CN107496053A - 电子皮肤、制作方法和驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子皮肤、制作方法和驱动方法。电子皮肤包括：第一柔性基底、第二柔性基底、压阻材料层以及压力检测单元，第一柔性基底靠近第二柔性基底的一面上设置有多条第一弹性导电线；第二柔性基底靠近第一柔性基底的一面上设置有多条第二弹性导电线；所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线相互交叉，所述压阻材料层设置于一所述第一弹性导电线和一所述第二弹性导电线的交叉位置处；所述压力检测单元分别与所述多条第一弹性导电线和所述多条第二弹性导电线连接。本发明解决现有的电子皮肤缺乏弹性，并不能实现较好的压力感应功能的问题。

Description

电子皮肤、制作方法和驱动方法

技术领域

本发明涉及可穿戴设备技术领域，尤其涉及一种电子皮肤、制作方法和驱动方法。

背景技术

随着电子信息技术、新材料和生物技术的发展，电子皮肤的应用前景收到了关注。在人类甚至智能机械的表面集成具有功能性的材料，可以赋予人类或智能设备传感等功能。这种可穿戴设备随着智能终端的兴起，促进了健康医疗、家居、工业生产等设备的智能化。

电子皮肤可以作为可穿戴设备的一种，通过电子皮肤集成各种传感器可以修复由于皮肤损伤造成感知障碍的病人重获触感。电子皮肤对柔性和弹性要求较高，并且要求在三维动态和静态的情况下具有较好的压力输出功能。近年来对于电子皮肤有柔性化要求的趋势，并且应用于柔性压力测试的柔性压力传感器是其中最具有挑战性的应用。当前电子皮肤的研究取得了不断的进展，但是大多数电子皮肤缺乏弹性、并且不能实现三维的表面压力测量。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电子皮肤、制作方法和驱动方法，解决现有的电子皮肤缺乏弹性，并不能实现较好的压力感应功能的问题。

为了达到上述目的本，本发明提供了一种电子皮肤，包括：第一柔性基底、第二柔性基底、压阻材料层以及压力检测单元，其中，

所述第一柔性基底与所述第二柔性基底相互贴合；

所述压阻材料层设置于所述第一柔性基底与所述第二柔性基底之间；

所述第一柔性基底靠近所述第二柔性基底的一面上设置有多条第一弹性导电线；所述第一弹性导电线沿着第一方向延伸；

所述第二柔性基底靠近所述第一柔性基底的一面上设置有多条第二弹性导电线；所述第二弹性导电线沿着第二方向延伸；

所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线相互交叉，所述压阻材料层设置于一所述第一弹性导电线和一所述第二弹性导电线的交叉位置处；

所述压力检测单元分别与所述多条第一弹性导电线和所述多条第二弹性导电线连接，用于向分时向多条所述第一弹性导电线提供输入电压，并分别从所述多条第二弹性导电线获取电信号，根据所述电信号判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处。

实施时，所述第一柔性基底和所述第二柔性基底为柔性高分子薄膜层，所述压阻材料层为由压敏橡胶制成；所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线为由掺杂有纳米金属线的柔性高分子制成。

实施时，所述压力检测单元包括：

输入电压提供模块，分别与所述多条第一弹性导电线连接，用于分时向所述多条第一弹性导电线提供输入电压；

数据采集模块，分别与所述多条第二弹性导电线连接，用于从所述第二弹性导电线获取电信号；以及，

压力检测模块，与所述数据采集模块连接，用于根据所述电信号判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处。

实施时，所述数据采集模块包括多个数据采集子模块；每一数据采集子模块分别与一所述第二弹性导电线连接；

所述数据采集子模块包括运算放大器和参考电阻；

所述运算放大器的反相输入端与所述第二弹性导电线连接，所述运算放大器的正相输入端与用于提供第一电平的第一电平输入端连接，所述运算放大器的输出端与所述压力检测模块连接；

所述参考电阻的第一端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述参考电阻的第二端与所述运算放大器的输出端连接；

所述压力检测模块，具体用于根据所述运算放大器通过其输出端输出的输出电压，以判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处。

本发明提供了一种电子皮肤的制作方法，包括：

制作第一柔性基底，所述第一柔性基底的一面上形成有多条第一弹性导电线；所述第一弹性导电线沿着第一方向延伸；

制作第二柔性基底，在所述第二柔性基底的一面上形成有多条第二弹性导电线；所述第二弹性导电线沿着第二方向延伸；所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线相互交叉；

在所述第一柔性基底设置有所述第一弹性导电线的一面上形成压阻材料层，所述压阻材料层位于一所述第一弹性导电线和一所述第二弹性导电线的交叉位置处；

贴合所述第一柔性基底和所述第二柔性基底，使得所述压阻材料层位于所述第一柔性基底设置有所述第一弹性导电线的一面和所述第二柔性基底设置有所述第二弹性导电线的一面之间。

实施时，所述制作第一柔性基底，所述第一柔性基底的一面上形成有多条第一弹性导电线的步骤包括：

提供一第一模具，所述第一模具具有一第一凹槽，所述第一凹槽底部具有多个沿着第一方向延伸的第一长条形沟槽；

将纳米金属线分散于分散溶液中，将该分散溶液与液态的柔性高分子混合，得到混合溶液；

将所述混合溶液填充于所述第一长条形沟槽中，且不同所述第一长条形沟槽中的混合溶液不相互接触；

待所述分散溶液挥发后，对所述混合溶液进行固化，以形成所述第一弹性导电线；

向所述第一凹槽填充液态的柔性高分子，对液态的柔性高分子固化后进行脱模处理，形成一面上形成有多条第一弹性导电线的第一柔性基底；

所述制作第二柔性基底，所述第二柔性基底的一面上形成有多条第二弹性导电线的步骤包括：

提供一第二模具，所述第二模具具有一第二凹槽，所述第二凹槽底部具有多个沿着第二方向延伸的第二长条形沟槽；

将纳米金属线分散于分散溶液中，将该分散溶液与液态的柔性高分子混合，得到混合溶液；

将所述混合溶液填充于所述第二长条形沟槽中，且不同所述第二长条形沟槽中的混合溶液不相互接触；

待所述分散溶液挥发后，对所述混合溶液进行固化，以形成所述第二弹性导电线；

向所述第二凹槽填充液态的柔性高分子，对液态的柔性高分子固化后进行脱模处理，形成一面上形成有多条第二弹性导电线的第二柔性基底。

实施时，所述纳米金属导线包括纳米银线、纳米金线、纳米铝线、纳米铜线中的至少一种；所述柔性高分子包括聚二甲基硅氧烷、硅橡胶、聚氨酯橡胶、氯醚橡胶中的至少一种；所述分散溶液包括乙醇溶液或丙酮溶液。

本发明还提供了一种电子皮肤的驱动方法，应用于上述的电子皮肤，所述驱动方法包括：

压力检测单元分时向多条第一弹性导电线提供输入电压；

所述压力检测单元分别从多条第二弹性导电线获取电信号；

所述压力检测单元根据所述电信号判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处。

实施时，当所述压力检测单元包括输入电压提供模块、数据采集模块、压力检测模块以及电源模块，所述数据采集模块包括多个数据采集子模块，每一数据采集子模块分别与一所述第二弹性导电线连接，所述数据采集子模块包括运算放大器和参考电阻，所述运算放大器的反相输入端与所述第二弹性导电线连接，所述运算放大器的正相输入端与由于输入第一电平的第一电平输入端连接，所述运算放大器的输出端与所述压力检测模块连接，所述参考电阻的第一端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述参考电阻的第二端与所述运算放大器的输出端连接时，所述电子皮肤的驱动方法具体包括：

输入电压提供模块分时向多条第一弹性导电线提供输入电压；

每一数据采集子模块将与其连接的第二弹性导电线输出的电信号转换为相应的输出电压，并将该输出电压传送至所述压力检测模块；

所述压力检测模块根据所述输出电压，判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处。

实施时，本发明的电子皮肤的驱动方法还包括：当所述输入电压提供模块向一第一弹性导电线提供输入电压时，所述输入电压提供模块向除了该第一弹性导电线之外的其他第一弹性导电线提供所述第一电平。

与现有技术相比，本发明所述的电子皮肤、制作方法和驱动方法通过矩阵式压力传感器的设计(每一所述第一弹性导电线和每一所述第二弹性导电线的交叉位置处即形成了一压力传感器)，提高了压力感应精度，在三维动态和静态的情况下都具有较好的压力感应输出的功能，从而解决了单个压力传感器虽然精度可以提高，但是测试范围小，测试不准确，不能反映大面积电子皮肤压力的问题；并本发明实施例所述的电子皮肤在两柔性基底上分别设置弹性导电线以传递电信号，从而具有较好柔性。

附图说明

图1是本发明实施例所述的电子皮肤的结构图；

图2是本发明实施例所述的电子皮肤包括的压力检测单元中的数据采集模块包括的一数据采集子模块的一具体实施例的电路图；

图3是本发明实施例所述的电子皮肤的一具体实施例中的电路部分示意图；

图4A是本发明实施例所述的电子皮肤的制作方法中的制作第一柔性基底的一步骤示意图；

图4B本发明实施例所述的电子皮肤的制作方法中的制作第一柔性基底的另一步骤示意图；

图4C是本发明实施例所述的电子皮肤的制作方法中的制作第一柔性基底的又一步骤示意图；

图5是本发明实施例所述的电子皮肤的驱动方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例所述的电子皮肤包括：第一柔性基底、第二柔性基底，压阻材料层以及压力检测单元，其中，

所述第一柔性基底与所述第二柔性基底相互贴合；

所述压阻材料层设置于所述第一柔性基底与所述第二柔性基底之间；

所述第一柔性基底靠近所述第二柔性基底的一面上设置有多条第一弹性导电线；所述第一弹性导电线沿着第一方向延伸；

所述第二柔性基底靠近所述第一柔性基底的一面上设置有多条第二弹性导电线；所述第二弹性导电线沿着第二方向延伸；

所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线相互交叉，所述压阻材料层设置于一所述第一弹性导电线和一所述第二弹性导电线的交叉位置处；

所述压力检测单元分别与所述多条第一弹性导电线和所述多条第二弹性导电线连接，用于向分时向多条所述第一弹性导电线提供输入电压，并分别从所述多条第二弹性导电线获取电信号，根据所述电信号判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处。

本发明实施例所述的电子皮肤通过矩阵式压力传感器的设计(每一所述第一弹性导电线和每一所述第二弹性导电线的交叉位置处即形成了一压力传感器)，提高了压力感应精度，在三维动态和静态的情况下都具有较好的压力感应输出的功能，从而解决了单个压力传感器虽然精度可以提高，但是测试范围小，测试不准确，不能反映大面积电子皮肤压力的问题；并本发明实施例所述的电子皮肤在两柔性基底上分别设置弹性导电线以传递电信号，从而具有较好柔性。

在实际操作时，根据一种具体实施方式，所述压阻材料层可以为一整层设计；

根据另一种具体实施方式，所述压阻材料层也可以仅设置于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处，也即，所述压阻材料层可以包括相互独立的多个压阻单元，所述压阻单元由压阻材料制成，每一所述压阻单元设置于一所述第一弹性导电线和一所述第二弹性导电线的交叉位置处。

在实际操作时，所述第一柔性基底和所述第二柔性基底可以为透明的。

在实际操作时，所述第一柔性基底和所述第二柔性基底不导电。

在具体实施时，所述第一柔性基底上设置的多条第一弹性导电线可以相互平行，所述第二柔性基底上设置的多条第二弹性导电线可以相互平行，所述第一弹性导电线可以与所述第二弹性导电线垂直，但不以此为限。

具体的，所述第一柔性基底和所述第二柔性基底可以为柔性高分子薄膜层；在优选情况下，所述柔性高分子例如可以包括聚二甲基硅氧烷，但不以此为限；由于聚二甲基硅氧烷具有高光学透过率、惰性、无毒和不易燃等特点，从而比较适合制成上述柔性基底。在实际操作时，所述柔性高分子也可以包括硅橡胶、聚氨酯橡胶、氯醚橡胶中的至少一种。

具体的，所述压阻材料层可以为由压敏橡胶制成，但不以此为限。由于压敏橡胶具有弹性，所以本发明实施例优选采用压敏橡胶制成所述压阻材料层。

在实际操作时，所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线为由掺杂有纳米金属线的柔性高分子制成。

在具体实施时，所述柔性高分子可以为透明的，这样既可形成具有平行导电结构的透明皮肤膜。在本发明实施例中，柔性高分子制成了弹性导电线的基底，并与纳米金属线符合形成弹性导电线。

在优选情况下，本发明实施例通过将纳米金属线与透明柔性高分子复合而制成第一弹性导电线和第二弹性导电线，以使得电子皮肤具有较高柔性，在受到拉力时具有较好的形变，并且能伸缩自如，恢复原状，解决了现有的电子皮肤柔性差，不耐伸缩的问题。

如图1所示，本发明所述的电子皮肤的一具体实施例第一柔性基底10、第二柔性基底20，压阻材料层(图1中未示出)以及压力检测单元(图1中未示出)，其中，

所述第一柔性基底10与所述第二柔性基底20相互贴合；

所述压阻材料层(图1中未示出)设置于所述第一柔性基底10与所述第二柔性基底20之间；

所述第一柔性基底10靠近所述第二柔性基底20的一面上设置有多条第一弹性导电线11；所述第一弹性导电线11沿着竖直方向延伸；所述多条第一弹性导电线11之间相互平行；

所述第二柔性基底20靠近所述第一柔性基底10的一面上设置有多条第二弹性导电线21；所述第二弹性导电线21沿着水平方向延伸；所述多条第二弹性导电线21之间相互平行；

所述第一弹性导电线11和所述第二弹性导电线21相互交叉；所述压阻材料层(图1中未示出，由于该压阻单元设置于第一柔性基底10和第二柔性基底20之间，因此在图1中未示出所述压阻材料层)设置于所述第一弹性导电线11和所述第二弹性导电线12的交叉位置处；

所述压力检测单元(图1中未示出)分别与所述多条第一弹性导电线11和所述多条第二弹性导电线21连接，用于向分时向多条所述第一弹性导电线11提供输入电压，并分别从所述多条第二弹性导电线12获取电信号，根据所述电信号判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线11和所述第二弹性导电线21的交叉位置处。

在图1所示的电子皮肤的具体实施例中，所述压阻材料层包括多个相互独立的压阻单元，每一所述压阻单元设置于一第一弹性导电线11和一第二弹性导电线21的交叉位置处；然而，在此仅以压阻材料层包括多个压阻单元为例说明，在实际操作时，所述压阻材料层也可以为一整层设计，在此对压阻材料层的结构不作限定。

如图1所示的电子皮肤的具体实施例在工作时，第一弹性导电线11和第二弹性导电线相互垂直，在形成有多列第一弹性导电线11的第一柔性基底10和形成有多行第二弹性导电线12的第二柔性基底20之间加入了压阻材料层(所述压阻单元例如可以由压敏橡胶制成，但不以此为限)，从而在每一第一弹性导电线11和每一第二弹性导电线21的交叉位置处都形成一个单独的压力传感器，整个电子皮肤上形成了矩阵式排列的多个压力传感单元。

本发明实施例通过将双侧柔性基底和压阻材料层进行重叠贴合的结构设计，实现了压力传感器同柔性基底的复合，解决的传统的压力传感单元体积大、矩阵占空间大、拓展性差的问题。

具体的，所述压力检测单元可以包括：

输入电压提供模块，分别与所述多条第一弹性导电线连接，用于分时向所述多条第一弹性导电线提供输入电压；

数据采集模块，分别与所述多条第二弹性导电线连接，用于从所述第二弹性导电线获取电信号；以及，

压力检测模块，与所述数据采集模块连接，用于根据所述电信号判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处。

在实际操作时，所述压力检测单元还可以包括电源模块，所述电源模块分别与所述输入电压提供模块、所述数据采集模块和所述压力检测模块连接，用于为所述输入电压提供模块、所述数据采集模块和所述压力检测模块提供电源电压。

根据一种具体实施方式，所述压力检测单元包括：

输入电压提供模块，分别与所述多条第一弹性导电线连接，用于分时向所述多条第一弹性导电线提供输入电压；

数据采集模块，分别与所述多条第二弹性导电线连接，用于从所述第二弹性导电线获取电信号；

压力检测模块，与所述数据采集模块连接，用于根据所述电信号判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处；以及，

电源模块，分别与所述输入电压提供模块、所述数据采集模块和所述压力检测模块连接，用于为所述输入电压提供模块、所述数据采集模块和所述压力检测模块提供电源电压。

在具体实施时，输入电压提供模块分时向多条第一弹性导电线提供输入电压，当有压力作用于一第一弹性导电线和一第二弹性导电线的交叉位置处时，设置于相应位置的压阻单元的电阻值会由于该压力而变化，则当该第一弹性导电线接收到来自所述输入电压提供模块的输入电压时，数据采集模块由该第二弹性导电线获取与该相应位置的压阻单元的电阻值对应的电信号(所述电信号可以为电流信号或电压信号)，压力检测模块根据该电信号判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处。

在实际操作时，压力检测模块将把电信号进行处理和分析，进而判断出不同位置的压力数据。

在具体实施时，所述数据采集模块可以包括多个数据采集子模块；每一数据采集子模块分别与一所述第二弹性导电线连接；

根据一种具体实施方式，所述数据采集子模块可以包括运算放大器和参考电阻；

所述运算放大器的反相输入端与所述第二弹性导电线连接，所述运算放大器的正相输入端与用于提供第一电平的第一电平输入端连接，所述运算放大器的输出端与所述压力检测模块连接；

所述参考电阻的第一端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述参考电阻的第二端与所述运算放大器的输出端连接；

所述压力检测模块，具体用于根据所述运算放大器通过其输出端输出的输出电压，以判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处。

在实际操作时，所述第一电平输入端可以为地端，也可以为其他输入固定电平的输入端。

如图2所示，在一具体实施例中，所述数据采集子模块包括运算放大器OP和参考电阻Rref；

所述运算放大器OP的正相输入端接地，所述运算放大器OP的输出端的输出电压标示为Vout；

所述参考电阻Rref的第一端与所述运算放大器OP的反相输入端连接，所述参考电阻Rref的第二端与所述运算放大器OP的输出端连接；所述参考电阻Rref的电阻值恒定；

在图2中，GND为地端；

所述运算放大器OP的反相输入端与第i行第二弹性导电线(图2中未示出，i为正整数)连接；则当第j列第一弹性导电线(图2中未示出，j为正整数)被输入Vin时，图2中的Riij为该第j列第一弹性导电线和该第i行第二弹性导电线的交叉位置处设置的压电材料层的等效电阻；当该交叉位置处有压力作用时，Rij的电阻值与该交叉位置处未被按压时Rij的电阻值不同，并不同大小的压力作用至该交叉位置处，相应的Rij的电阻值也不同，则相应的Vout也不同，从而所述压力检测模块可以根据所述运算放大器OP通过其输出端输出的输出电压Vout，以判断是否有压力作用于所述第j列第一弹性导电线和所述第i行第二弹性导电线的交叉位置处。

当所述数据采集子模块采用如图2所示的具体结构时，可以采用零电位法来降低相连压阻单元之间的互相串扰的问题，即当输入电压Vin被施加至某一列第一弹性导电线时，其他的所有列第一弹性导电线被施加零电压，以避免相互串扰。

如图3所示，标号为111的为第一列第一弹性导电线，标号为112的为第二列第一弹性导电线，标号为113的为第三列第一弹性导电线，标号为114的为第四列第一弹性导电线，标号为115的为第五列第一弹性导电线；

标号为211的为第一行第二弹性导电线，标号为212的为第二行第二弹性导电线，标号为213的为第三行第二弹性导电线，标号为214的为第四行第二弹性导电线，标号为215的为第五行第二弹性导电线；

每一列第一弹性导电线和每一行第二弹性导电线的交叉位置处分别形成有一压阻单元40(图3中每个圆圈标示一个压阻单元)；

所述压力检测单元包括输入电压提供模块31、数据采集模块32、压力检测模块33和电源模块34，其中，

所述输入电压提供模块31，分别与第一列第一弹性导电线111、第二列第一弹性导电线112，第三列第一弹性导电线113、第四列第一弹性导电线114和第五列第一弹性导电线115连接，用于分时向第一列第一弹性导电线111、第二列第一弹性导电线112，第三列第一弹性导电线113、第四列第一弹性导电线114和第五列第一弹性导电线115提供输入电压Vin；

所述数据采集模块32，分别与第一行第二弹性导电线211、第二行第二弹性导电线212，第三行第二弹性导电线213、第四行第二弹性导电线214和第五行第二弹性导电线215连接，用于分别从第一行第二弹性导电线211、第二行第二弹性导电线212，第三行第二弹性导电线213、第四行第二弹性导电线214和第五行第二弹性导电线215获取电信号；

压力检测模块33，与所述数据采集模块32连接，用于根据所述电信号判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线11和所述第二弹性导电线21的交叉位置处；以及，

电源模块34，分别与所述输入电压提供模块31、所述数据采集模块32和所述压力检测模块33连接，用于为所述输入电压提供模块31、所述数据采集模块32和所述压力检测模块33提供电源电压。

本发明实施例所述的电子皮肤的制作方法，包括：

制作第一柔性基底，所述第一柔性基底的一面上形成有多条第一弹性导电线；所述第一弹性导电线沿着第一方向延伸；

制作第二柔性基底，在所述第二柔性基底的一面上形成有多条第二弹性导电线；所述第二弹性导电线沿着第二方向延伸；所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线相互交叉；

在所述第一柔性基底设置有所述第一弹性导电线的一面上形成压阻材料层，所述压阻材料层位于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处；

贴合所述第一柔性基底和所述第二柔性基底，使得所述压阻材料层位于所述第一柔性基底设置有所述第一弹性导电线的一面和所述第二柔性基底设置有所述第二弹性导电线的一面之间。

本发明实施例所述的电子皮肤的制作方法通过矩阵式压力传感器的设计(每一所述第一弹性导电线和每一所述第二弹性导电线的交叉位置处即形成了一压力传感器)，提高了压力感应精度，在三维动态和静态的情况下都具有较好的压力感应输出的功能，从而解决了单个压力传感器虽然精度可以提高，但是测试范围小，测试不准确，不能反映大面积电子皮肤压力的问题。

具体的，所述制作第一柔性基底，所述第一柔性基底的一面上形成有多条第一弹性导电线的步骤包括：

提供一第一模具，所述第一模具具有一第一凹槽，所述第一凹槽底部具有多个沿着第一方向延伸的第一长条形沟槽；

将纳米金属线分散于分散溶液中，将该分散溶液与液态的柔性高分子混合，得到混合溶液；

将所述混合溶液填充于所述第一长条形沟槽中，且不同所述第一长条形沟槽中的混合溶液不相互接触；

待所述分散溶液挥发后，所述混合溶液进行固化(在实际操作时，可以对溶液进行热固化或紫外固化)，以形成所述第一弹性导电线；

向所述第一凹槽填充液态的柔性高分子，对液态的柔性高分子固化后进行脱模处理，形成一面上形成有多条第一弹性导电线的第一柔性基底；

所述制作第二柔性基底，所述第二柔性基底的一面上形成有多条第二弹性导电线的步骤包括：

提供一第二模具，所述第二模具具有一第二凹槽，所述第二凹槽底部具有多个沿着第二方向延伸的第二长条形沟槽；

将纳米金属线分散于分散溶液中，将该分散溶液与液态的柔性高分子混合，得到混合溶液；

将所述混合溶液填充于所述第二长条形沟槽中，且不同所述第二长条形沟槽中的混合溶液不相互接触；

待所述分散溶液挥发后，对所述混合溶液进行固化(在实际操作时，可以对溶液进行热固化或紫外固化)，以形成所述第二弹性导电线；

向所述第二凹槽填充液态的柔性高分子，对液态的柔性高分子固化后进行脱模处理，形成一面上形成有多条第二弹性导电线的第二柔性基底。

具体的，所述纳米金属导线可以包括纳米银线、纳米金线、纳米铝线、纳米铜线中的至少一种，但不以此为限；所述柔性高分子可以包括聚二甲基硅氧烷，但不以此为限；在实际操作时，所述柔性高分子还可以包括硅橡胶、聚氨酯橡胶、氯醚橡胶中的至少一种；所述分散溶液可以包括乙醇溶液或丙酮溶液，但不以此为限。

在制作本发明实施例所述的电子皮肤包括的第一柔性基底(该第一柔性基底上形成有多条第一弹性导电线)时，

如图4A所示，提供一第一模具50，所述第一模具50具有一第一凹槽51，所述第一凹槽51底部具有多个沿着第一方向延伸的第一长条形沟槽52；

将纳米金属线分散于分散溶液中，将该分散溶液(所述分散溶液可以为乙醇溶液或丙酮溶液)与液态的柔性高分子混合，得到混合溶液；

如图4B所示，将所述混合溶液填充于所述第一长条形沟槽52中(在图4B中，右斜线所示的为所述混合溶液)，且不同所述第一长条形沟槽52中的混合溶液不相互接触，也即该混合溶液不能填充满所述第一长条形沟槽52，以免造成导线之间的串联；

待所述分散溶液缓慢挥发后，所述混合溶液固化形成所述第一弹性导电线；

如图4C所示，向所述第一凹槽51填充液态的柔性高分子(在图4C中，左斜线所示的为液态的柔性高分子)；对液态的柔性高分子固化后进行脱模处理，形成一面上形成有多条第一弹性导电线的第一柔性基底。

在优选情况下，所述第一柔性基底为透明弹性薄膜。

第二柔性基底的制作方法与上类似。

在具体实施时，所述柔性高分子可以为聚二甲基硅氧烷，但不以此为限；由于聚二甲基硅氧烷具有高光学透过率、惰性、无毒和不易燃等特点，从而比较适合制成上述柔性基底。在实际操作时，所述柔性高分子还可以包括硅橡胶、聚氨酯橡胶、氯醚橡胶中的至少一种。

本发明实施例通过将柔性高分子与纳米金属线复合而形成弹性导电线，以使得形成于柔性基底上的导电线也具有较高柔性，并能够伸缩自如，恢复原状。

本发明实施例所述的电子皮肤的驱动方法，应用于上述的电子皮肤，如图5所示，所述驱动方法包括：

S1：压力检测单元分时向多条第一弹性导电线提供输入电压；

S2：所述压力检测单元分别从多条第二弹性导电线获取电信号；

S3：所述压力检测单元根据所述电信号判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处。

本发明实施例所述的电子皮肤的驱动方法通过压力检测单元向多条第一弹性导电线提供输入电压，并通过从第二弹性导电线获取的电信号即可判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处，压力感应效果好，精度高，操作简便。

具体的，当所述压力检测单元包括输入电压提供模块、数据采集模块、压力检测模块以及电源模块，所述数据采集模块包括多个数据采集子模块，每一数据采集子模块分别与一所述第二弹性导电线连接，所述数据采集子模块包括运算放大器和参考电阻，所述运算放大器的反相输入端与所述第二弹性导电线连接，所述运算放大器的正相输入端与由于输入第一电平的第一电平输入端连接，所述运算放大器的输出端与所述压力检测模块连接，所述参考电阻的第一端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述参考电阻的第二端与所述运算放大器的输出端连接时，所述电子皮肤的驱动方法具体包括：

输入电压提供模块分时向多条第一弹性导电线提供输入电压；

每一数据采集子模块将与其连接的第二弹性导电线输出的电信号转换为相应的输出电压，并将该输出电压传送至所述压力检测模块；

所述压力检测模块根据所述输出电压，判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处。

优选的，本发明实施例所述的电子皮肤的驱动方法当所述输入电压提供模块向一第一弹性导电线提供输入电压时，所述输入电压提供模块向除了该第一弹性导电线之外的其他第一弹性导电线提供所述第一电平，以使得第二弹性导电线和不被驱动的第一弹性导电线交叉位置处的压阻单元的电阻值的变化不会影响相应的运算放大器的输出电压，从而避免串扰。

以上所述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，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电子皮肤，其特征在于，包括：第一柔性基底、第二柔性基底、压阻材料层以及压力检测单元，其中，

所述第一柔性基底与所述第二柔性基底相互贴合；

所述压阻材料层设置于所述第一柔性基底与所述第二柔性基底之间；

所述第一柔性基底靠近所述第二柔性基底的一面上设置有多条第一弹性导电线；所述第一弹性导电线沿着第一方向延伸；

所述第二柔性基底靠近所述第一柔性基底的一面上设置有多条第二弹性导电线；所述第二弹性导电线沿着第二方向延伸；

所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线相互交叉，所述压阻材料层设置于一所述第一弹性导电线和一所述第二弹性导电线的交叉位置处；

所述压力检测单元分别与所述多条第一弹性导电线和所述多条第二弹性导电线连接，用于向分时向多条所述第一弹性导电线提供输入电压，并分别从所述多条第二弹性导电线获取电信号，根据所述电信号判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处。

2.如权利要求1所述的电子皮肤，其特征在于，所述第一柔性基底和所述第二柔性基底为柔性高分子薄膜层，所述压阻材料层为由压敏橡胶制成；所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线为由掺杂有纳米金属线的柔性高分子制成。

3.如权利要求1或2所述的电子皮肤，其特征在于，

所述压力检测单元包括：

输入电压提供模块，分别与所述多条第一弹性导电线连接，用于分时向所述多条第一弹性导电线提供输入电压；

数据采集模块，分别与所述多条第二弹性导电线连接，用于从所述第二弹性导电线获取电信号；以及，

压力检测模块，与所述数据采集模块连接，用于根据所述电信号判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处。

4.如权利要求3所述的电子皮肤，其特征在于，所述数据采集模块包括多个数据采集子模块；每一数据采集子模块分别与一所述第二弹性导电线连接；

所述数据采集子模块包括运算放大器和参考电阻；

所述运算放大器的反相输入端与所述第二弹性导电线连接，所述运算放大器的正相输入端与用于提供第一电平的第一电平输入端连接，所述运算放大器的输出端与所述压力检测模块连接；

所述参考电阻的第一端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述参考电阻的第二端与所述运算放大器的输出端连接；

所述压力检测模块，具体用于根据所述运算放大器通过其输出端输出的输出电压，以判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处。

5.一种电子皮肤的制作方法，其特征在于，包括：

制作第一柔性基底，所述第一柔性基底的一面上形成有多条第一弹性导电线；所述第一弹性导电线沿着第一方向延伸；

制作第二柔性基底，在所述第二柔性基底的一面上形成有多条第二弹性导电线；所述第二弹性导电线沿着第二方向延伸；所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线相互交叉；

在所述第一柔性基底设置有所述第一弹性导电线的一面上形成压阻材料层，所述压阻材料层位于一所述第一弹性导电线和一所述第二弹性导电线的交叉位置处；

贴合所述第一柔性基底和所述第二柔性基底，使得所述压阻材料层位于所述第一柔性基底设置有所述第一弹性导电线的一面和所述第二柔性基底设置有所述第二弹性导电线的一面之间。

6.如权利要求5所述的电子皮肤的制作方法，其特征在于，所述制作第一柔性基底，所述第一柔性基底的一面上形成有多条第一弹性导电线的步骤包括：

提供一第一模具，所述第一模具具有一第一凹槽，所述第一凹槽底部具有多个沿着第一方向延伸的第一长条形沟槽；

将纳米金属线分散于分散溶液中，将该分散溶液与液态的柔性高分子混合，得到混合溶液；

将所述混合溶液填充于所述第一长条形沟槽中，且不同所述第一长条形沟槽中的混合溶液不相互接触；

待所述分散溶液挥发后，对所述混合溶液进行固化，以形成所述第一弹性导电线；

向所述第一凹槽填充液态的柔性高分子，对液态的柔性高分子固化后进行脱模处理，形成一面上形成有多条第一弹性导电线的第一柔性基底；

所述制作第二柔性基底，所述第二柔性基底的一面上形成有多条第二弹性导电线的步骤包括：

提供一第二模具，所述第二模具具有一第二凹槽，所述第二凹槽底部具有多个沿着第二方向延伸的第二长条形沟槽；

将纳米金属线分散于分散溶液中，将该分散溶液与液态的柔性高分子混合，得到混合溶液；

将所述混合溶液填充于所述第二长条形沟槽中，且不同所述第二长条形沟槽中的混合溶液不相互接触；

待所述分散溶液挥发后，对所述混合溶液进行固化，以形成所述第二弹性导电线；

向所述第二凹槽填充液态的柔性高分子，对液态的柔性高分子固化后进行脱模处理，形成一面上形成有多条第二弹性导电线的第二柔性基底。

7.如权利要求6所述的电子皮肤的制作方法，其特征在于，所述纳米金属导线包括纳米银线、纳米金线、纳米铝线、纳米铜线中的至少一种；所述柔性高分子包括聚二甲基硅氧烷、硅橡胶、聚氨酯橡胶、氯醚橡胶中的至少一种；所述分散溶液包括乙醇溶液或丙酮溶液。

8.一种电子皮肤的驱动方法，应用于如权利要求1至4中任一权利要求所述的电子皮肤，其特征在于，所述驱动方法包括：

压力检测单元分时向多条第一弹性导电线提供输入电压；

所述压力检测单元分别从多条第二弹性导电线获取电信号；

所述压力检测单元根据所述电信号判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处。

9.如权利要求8所述的电子皮肤的驱动方法，其特征在于，当所述压力检测单元包括输入电压提供模块、数据采集模块、压力检测模块以及电源模块，所述数据采集模块包括多个数据采集子模块，每一数据采集子模块分别与一所述第二弹性导电线连接，所述数据采集子模块包括运算放大器和参考电阻，所述运算放大器的反相输入端与所述第二弹性导电线连接，所述运算放大器的正相输入端与由于输入第一电平的第一电平输入端连接，所述运算放大器的输出端与所述压力检测模块连接，所述参考电阻的第一端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述参考电阻的第二端与所述运算放大器的输出端连接时，所述电子皮肤的驱动方法具体包括：

输入电压提供模块分时向多条第一弹性导电线提供输入电压；

每一数据采集子模块将与其连接的第二弹性导电线输出的电信号转换为相应的输出电压，并将该输出电压传送至所述压力检测模块；

所述压力检测模块根据所述输出电压，判断是否有压力作用于所述第一弹性导电线和所述第二弹性导电线的交叉位置处。

10.如权利要求9所述的电子皮肤的驱动方法，其特征在于，还包括：当所述输入电压提供模块向一第一弹性导电线提供输入电压时，所述输入电压提供模块向除了该第一弹性导电线之外的其他第一弹性导电线提供所述第一电平。