CN108362404A - 一种气压式柔性传感器阵列及其气压传感器单元 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气压式柔性传感器阵列及其气压传感器单元，气压式柔性传感器阵列包括：依次叠设的第一柔性衬底、柔性隔层和第二柔性衬底；第一柔性衬底和第二柔性衬底靠近柔性隔层一侧的表面均凹设有至少一个气槽；每一个气槽的一端为第一封闭端，另一端密封设有气压传感器单元；使得每一个气槽形成一封闭空间，且每一个封闭空间内设有惰性气体；第一柔性衬底的气槽的延展方向和第二柔性衬底的气槽的延展方向空间垂直交错。本发明实现受力处的总压力及其面分布的测量；从而实现了压力测量的点测到面测，提高了压力测量的精度和准度。且结构简单；成本低廉；由于受力主体均为柔性材质，使得本发明具有很大的柔性卷曲，不规则表面适应性强。

Description

一种气压式柔性传感器阵列及其气压传感器单元

技术领域

本发明涉及柔性压力传感器领域，尤指一种气压式柔性传感器阵列及其气压传感器单元。

背景技术

物体间接触压力及其压力分布的测量在许多行业的研究和发展中起着及其重要的作用，广泛应用于航空航天、机械、电子、传感器等领域。而随着物联网的快速发展，柔性压力传感器在智能家居，智能穿戴、智能出行、医疗健康等领域的应用越来越频繁；例如汽车座椅坐垫内置压力分布传感器，测量坐姿和视角；床上内置压力分布传感器，监测睡眠状况等。

目前的柔性压力传感器的种类很多，主要分为压阻式、压电式、电容式、光传感式、磁传感式、气压式等，其中以压阻式使用最广。具有柔性的薄膜压力传感器主要有PVDF薄膜、感压墨水薄膜等传感器。传统的柔性压力传感器的工作原理基本和传统电阻式压力传感器相同，即是接触力作用于力敏电阻元件上，将作用力转化为电阻值大小，柔性阵列式传感器则是由两片很薄的聚酯薄膜构成，一侧薄膜内表面铺设若干行带状导体，另一侧薄膜内表面铺设若干列带状导体，而导体表面涂有半导体压敏涂层，两片薄膜导体行列交错，在交叉点处便形成压力点阵列感知点，通过数据处理，便可得到压力大小及其分布。但传统传统薄膜柔性压力传感器接触压力测量需要与接触面垂直才能测量准确，且大都基于硬性的支撑衬底，不适用于大面积或者不规则软质表面的测量；不能测量过大的接触压力；不具有大柔性卷曲；制造成本高；环境适应性差等问题。

专利CN200610049573.9提出一种软质地毯式称重装置及称重测量方法，它包括称重压力传感器，所述称重压力传感器包括作为上、下极板的柔性导电材料和作为上、下极板间绝缘介质的绝缘柔性材料，它还包括称重物体与极板接触形状和面积的识别层。它利用上述软质地毯式称重装置，以作为上、下极板的柔性导电材料和作为上、下极板绝缘介质的中间绝缘柔性材料构成称重传感器，通过信号处理装置对称重物体与极板接触形状和面积数字信号处理及上、下极板的电容参数信号进行处理，测量称重物体的压力。然而这种方式结构复杂，成本高，测量不精确。

因此，本申请致力于提供一种结构简单、成本低廉且可测量连续压力及其分布的气压式柔性传感器阵列及其气压传感器单元。

发明内容

本发明的目的是提供一种气压式柔性传感器阵列及其气压传感器单元，实现了受力处的总压力及总压力的面分布的测量；从而可实现了压力测量的点测量到面测量，提高了压力分布的精确度和准确度。且本结构简单；成本低廉；由于受力主体均为柔性材质，使得本发明具有很大的柔性卷曲，不规则表面适应性强，从而大大提高了本发明的环境适应性，可广泛运用于不同的领域中。

本发明提供的技术方案如下：

一种气压式柔性传感器阵列，包括：

依次叠设的第一柔性衬底、柔性隔层和第二柔性衬底；

所述第一柔性衬底和所述第二柔性衬底靠近所述柔性隔层一侧的表面均凹设有至少一个气槽；

每一个所述气槽的一端为第一封闭端，另一端密封设有气压传感器单元；使得每一个所述气槽形成一封闭空间，且每一个所述封闭空间内设有惰性气体；

所述第一柔性衬底的气槽的延展方向和所述第二柔性衬底的气槽的延展方向空间垂直交错。

本技术方案中，由波意尔定律和帕斯卡原理可知，封闭空间的体积会在第一柔性衬底和/或第二柔性衬底受到外力时发生变化，进而使得惰性气体的压强发生改变，且可瞬间传递至气压传感器单元处被其检测到，由于第一柔性衬底和第二柔性衬底上的气槽均独立设置，且每一个气槽设有一个气压传感器单元，因此，可实现第一柔性衬底的每一个气槽、第二柔性衬底的每一个气槽、以及第一柔性衬底和第二柔性衬底的气槽的交叉点处的压变值，进而实现受力处的总压力及总压力的面分布的测量；从而可实现了压力测量的点测量到面测量，提高了压力分布的精确度和准确度。且本结构简单；成本低廉；由于受力主体均为柔性材质，使得本发明具有很大的柔性卷曲，不规则表面适应性强，可测量不规则表面连续压力及其分布，从而大大提高了本发明的环境适应性；更优的，本发明的外力可以任意方向作用于第一柔性衬底和/或第二柔性衬底；一改传统放入柔性传感器只能将力垂直作用于接触面，可广泛运用于不同的领域中，如航空航天、机械、电子、智能家居(如应用于床上监测睡眠状况、矫正睡姿等)，智能穿戴、智能出行(如应用于汽车座椅上以测量坐姿和视角)、医疗健康等领域。

进一步优选地，所述气槽用于安装所述气压传感器单元的一端为第二封闭端；所述第二封闭端设有用于安装所述气压传感器单元的通槽。

本技术方案中，根据气压传感器单元与气槽之间的适应情况，保证封闭空间的密封性能，气槽与其连接处的尺寸可适应性的调整。

进一步优选地，所述第一柔性衬底的气槽的第一封闭端均同侧设置；和/或，所述第二柔性衬底的气槽的第一封闭端均同侧设置；和/或，所述第一柔性衬底的气槽和所述第二柔性衬底的气槽的截面形状相同且等距设置；和/或，所述第一柔性衬底的气槽和所述第二柔性衬底的气槽的数量相同；和/或，所述气压传感器单元与所述气槽的过盈配合或通过密封胶密封连接。

本技术方案中，根据本发明适用领域或产品的不同，提高本发明与其适用产品或结构的适应性和协调性，本发明的第一柔性衬底的气压传感器单元可选择性位于同一侧或不同侧；第二柔性衬底的气压传感器单元可选择性位于同一侧或不同侧。

本技术方案中，为了提高本发明测量的精确性第一柔性衬底上的气槽和第二柔性衬底上的气槽截面形状相同且等距设置，这样可以大大提高交叉点处的压变值的测定的精度和准度。

进一步优选地，所述气压传感器单元与所述第一柔性衬底和/或所述第二柔性衬底的外侧壁齐平设置；和/或，所述第一柔性衬底和所述第二柔性衬底的弹性模量为定值。

本技术方案中，为了降低本发明的空间占用，本发明的外侧壁优选为光滑设置；更优的，为了提高压变值的测量的精度和准度，第一柔性衬底和所述第二柔性衬底的弹性模量为定值，且根据其适用情况可适应地改变其弹性模量的大小，提高本发明的适用领域，满足不同客户的要求。

进一步优选地，处理器，每一个所述气压传感器单元均与所述处理器连接。

本技术方案中，通过处理器的数值分析、拟合与处理，从而获取气压传感器单元每一个通槽的压变值，以及交叉点的压变值(根据第一柔性衬底和第二柔性衬底的通槽的压变值进行计算)。

进一步优选地，通讯模块，所述通讯模块与所述处理器连接。

本技术方案中，通讯模块的设置使得本发明可将处理器获取到的数据发送到终端，实现使用者的远程监控和监督，提高了本发明的智能化和自动化。

进一步优选地，所述压力传感器单元包括壳体、活塞、柔性薄膜和应变片；所述活塞滑动设于所述壳体，并将所述壳体分设成测压端和连接端，且所述测压端与所述封闭空间连通；所述柔性薄膜抵设于所述活塞靠近所述连接端一侧的端部，且所述柔性薄膜与所述壳体密封连接；所述应变片铺设于所述柔性薄膜远离所述活塞一侧的表面，使得所述第一柔性衬底和/或所述第二柔性衬底受到外力时，所述惰性气体致动所述活塞朝向所述连接端滑移并使所述应变片发生形变。

本技术方案中，创造性地将惰性气体的压变转化成应变片的形变，从而实现受力处力以及面分布情况，且实现方式所耗时间少，且可靠、易于控制，所测值更为科学和接近真实值。

进一步优选地，所述活塞为凸形结构，包括大端和小端；所述活塞的大端靠近所述封闭空间设置，所述小端靠近所述柔性薄膜设置；和/或，所述测压端为变径结构，包括大径端和小径端；所述大径端容置所述活塞，所述小径端靠近所述封闭空间设置；和/或，所述连接端远离所述活塞一侧的末端径向朝内延展有第一延展边，所述第一延展边的延展端朝向所述活塞延展有第二延展边；所述柔性薄膜设于所述第二延展边的末端。

本技术方案中，为了保证压变值测得的精度和准度，保证惰性气体压强致使应变片发生与压力对等的形变量，将活塞设置成凸形结构。当然，还可通过设计处理器的处理过程，而不改变活塞形状的方式来保证压变值测得的精度和准度。

本技术方案中，测压端的变径设计使得气压传感器单元在安装过程中具有导向作用，且可以缓冲惰性气体对柔性薄膜的瞬时冲击，从而保护柔性薄膜，延长其使用寿命。

本技术方案中，柔性薄膜靠近壳体的内部设计，可以有效避免外部环境的物体或人体对柔性薄膜的碰撞或误操作而致使应变片发生形变而导致测量失真，还可避免发生柔性薄膜被刺破、应变片脱落等不良现象。

本发明还提供了一种气压传感器单元，包括：

壳体、活塞、柔性薄膜和应变片；

所述活塞滑动设于所述壳体，并将所述壳体分设成测压端和连接端；

所述柔性薄膜抵设于所述活塞靠近所述连接端一侧的端部，且所述柔性薄膜与所述壳体密封连接；

所述应变片铺设于所述柔性薄膜远离所述活塞一侧的表面；使得致动所述活塞朝向所述连接端滑移时，所述应变片发生形变。

本技术方案中，创造性地将惰性气体的压变转化成应变片的形变，从而实现受力处力以及面分布情况，且实现方式所耗时间少，且可靠、易于控制，所测值更为科学和接近真实值。

进一步优选地，所述测压端为变径结构，包括大径端和小径端；所述大径端容置所述活塞，所述小径端靠近所述封闭空间设置；和/或，所述连接端远离所述活塞一侧的末端径向朝内延展有第一延展边，所述第一延展边的延展端朝向所述活塞延展有第二延展边；所述柔性薄膜设于所述第二延展边的延展端；和/或，所述活塞为凸形结构，包括大端和小端；所述活塞的大端靠近所述封闭空间设置，所述小端靠近所述柔性薄膜设置。

本技术方案中，为了保证压变值测得的精度和准度，保证惰性气体压强致使应变片发生与压力对等的形变量，将活塞设置成凸形结构；即通过变径设置的活塞来放大惰性气体压强变化。当然，还可通过设计处理器的处理过程，而不改变活塞形状的方式来保证压变值测得的精度和准度。

本技术方案中，测压端的变径设计使得气压传感器单元在安装过程中具有导向作用，且可以缓冲惰性气体对柔性薄膜的瞬时冲击，从而保护柔性薄膜，延长其使用寿命。

本技术方案中，柔性薄膜靠近壳体的内部设计，可以有效避免外部环境的物体或人体对柔性薄膜的碰撞或误操作而致使应变片发生形变而导致测量失真，还可避免发生柔性薄膜被刺破、应变片脱落等不良现象。

通过本发明提供的气压式柔性传感器阵列及其气压传感器单元，能够带来以下至少一种有益效果：

1.本发明中，利用惰性气体的对温度不灵敏的特性(保证了压变值测量的科学性和真实性)，根据波意尔定律和帕斯卡原理，利用封闭空间的体积会在第一柔性衬底和/或第二柔性衬底受到外力时发生变化，进而使得惰性气体的压强发生改变，且可瞬间传递至气压传感器单元处被其检测到，由于第一柔性衬底和第二柔性衬底上的气槽均独立设置，且每一个气槽设有一个气压传感器单元，因此，可实现第一柔性衬底的每一个气槽、第二柔性衬底的每一个气槽、以及第一柔性衬底和第二柔性衬底的气槽的交叉点处的压变值，进而实现受力处的总压力及总压力的面分布的测量；从而可实现了压力测量的点测量到面测量，保证并提高了压力分布的精确度和准确度。且本结构简单；成本低廉；由于受力主体均为柔性材质，使得本发明具有很大的柔性卷曲，不规则表面适应性强，可测量不规则表面连续压力及其分布，从而大大提高了本发明的环境适应性；更优的，本发明的外力可以任意方向作用于第一柔性衬底和/或第二柔性衬底；一改传统放入柔性传感器只能将力垂直作用于接触面，可广泛运用于不同的领域中，如航空航天、机械、电子、智能家居(如应用于床上监测睡眠状况、矫正睡姿等)，智能穿戴、智能出行(如应用于汽车座椅上以测量坐姿和视角)、医疗健康等领域。

2.本发明中，根据本发明适用领域或产品的不同，提高本发明与其适用产品或结构的适应性和协调性，本发明的第一柔性衬底的气压传感器单元可选择性位于同一侧或不同侧；第二柔性衬底的气压传感器单元可选择性位于同一侧或不同侧。且为了提高本发明测量的精确性第一柔性衬底上的气槽和第二柔性衬底上的气槽截面形状相同且等距设置，这样可以大大提高交叉点处的压变值的测定的精度和准度。更优的，根据所需还可将本发明设计成不同形状，如方形、圆形、三角形等。

3.本发明中，创造性地将惰性气体的压变转化成应变片的形变，从而实现受力处力以及面分布情况，且实现方式所耗时间少，且可靠、易于控制，所测值更为科学和接近真实值。为了保证压变值测得的精度和准度，保证惰性气体压强致使应变片发生与压力对等的形变量，将活塞设置成凸形结构。当然，还可通过设计处理器的处理过程，而不改变活塞形状的方式来保证压变值测得的精度和准度。且柔性薄膜靠近壳体的内部设计，可以有效避免外部环境的物体或人体对柔性薄膜的碰撞或误操作而致使应变片发生形变而导致测量失真，还可避免发生柔性薄膜被刺破、应变片脱落等不良现象。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种气压式柔性传感器阵列及其气压传感器单元的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明的一种实施例结构示意图；

图2是图1的爆炸图结构示意图；

图3是图1的剖面图结构示意图；

图4是本发明的压力传感器单元安装于第二柔性衬底的结构示意图；

图5是本发明的压力传感器单元的一种剖面结构示意图。

附图标号说明：

1.第一柔性衬底，11.第一气槽，2.柔性隔层，3.第二柔性衬底，31.第二气

槽，311.第一封闭端，312.第二封闭端，3121.通槽，4.气压传感器单元，

41.壳体，4111.大径端，4112.小径端，4121.第一延展边，4122.第二延展边，

42.活塞，43.柔性薄膜，44.应变片。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在实施例一中，如图1-5所示，一种气压式柔性传感器阵列，包括：依次叠设的第一柔性衬底1、柔性隔层2和第二柔性衬底3；第一柔性衬底1和第二柔性衬底3靠近柔性隔层2一侧的表面均凹设有至少一个气槽(即第一气槽11和第二气槽31)；每一个气槽的一端为第一封闭端311，另一端密封设有气压传感器单元4；使得每一个气槽形成一封闭空间，且每一个封闭空间内设有惰性气体；第一柔性衬底1的气槽的延展方向和第二柔性衬底3的气槽的延展方向空间垂直交错。在实际应用中，即第一柔性衬底1靠近柔性隔层2一侧的表面凹设有至少一个第一气槽11；第二柔性衬底3靠近柔性隔层2一侧的表面凹设有至少一个第二气槽31；且第一气槽11和第二气槽31的延展方向一面垂直交错从而形成了交叉点(即感知点)，且第一气槽11和第二气槽31内封闭有惰性气体，且惰性气体对温度的不灵敏特性保证了压变值测量的精准度，由于每一个气槽均为独立设置的封闭空间，且每一气槽均设有一个气压传感器单元4，因此，在第一柔性衬底1和/或第二柔性衬底3发生形变时，会导致封闭空间的体积的变化，进而引起惰性气体压强的变化，通过气压传感器单元4来获取气体压强的压变值，从而实现第一柔性衬底1和/或第二柔性衬底3受力处的压力大小以及压力分布情况，从而实现压力由点到面的检测，使得力的测量更为精准，更加科学和接近真实值。

在实施例二中，如图1-5所示，在实施例一的基础上，气槽用于安装气压传感器单元4的一端为第二封闭端312；第二封闭端312设有用于安装气压传感器单元4的通槽3121。优选地，当第一气槽11的数量为多个时，第一柔性衬底1的第一气槽11的第一封闭端311均同侧设置；优选地，当第二气槽31的数量为多个时，第二柔性衬底3的第二气槽31的第一封闭端311均同侧设置；当然，在实际应用中，本发明可根据需要多个第一气槽11中的第一封闭端311至少有一个与另外的第一气槽11的第一封闭端311不同侧设置；而此时第二气槽31的第一封闭端311可均位于同一侧，或者多个第二气槽31中的第一封闭端311至少有一个与另外的第二气槽31的第一封闭端311不同侧设置。为了提高交叉点压变值测量的精准度，第一气槽11和第二气槽31的截面形状优选相同，且相邻两个第一气槽11的间距与相邻两个第二气槽31的间距相等；优选地，第一气槽11和第二气槽31的截面形状均为半圆形、弧形、U型、三角形、半椭圆形、方形，甚至为不规则形均可。且本发明的平面形状可为方形(则此时第一气槽11和第二气槽31的数量不同)、正方形(则此时第一气槽11和第二气槽31的数量相等)、三角形，可根据其适用的产品或结构的形状进行设计。如当本发明应用于正方形的汽车坐垫时，则第一柔性衬底1、柔性隔层2以及第二柔性衬底3的形状均为与汽车坐垫大小相同的正方形；当本发明应用于长方形的床体时，则第一柔性衬底1、柔性隔层2以及第二柔性衬底3的形状均为与床体大小相同长方形。

在实施例三中，如图1-5所示，在实施例一或二的基础上，气压传感器单元4与第一柔性衬底1和/或第二柔性衬底3的外侧壁齐平设置；即气压传感器单元4隐藏在气槽的内部，且其露于外环境的端部与第一柔性衬底1和/或第二柔性衬底3的外侧壁齐平；当然，实际应用中，气压传感器单元4也可完全隐藏在气槽的内部，完全或部分显露于外环境均可，这里就不一一赘述了，优选地，第一柔性衬底1和第二柔性衬底3的弹性模量为定值。进一步优选地，第一柔性衬底1和第二柔性衬底3的弹性模量为定值且相等，值得指出的是，第一柔性衬底1和第二柔性衬底3的弹性模量的大小其适用的产品或结构进行设置，如当本发明适用于承重较轻的领域时，则弹性模量可稍小一些；当本发明适用于承重较重的领域时，则弹性模量可稍大一些，如本发明应用于婴儿床用于获取婴儿的位姿从而矫正其睡姿时，由于婴儿重量较轻，此时第一柔性衬底1和第二柔性衬底3可设置成其承受40千克的重物时依然保持在其线性范围内，第一柔性衬底1和第二柔性衬底3的压缩模量在40千克以内均为线性关系。进一步优选地，气槽的容积的大小也可根据其受力情况来进行设置，当其受力较大时，气槽的容积可相应大一些；当其受力较小时，气槽的容积可相应小一些。这里就不一一赘述了。

在实施例四中，如图1-5所示，在实施例一、二或三的基础上，还包括处理器，每一个气压传感器单元4均与处理器连接；处理器可根据惰性气体压强的压变值进行数值分析、拟合与处理从而获得受力点的真实受力情况以及面分布情况(即各个交叉点组成的面)，从而实现受力处的受力分析的宏观和微观表征。优选地，处理器设有显示屏，使得使用者可根据显示屏直观的获得受力处的力分布情况和大小，且处理器还可将其进行存储并建库，从而实现大数据分析。优选地，还包括通讯模块，通讯模块与处理器连接，本发明的处理器获取到的数据还可通过通讯模块实现使用者的远程监控，优选地，通讯模块为无线通讯模块，如蓝牙、WiFi、WLAN或蜂窝数据等。

在实施例五中，如图1-5所示，在实施例一、二、三或四的基础上，压力传感器单元包括壳体41、活塞42、柔性薄膜43和应变片44；活塞42滑动设于壳体41且活塞42的外侧壁与壳体41的内侧壁密封贴合，并将壳体41分设成测压端和连接端，且测压端与封闭空间连通；柔性薄膜43抵设于活塞42靠近连接端一侧的端部，且柔性薄膜43与壳体41密封连接；应变片44铺设于柔性薄膜43远离活塞42一侧的表面，使得第一柔性衬底1和/或第二柔性衬底3受到外力时，惰性气体致动活塞42朝向连接端滑移并使应变片44发生形变。在实际应用中，处理器通过获取应变片44因形变而发生的电阻变值而实现受力处力及其分布数据(包括每一个气槽力的大小、总压力的大小、以及交叉点处的压力的大小和分布)的获得。

在实施例六中，如图1-5所示，在实施例五的基础上，测压端为变径结构，包括大径端4111和小径端4112；大径端4111容置活塞42，小径端4112靠近封闭空间设置；优选地，活塞42为凸形结构，包括大端和小端；活塞42的大端靠近封闭空间设置，小端靠近柔性薄膜43设置；进一步优选地，连接端远离活塞42一侧的末端径向朝内延展有第一延展边4121，第一延展边4121的延展端朝向活塞42延展有第二延展边4122；柔性薄膜43设于第二延展边4122的末端。优选地，壳体41的外侧壁与气槽(或通槽3121)的内侧壁过瘾配合从而实现其安装并实现气槽形成封闭空间；当壳体41的外尺寸小于气槽时，则壳体41可通过密封胶密封设于气槽内。

在实施例七中，如图5所示，一种适用于上述任意一项所述的气压式柔性传感器阵列的气压传感器单元，包括：壳体41、活塞42、柔性薄膜43和应变片44；活塞42滑动设于壳体41且活塞42的外侧壁与壳体41的内侧壁密封贴合，并将壳体41分设成测压端和连接端，且测压端用于气槽连通；柔性薄膜43抵设于活塞42靠近连接端一侧的端部，且柔性薄膜43与壳体41密封连接；应变片44铺设于柔性薄膜43远离活塞42一侧的表面。使得在实际应用中，当第一柔性衬底1和/或第二柔性衬底3受到外力时，惰性气体致动活塞42朝向连接端滑移并使应变片44发生形变。在实际应用中，处理器通过获取应变片44因形变而发生的电阻变值而实现受力处力及其分布数据(包括每一个气槽力的大小、总压力的大小、以及交叉点处的压力的大小和分布)的获得。

在实施例八中，如图5所示，在实施例七的基础上，测压端为变径结构，包括大径端4111和小径端4112；大径端4111容置活塞42，小径端4112靠近封闭空间设置；优选地，活塞42为凸形结构，包括大端和小端；活塞42的大端靠近封闭空间设置，小端靠近柔性薄膜43设置；进一步优选地，连接端远离活塞42一侧的末端径向朝内延展有第一延展边4121，第一延展边4121的延展端朝向活塞42延展有第二延展边4122；柔性薄膜43设于第二延展边4122的末端。优选地，壳体41的外侧壁与气槽(或通槽3121)的内侧壁过瘾配合从而实现其安装并实现气槽形成封闭空间；当壳体41的外尺寸小于气槽时，则壳体41可通过密封胶密封设于气槽内。

值得说明的是，在上述实施例中，第一柔性衬底1和第二柔性衬底3优选为硅胶材料制成，如液态硅胶或固态硅胶，且柔性隔层2的材质优选与第一柔性衬底1和第二柔性衬底3的材质相同，或者其强度大于第一柔性衬底1和第二柔性衬底3均可。进一步优选地，柔性衬底为平面结构，即柔性衬底靠近第一柔性衬底1一侧的表面为平面，柔性衬底靠近第二柔性衬底3一侧的表面为平面；且第一柔性衬底1和第二柔性衬底3在未开槽之前也优选为平面结构。且柔性薄膜43可为PVDF薄膜或感压墨水薄膜均可。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种气压式柔性传感器阵列，其特征在于，包括：

依次叠设的第一柔性衬底、柔性隔层和第二柔性衬底；

所述第一柔性衬底和所述第二柔性衬底靠近所述柔性隔层一侧的表面均凹设有至少一个气槽；

每一个所述气槽的一端为第一封闭端，另一端密封设有气压传感器单元；使得每一个所述气槽形成一封闭空间，且每一个所述封闭空间内设有惰性气体；

所述第一柔性衬底的气槽的延展方向和所述第二柔性衬底的气槽的延展方向空间垂直交错。

2.根据权利要求1所述的气压式柔性传感器阵列，其特征在于：

所述气槽用于安装所述气压传感器单元的一端为第二封闭端；

所述第二封闭端设有用于安装所述气压传感器单元的通槽。

3.根据权利要求1所述的气压式柔性传感器阵列，其特征在于：

所述第一柔性衬底的气槽的第一封闭端均同侧设置；

和/或，

所述第二柔性衬底的气槽的第一封闭端均同侧设置；

和/或，

所述第一柔性衬底的气槽和所述第二柔性衬底的气槽的截面形状相同且等距设置；

和/或，

所述第一柔性衬底的气槽和所述第二柔性衬底的气槽的数量相同；

和/或，

所述气压传感器单元与所述气槽的过盈配合或通过密封胶密封连接。

4.根据权利要求1所述的气压式柔性传感器阵列，其特征在于：

所述气压传感器单元与所述第一柔性衬底和/或所述第二柔性衬底的外侧壁齐平设置；

和/或，

所述第一柔性衬底和所述第二柔性衬底的弹性模量为定值。

5.根据权利要求1所述的气压式柔性传感器阵列，其特征在于，还包括：

处理器，每一个所述气压传感器单元均与所述处理器连接。

6.根据权利要求5所述的气压式柔性传感器阵列，其特征在于，还包括：

通讯模块，所述通讯模块与所述处理器连接。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的气压式柔性传感器阵列，其特征在于：

所述压力传感器单元包括壳体、活塞、柔性薄膜和应变片；

所述活塞滑动设于所述壳体，并将所述壳体分设成测压端和连接端，且所述测压端与所述封闭空间连通；

所述柔性薄膜抵设于所述活塞靠近所述连接端一侧的端部，且所述柔性薄膜与所述壳体密封连接；

所述应变片铺设于所述柔性薄膜远离所述活塞一侧的表面，使得所述第一柔性衬底和/或所述第二柔性衬底受到外力时，所述惰性气体致动所述活塞朝向所述连接端滑移并使所述应变片发生形变。

8.根据权利要求7所述的气压式柔性传感器阵列，其特征在于：

所述活塞为凸形结构，包括大端和小端；

所述活塞的大端靠近所述封闭空间设置，所述小端靠近所述柔性薄膜设置；

和/或，

所述测压端为变径结构，包括大径端和小径端；

所述大径端容置所述活塞，所述小径端靠近所述封闭空间设置；

和/或，

所述连接端远离所述活塞一侧的末端径向朝内延展有第一延展边，所述第一延展边的延展端朝向所述活塞延展有第二延展边；

所述柔性薄膜设于所述第二延展边的末端。

9.一种适用于上述权利要求1-8任意一项所述的气压式柔性传感器阵列的气压传感器单元，其特征在于，包括：

壳体、活塞、柔性薄膜和应变片；

所述活塞滑动设于所述壳体，并将所述壳体分设成测压端和连接端；

所述柔性薄膜抵设于所述活塞靠近所述连接端一侧的端部，且所述柔性薄膜与所述壳体密封连接；

所述应变片铺设于所述柔性薄膜远离所述活塞一侧的表面；使得致动所述活塞朝向所述连接端滑移时，所述应变片发生形变。

10.根据权利要求9所述的气压传感器单元，其特征在于：

所述测压端为变径结构，包括大径端和小径端；

所述大径端容置所述活塞，所述小径端靠近所述封闭空间设置；

和/或，

所述连接端远离所述活塞一侧的末端径向朝内延展有第一延展边，所述第一延展边的延展端朝向所述活塞延展有第二延展边；

所述柔性薄膜设于所述第二延展边的延展端；

和/或，

所述活塞为凸形结构，包括大端和小端；

所述活塞的大端靠近所述封闭空间设置，所述小端靠近所述柔性薄膜设置。