、在其中一些实施例中，所述导电膜间隔对称设置形成用以放置电阻元件的间隙和所述缺口。

15、在其中一些实施例中，所述导电膜包括第一导电膜、第二导电膜和第三导电膜，两条第二导电膜相向延伸并保留间隙，两条第三导电膜相向延伸并保留间隙，两条第一导电膜分别连接在第二导电膜和第三导电膜之间。

16、在其中一些实施例中，所述电阻元件设置在第二导电膜或第三导电膜的间隙之间。

17、在其中一些实施例中，每个刚性岛屿元件的四周设置有垫片，刚性岛屿元件上的垫片的厚度与该刚性岛屿元件上的电阻元件厚度相同，所述触觉按钮安装于垫片上。

18、相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：

19、1、本发明的制作方法所制作的拉伸不敏感的触觉定位传感器采用软聚合物基质作为基板，阻值呈梯度变化的电阻元件与导电膜相配合作为功能性定位器件放置在每个刚性岛屿元件上，可以减少施加在器件上的应变使得在拉伸状态下传感器仍能够实现触觉的定位功能，具有良好的器件稳定性，同时对导电线进行固定，提高导电连接稳定性和实际使用中的耐久性，并且结构简单操作方便，成本低廉。

20、2、本发明的制作方法所制作的拉伸不敏感的触觉定位传感器的软聚合物基板薄膜可以被设计成不同的形状和结构，因此传感器可以满足不同的应用场景，实现多场景应用。

技术特征：

1.一种拉伸不敏感的触觉定位传感器制作方法，其特征在于，所述制作方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的拉伸不敏感的触觉定位传感器制作方法，其特征在于，所述导电膜间隔对称设置，以在两条导电膜之间形成放置电阻元件的间隙和所述缺口。

3.根据权利要求2所述的拉伸不敏感的触觉定位传感器制作方法，其特征在于，所述导电膜包括第一导电膜、第二导电膜和第三导电膜，两条第二导电膜相向延伸并保留间隙，两条第三导电膜相向延伸并保留间隙，两条第一导电膜分别连接在第二导电膜和第三导电膜之间。

4.根据权利要求3所述的拉伸不敏感的触觉定位传感器制作方法，其特征在于，步骤3所述电阻元件安装于两条第二导电膜或第三导电膜的间隙之间。

5.根据权利要求1所述的拉伸不敏感的触觉定位传感器制作方法，其特征在于，在每个刚性岛屿元件四周安装垫片，垫片的厚度与该刚性岛屿元件上的电阻元件的厚度相同，所述触觉按钮安装在垫片上。

6.一种拉伸不敏感的触觉定位传感器装置，包括软聚合物基板薄膜，在软聚合物基板薄膜上的多个刚性岛屿元件，安装在刚性岛屿元件上的触觉按钮，连通刚性岛屿元件的导电线，从两端刚性岛屿元件上引出的电极，其特征在于，所述刚性岛屿元件上设置至少两条的导电膜，每个刚性岛屿元件的两条导电膜之间设置有电阻元件，所述电阻元件在不同刚性岛屿元件的阻值呈梯度变化，所述导电膜之间有与电阻元件并联的缺口，触觉按钮下方设置有与所述缺口位置对应的导电膜，触觉按钮下方的导电膜的大小大于所述缺口。

7.根据权利要求6所述的拉伸不敏感的触觉定位传感器装置，其特征在于，所述导电膜间隔对称设置形成用以放置电阻元件的间隙和所述缺口。

8.根据权利要求7所述的拉伸不敏感的触觉定位传感器装置，其特征在于，所述导电膜包括第一导电膜、第二导电膜和第三导电膜，两条第二导电膜相向延伸并保留间隙，两条第三导电膜相向延伸并保留间隙，两条第一导电膜分别连接在第二导电膜和第三导电膜之间。

9.根据权利要求8所述的拉伸不敏感的触觉定位传感器装置，其特征在于，所述电阻元件设置在第二导电膜或第三导电膜的间隙之间。

10.根据权利要求6所述的拉伸不敏感的触觉定位传感器装置，其特征在于，每个刚性岛屿元件的四周设置有垫片，刚性岛屿元件上的垫片的厚度与该刚性岛屿元件上的电阻元件厚度相同，所述触觉按钮安装于垫片上。

技术总结
本发明提供了一种拉伸不敏感的触觉定位传感器制作方法及装置，制作方法包括：步骤1：制作软聚合物基板薄膜；步骤2：在软聚合物基板薄膜固定多个刚性岛屿元件；步骤3：在刚性岛屿元件上绘制导电膜，在每个刚性岛屿元件的两条导电膜之间安装电阻元件，不同刚性岛屿元件上的电阻元件的阻值呈梯度变化，安装电阻元件后的导电膜之间存在缺口；步骤4：在刚性岛屿元件之间的软聚合物基板薄膜安装导电线；步骤5：将导电线末端与导电膜使用导电漆进行导电连接，以使得电阻元件与所述缺口呈并联状态，在两端刚性岛屿元件上引出电极；步骤6：在刚性岛屿元件上方安装触觉按钮，触觉按钮下方与所述缺口对应的位置设有导电膜，导电膜的大小大于所述缺口。

技术研发人员：廖新勤,韦超,曹智诚,陈忠
受保护的技术使用者：厦门大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5