CN110095211B - 一种可拉伸触觉传感器阵列及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种可拉伸触觉传感器阵列及其制备方法，该传感器阵列包括三大层结构，第一大层结构包括柔性可拉伸基底、形成在柔性可拉伸基底上的可拉伸敏感元件阵列和与可拉伸敏感元件阵列相对应连接设置的第一可拉伸电极阵列，第二大层结构包括键合在第一大层结构上的第二柔性可拉伸介电层和形成在第二柔性可拉伸介电层上的第二可拉伸电极阵列，第三大层结构包括键合在第二大层结构上的第三柔性可拉伸介电层、形成在第三柔性可拉伸介电层上的第三可拉伸电极阵列和覆盖第三可拉伸电极阵列的封装层。该传感器阵列能够在拉伸应变的条件下测量法向压力的大小，该器件的结构紧凑，厚度小，制作工艺简单。

Description

一种可拉伸触觉传感器阵列及其制备方法

技术领域

本发明涉及触觉传感器，特别是一种可拉伸触觉传感器阵列及其制备方法。

背景技术

随着微电子技术和通信技术的快速发展，人们在该类技术中获得相当大的便利，同时，急切追求更人性化、更舒适、更高科技含量的智能产品。下一代电子设备必须具备轻质、可弯曲、成本低廉和能够大规模生产的特性。分布式传感器、电子纸和柔性显示屏器件等便携式、可穿戴电子设备逐渐步入人们的日常生活。便携式、可穿戴电子设备的重要特点是全柔性，柔性电极的优势日益凸显，在工程设计方面有很大的自由度，可拉伸高灵敏的柔性传感器阵列以多传感器来感知曲面上的压力分布信息，在诸多方面有较好的应用前景，可广泛地应用于电子产品、医疗保健、运动器材、穿戴式设备等应用领域。

目前柔性可拉伸传感器器件主要分为压力传感器和可拉伸应变传感器，分别可以测量法向压力和应变的大小,但是，如何获得既能测量法向压力又能测量应变的可拉伸传感器，尤其是一种能在拉伸应变的条件下测量法向压力的可拉伸传感器，是现有技术所面临的问题。

此外，目前柔性可拉伸应变传感器的器件部分存在器件可拉伸，但电极不可拉伸，需要额外的外置电极的问题；而具备可拉伸敏感元件和可拉伸电极的则存在制备工艺复杂，难以大规模制备应用的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种可拉伸触觉传感器阵列及其制备方法，该可拉伸触觉传感器阵列能够在拉伸应变的条件下测量法向压力的大小。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可拉伸触觉传感器阵列，包括第一大层结构、第二大层结构和第三大层结构，所述第一大层结构包括柔性可拉伸基底、形成在所述柔性可拉伸基底上的可拉伸敏感元件阵列和与所述可拉伸敏感元件阵列相对应连接设置的第一可拉伸电极阵列，所述第一大层结构形成可拉伸应变传感器阵列，所述第二大层结构包括键合在所述第一大层结构上的第二柔性可拉伸介电层和形成在所述第二柔性可拉伸介电层上的第二可拉伸电极阵列，所述第三大层结构包括键合在所述第二大层结构上的第三柔性可拉伸介电层、形成在所述第三柔性可拉伸介电层上的第三可拉伸电极阵列和覆盖所述第三可拉伸电极阵列的封装层，所述第二大层结构和所述第三大层结构形成可拉伸压力传感器阵列。

进一步地：

所述第二可拉伸电极阵列和所述第三可拉伸电极阵列中的各电极分别沿横纵方向连接排布，两个电极阵列垂直交错。

还包括第一柔性可拉伸介电层，所述第一可拉伸电极阵列包括垂直交错的横向电极和纵向电极，所述第一柔性可拉伸介电层将所述横向电极和纵向电极相交的部分相隔离。

所述柔性可拉伸基底、所述封装层和所述第一至第三柔性可拉伸介电层的材料包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)、Ecoflex、橡胶、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)中的一种或多种。

所述可拉伸敏感元件和/或所述电极的材料包括碳纳米管(CNT)、纳米银、石墨烯中的一种或多种。

所述可拉伸敏感元件和所述电极的材料为同一种材料。

所述第一至第三可拉伸电极阵列的电极设置成在所述可拉伸触觉传感器阵列处于释放状态时具有沿着所述可拉伸触觉传感器阵列的可拉伸方向分布的可拉伸褶皱结构，所述褶皱结构在所述可拉伸触觉传感器阵列处于拉伸状态时沿着拉伸方向展平而至少部分地抵消所述电极受到的拉伸力，且在所述拉伸力消失时复原所述褶皱结构。

一种制备所述的可拉伸触觉传感器阵列的方法，包括以下步骤：

S1、制作所述第一大层结构，包括柔性可拉伸基底、形成在所述柔性可拉伸基底上的可拉伸敏感元件阵列和与所述可拉伸敏感元件阵列相对应连接设置的第一可拉伸电极阵列；

S2、制作所述第二大层结构，包括第二柔性可拉伸介电层和形成在所述第二柔性可拉伸介电层上的第二可拉伸电极阵列，并将所述第二大层结构键合在所述第一大层结构上；

S3、制作所述第三大层结构，包括第三柔性可拉伸介电层、形成在所述第三柔性可拉伸介电层上的第三可拉伸电极阵列和覆盖所述第三可拉伸电极阵列的封装层，并将所述第三大层结构键合在所述第二大层结构上。

进一步地：

步骤S1中，先将所述柔性可拉伸基底预拉伸后，再在所述柔性可拉伸基底层上喷涂制作所述第一可拉伸电极阵列，然而将所述柔性可拉伸基底从拉伸状态下释放恢复初始状态后，再在所述柔性可拉伸基底上喷涂制作所述可拉伸敏感元件阵列；

步骤S2中，先将所述第二柔性可拉伸介电层预拉伸后，再在所述第二柔性可拉伸介电层上喷涂制作所述第二可拉伸电极阵列，然后将所述第二柔性可拉伸介电层从拉伸状态下释放恢复初始状态，再将其与所述第一大层结构键合在一起；

步骤S3中，先将所述第三柔性可拉伸介电层预拉伸后，再在所述第二柔性可拉伸介电层上喷涂制作所述第三可拉伸电极阵列，然后将所述第三柔性可拉伸介电层从拉伸状态下释放恢复初始状态，再将其与所述第二大层结构键合在一起。

所述预拉伸是拉伸到可复原的最大应变程度的50％以上。

步骤S1包括：

将碳纳米管分散在异丙醇中，并进行超声处理获得使碳纳米管分散均匀的碳纳米管分散液；

将所述柔性可拉伸基底预拉伸后，与电极掩膜版贴合在一起，对所述柔性可拉伸基底进行氧等离子处理和预热处理，将所述碳纳米管分散液分散液通过所述电极掩膜版喷涂到所述柔性可拉伸基底，以制作形成所述第一可拉伸电极阵列；

将喷涂好所述第一可拉伸电极阵列的所述柔性可拉伸基底释放恢复初始状态，再将所述柔性可拉伸基底与敏感元件掩膜版贴合在一起，将所述碳纳米管分散液通过所述敏感元件掩膜版喷涂到所述柔性可拉伸基底层，以制作形成所述可拉伸敏感元件阵列。

本发明具有如下有益效果：

本发明提供一种可拉伸触觉传感阵列，将可拉伸压力传感器阵列和可拉伸应变传感器阵列结合在一起，其器件的厚度小，制作工艺简单；其中第一大层结构形成可拉伸应变传感器，其原理是在拉伸应变条件下，敏感元件电阻发生变化，从而根据电阻变化的大小求出拉伸应变的大小。第二大层与第三大层两者相配合形成可拉伸电容式压力传感器，其原理是根据胡克定律△F＝-k·Δd，法向压力会使两层电极之间的介电层厚度d减小，根据平行板电容公式C＝εS/d，根据电容的变化可以求出介电层厚度d的变化，从而测出法向压力的大小。而除了法向压力，拉伸也会导致介电层厚度d发生变化，因此一般的压力传感器不能在拉伸应变的条件下测量法向压力的大小，但本发明可以通过可拉伸应变传感器测量拉伸应变，从而通过泊松比公式v＝-ε₁/ε，求出拉伸导致压力传感器介电层厚度d的变化，对其提供补偿，从而使可拉伸压力传感器能够在拉伸应变的条件下测量法向压力的大小。

在优选的方案中，本发明提供一种制备工艺简单有效的可拉伸触觉传感阵列，其中所述第一至第三可拉伸电极阵列的电极设置成在所述可拉伸触觉传感器阵列处于释放状态时具有沿着所述可拉伸触觉传感器阵列的可拉伸方向分布的可拉伸褶皱结构，所述褶皱结构在所述可拉伸触觉传感器阵列处于拉伸状态时沿着拉伸方向展平而至少部分地抵消所述电极受到的拉伸力，且在所述拉伸力消失时复原所述褶皱结构，采用这种电极结构的可拉伸触觉传感阵列具有拉伸应变范围大、灵敏度高和稳定性高的优点，能够实现适应于各种需要测量拉伸应变场合，且其制备方法简单，工艺流程少，成本较低，适于大规模制备。本发明方法制作该传感器时，电极因为在拉伸状态下制备，释放后会形成所述褶皱结构，使用时，对其拉伸小于制备时拉伸的应变时，相当于将褶皱结构拉平，电极本身长度不变，没有裂纹的产生，因此其电阻不会发生变化或发生可忽略的微小变化。而该传感器的可拉伸敏感元件则是在释放状态下制备，在拉伸时会使敏感元件产生一定的裂纹，从而使电阻发生较大的变化，从而可以通过电阻的变化测量应变的大小。较佳地，敏感元件和可拉伸电极可以为同一种材料，都只需要采用同一种工艺即喷涂工艺将其与基底结合，使其不仅具有较好的稳定性，而且极大简化了操作步骤，降低了生产成本，尤其适用于工业大规模生产。

附图说明

图1为本发明可拉伸触觉传感器阵列的一种实施例的剖面结构示意图；

图2为本发明可拉伸触觉传感器阵列的第一大层俯视图；

图3为本发明可拉伸触觉传感器阵列的一种实施例的立体结构示意图。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

参阅图1至图3，在一种实施例中，一种可拉伸触觉传感器阵列，包括第一大层结构、第二大层结构和第三大层结构，所述第一大层结构包括柔性可拉伸基底1、形成在所述柔性可拉伸基底1上的可拉伸敏感元件阵列3和与所述可拉伸敏感元件阵列3相对应连接设置的第一可拉伸电极阵列，所述第一大层结构形成可拉伸应变传感器阵列，所述第二大层结构包括键合在所述第一大层结构上的第二柔性可拉伸介电层6和形成在所述第二柔性可拉伸介电层6上的第二可拉伸电极阵列7，所述第三大层结构包括键合在所述第二大层结构上的第三柔性可拉伸介电层8、形成在所述第三柔性可拉伸介电层8上的第三可拉伸电极阵列9和覆盖所述第三可拉伸电极阵列9的封装层10，所述第二大层结构和所述第三大层结构形成可拉伸压力传感器阵列。

本发明的可拉伸触觉传感阵列将可拉伸压力传感器阵列和可拉伸应变传感器阵列结合在一起，其中第一大层结构形成可拉伸应变传感器，其原理是在拉伸应变条件下，敏感元件电阻发生变化，从而根据电阻变化的大小求出拉伸应变的大小。第二大层与第三大层两者相配合形成可拉伸电容式压力传感器，其原理是根据胡克定律△F＝-k·Δd，法向压力会使两层电极之间的介电层厚度d减小，根据平行板电容公式C＝εS/d，根据电容的变化可以求出介电层厚度d的变化，从而测出法向压力的大小。而除了法向压力，拉伸也会导致介电层厚度d发生变化，因此一般的压力传感器不能在拉伸应变的条件下测量法向压力的大小，但本发明可以通过第一大层形成的可拉伸应变传感器测量拉伸应变，从而通过泊松比公式v＝-ε₁/ε，求出拉伸导致压力传感器介电层厚度d的变化，对其提供补偿，从而使第二大层与第三大层形成的可拉伸压力传感器能够在拉伸应变的条件下测量法向压力的大小。

在优选的实施例中，所述第二可拉伸电极阵列7和所述第三可拉伸电极阵列9中的各电极分别沿横纵方向连接排布，两个电极阵列垂直交错。通过这种设计，第二可拉伸电极阵列7和所述第三可拉伸电极阵列9对两个垂直方向上的拉力都有响应，从而可以测两个方向的拉力。

在优选的实施例中，可拉伸触觉传感阵列还包括第一柔性可拉伸介电层5，所述第一可拉伸电极阵列包括垂直交错的横向电极2和纵向电极4，所述第一柔性可拉伸介电层5将所述横向电极2和纵向电极4相交的部分相隔离。第一柔性可拉伸介电层5的形状可设置成(但不限于)矩形、圆形、平行四边形等。

在优选的实施例中，所述柔性可拉伸基底1、所述第一至第三柔性可拉伸介电层5、6、8、所述封装层10的材料包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)、Ecoflex(德国BASF公司所制造的脂肪族芳香族无规共聚酯)、橡胶、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)中的一种或多种。

在优选的实施例中，所述可拉伸敏感元件和/或所述电极的材料包括碳纳米管(CNT)、纳米银、石墨烯中的一种或多种。

在优选的实施例中，所述可拉伸敏感元件和所述电极的材料为同一种材料。

在优选的实施例中，所述第一至第三可拉伸电极阵列1、7、9的电极设置成在所述可拉伸触觉传感器阵列处于释放状态时具有沿着所述可拉伸触觉传感器阵列的可拉伸方向分布的可拉伸褶皱结构，所述褶皱结构在所述可拉伸触觉传感器阵列处于拉伸状态时沿着拉伸方向展平而至少部分地抵消所述电极受到的拉伸力，且在所述拉伸力消失时复原所述褶皱结构。

本发明的可拉伸触觉传感阵列将可拉伸压力传感器阵列和可拉伸应变传感器阵列结合在一起，能够在拉伸应变的条件下测量法向压力的大小，该器件的结构紧凑，厚度小，制作工艺简单。使用本发明的可拉伸触觉传感阵列，通过可拉伸应变传感器测量拉伸应变，可通过泊松比公式求出拉伸导致压力传感器的变化，对其提供补偿，从而使可拉伸压力传感器能够在拉伸应变的条件下测量法向压力的大小。

一种制备所述的可拉伸触觉传感器阵列的方法，包括以下步骤：

S1、制作所述第一大层结构，包括柔性可拉伸基底1、形成在所述柔性可拉伸基底1上的可拉伸敏感元件阵列3和与所述可拉伸敏感元件阵列3相对应连接设置的第一可拉伸电极阵列；

S2、制作所述第二大层结构，包括第二柔性可拉伸介电层6和形成在所述第二柔性可拉伸介电层6上的第二可拉伸电极阵列7，并将所述第二大层结构键合在所述第一大层结构上；

S3、制作所述第三大层结构，包括第三柔性可拉伸介电层8、形成在所述第三柔性可拉伸介电层8上的第三可拉伸电极阵列9和覆盖所述第三可拉伸电极阵列9的封装层，并将所述第三大层结构键合在所述第二大层结构上。

在优选的实施例中，步骤S1中，形成的所述第一可拉伸电极阵列包括垂直交错的横向电极2和纵向电极4，还形成第一柔性可拉伸介电层5，将所述横向电极2和纵向电极4相交的部分相隔离。第一柔性可拉伸介电层5的形状可设置成(但不限于)矩形、圆形、平行四边形等。

在优选的实施例中，步骤S1中，先将所述柔性可拉伸基底1预拉伸后，再在所述柔性可拉伸基底1层上喷涂制作所述第一可拉伸电极阵列2，然而将所述柔性可拉伸基底1从拉伸状态下释放恢复初始状态后，再在所述柔性可拉伸基底1上喷涂制作所述可拉伸敏感元件阵列3；

步骤S2中，先将所述第二柔性可拉伸介电层6预拉伸后，再在所述第二柔性可拉伸介电层6上喷涂制作所述第二可拉伸电极阵列7，然后将所述第二柔性可拉伸介电层6从拉伸状态下释放恢复初始状态，再将其与所述第一大层结构键合在一起；

步骤S3中，先将所述第三柔性可拉伸介电层8预拉伸后，再在所述第二柔性可拉伸介电层6上喷涂制作所述第三可拉伸电极阵列9，然后将所述第三柔性可拉伸介电层8从拉伸状态下释放恢复初始状态，再将其与所述第二大层结构键合在一起。

制作时，电极因为在拉伸状态下制备，释放后会形成所述褶皱结构，使用时，对其拉伸小于制备时拉伸的应变时，相当于将褶皱结构拉平，电极本身长度不变，没有裂纹的产生，因此其电阻不会发生变化或发生可忽略的微小变化。而该传感器的可拉伸敏感元件则是在释放状态下制备，在拉伸时会使敏感元件产生一定的裂纹，从而使电阻发生较大的变化，从而可以通过电阻的变化测量应变的大小。

在优选的实施例中，所述预拉伸是拉伸到可复原的最大应变程度的50％以上，更佳为80％以上。

在优选的实施例中，步骤S1包括：

将碳纳米管分散在异丙醇中，并进行超声处理获得使碳纳米管分散均匀的碳纳米管分散液；

将所述柔性可拉伸基底预拉伸后，与电极掩膜版贴合在一起，对所述柔性可拉伸基底进行氧等离子处理和预热处理，将所述碳纳米管分散液分散液通过所述电极掩膜版喷涂到所述柔性可拉伸基底，以制作形成所述第一可拉伸电极阵列；

将喷涂好所述第一可拉伸电极阵列的所述柔性可拉伸基底释放恢复初始状态，再将所述柔性可拉伸基底与敏感元件掩膜版贴合在一起，将所述碳纳米管分散液通过所述敏感元件掩膜版喷涂到所述柔性可拉伸基底层，以制作形成所述可拉伸敏感元件阵列。

优选地，步骤S2和步骤S3中也可采用同样的方式制备可拉伸电极阵列。

以下进一步描述本发明具体实施例的特征和优点。

一种具体实施例的可拉伸触觉传感器阵列包括三大层结构，其中第一大层可构成柔性可拉伸应变传感器阵列，第二大层结构和第三大层结构可构成可拉伸压力传感器阵列。如图所示，第一大层结构包含基底1、可拉伸横向电极2、可拉伸敏感元件3、可拉伸纵向电极4和介电层5。基底1的材料为聚二甲基硅氧烷(PDMS)、Ecoflex、橡胶、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)等柔性可拉伸透明材料，可拉伸横向电极2、可拉伸敏感元件3和可拉伸纵向电极4的材料为碳纳米管(CNT)、纳米银、石墨烯等导电材料，介电层5的材料为聚二甲基硅氧烷(PDMS)、Ecoflex、橡胶、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)等柔性可拉伸透明绝缘材料。在喷涂可拉伸横向电极2和可拉伸纵向电极4时需要将基底预拉伸50％应变以上，在喷涂敏感元件3时则需要将基底从拉伸状态下释放恢复初始状态后进行喷涂。介电层5是通过涂布棒将液体状态的可拉伸材料覆盖在喷好的部分电极上的。

第二大层结构通过键合工艺和第一大层结构键合在一起，第二大层结构包含介电层6和可拉伸电极阵列7，介电层6的材料为聚二甲基硅氧烷(PDMS)、Ecoflex、橡胶、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)等柔性可拉伸透明绝缘材料，可拉伸电极阵列7的材料为碳纳米管(CNT)、纳米银、石墨烯等导电材料。其中可拉伸电极阵列7采用喷涂工艺喷涂在介电层6上，在喷涂可拉伸电极7时需要将介电层6预拉伸50％应变以上进行，释放拉力后将其与第一大层键合在一起。

第三大层结构包含介电层8、可拉伸电极阵列9和封装层10，介电层8和封装层10的材料为聚二甲基硅氧烷(PDMS)、Ecoflex、橡胶、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)等柔性可拉伸透明绝缘材料，可拉伸电极9的材料为碳纳米管(CNT)、纳米银、石墨烯等导电材料。其中可拉伸电极9采用喷涂工艺喷涂在介电层8上，在喷涂可拉伸电极阵列9时需要将介电层8预拉伸50％应变以上进行，释放拉力后将其与第二大层键合在一起，完成可拉伸触觉传感阵列的制备。

制作实例：

本例制作可拉伸触觉传感器阵列，具体包括以下步骤：

1)按照质量比1:3的比例将SEBS(日本旭化成公司，H1221)与甲苯混合，加入搅拌子，将其放入磁力搅拌器上在500r.p.m转速下充分搅拌90分钟后，将其通过匀胶机将其旋涂在覆盖一层PDMS的4寸Si片上，匀胶机转速为300r/min,然后将Si片在热板上60℃烘20min后使其固化成膜，一共制备三片SEBS。然后通过激光雕刻机对其中一片进行刻蚀，得到80mm×80mm的正方形图形，然后将SEBS从Si片上揭下将其拉伸80％应变后固定在覆盖一层PDMS的Si片上。

2)用分析天平称取20mg的P3-SWNT分散在100mL的异丙醇中，使用超声机对碳管进行超声3h。使用细胞破碎机超声1h，使碳纳米管分散均匀；

3)将SEBS拉伸应变后的Si片与电极掩膜版贴合在一起，并在下方用磁铁将其紧密贴合，对SEBS进行2min氧等离子处理，将热板调至120℃，对Si片预热5min，将分散好的碳管用移液枪量取8ml装入喷笔后启动电动位移台进行喷涂，其中喷笔与样品距离为10cm，气瓶的气压为0.25Mpa。

4)将喷涂好电极层的SEBS释放，恢复初始状态，再将其固定在覆盖有一层PDMS的Si片上与敏感元件掩膜版贴合在一起，并在下方用磁铁将其紧密贴合，将离心好的碳管用移液枪量取2ml装入喷笔后启动电动位移台进行喷涂，其中喷笔与样品距离为10cm，气瓶的气压为0.25Mpa。

5)将喷涂后的SEBS放入烘箱抽真空后在100℃条件下烘烤1h。

6)将之前配好的SEBS溶液通过涂布棒将敏感元件覆盖一层，在热板上60℃条件下烘20min，完成第一大层结构的制备。

7)将步骤一制备好的SEBS通过激光雕刻机对其进行刻蚀，得到80mm×60mm的矩形图形，然后将其从Si片上揭下将其拉伸80％应变后固定在覆盖一层PDMS的Si片上。再将SEBS拉伸应变后的Si片与电极掩膜版贴合在一起，并在下方用磁铁将其紧密贴合，对SEBS进行2min氧等离子处理，将热板调至120℃，对Si片预热5min，将分散好的碳管用移液枪量取8ml装入喷笔后启动电动位移台进行喷涂，其中喷笔与样品距离为10cm，气瓶的气压为0.25Mpa，将其从拉伸状态下释放后完成第二大层结构的制备。

8)重复步骤7，通过涂布棒在喷好碳管的SEBS上用步骤1制备的SEBS覆盖一层，在热板上60℃条件下烘20min，完成第三大层结构的制备。

9)通过对准机将三大层结构键合在一起，完成可拉伸触觉传感器阵列的制备。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种可拉伸触觉传感器阵列，其特征在于,包括第一大层结构、第二大层结构和第三大层结构，所述第一大层结构包括柔性可拉伸基底、形成在所述柔性可拉伸基底上的可拉伸敏感元件阵列和与所述可拉伸敏感元件阵列相对应连接设置的第一可拉伸电极阵列，所述第一大层结构形成可拉伸应变传感器阵列，所述第二大层结构包括键合在所述第一大层结构上的第二柔性可拉伸介电层和形成在所述第二柔性可拉伸介电层上的第二可拉伸电极阵列，所述第三大层结构包括键合在所述第二大层结构上的第三柔性可拉伸介电层、形成在所述第三柔性可拉伸介电层上的第三可拉伸电极阵列和覆盖所述第三可拉伸电极阵列的封装层，所述第二大层结构和所述第三大层结构形成可拉伸压力传感器阵列，所述第一至第三可拉伸电极阵列的电极设置成在所述可拉伸触觉传感器阵列处于释放状态时具有沿着所述可拉伸触觉传感器阵列的可拉伸方向分布的可拉伸褶皱结构，所述褶皱结构在所述可拉伸触觉传感器阵列处于拉伸状态时沿着拉伸方向展平而至少部分地抵消所述电极受到的拉伸力，且在所述拉伸力消失时复原所述褶皱结构；其中，在拉伸应变条件下，根据电阻变化的大小求出拉伸应变的大小，所述第二大层结构与所述第三大层结构相配合形成可拉伸电容式压力传感器，法向压力使两层电极之间的介电层厚度减小，根据平行板电容的变化求出介电层厚度的变化，从而测出法向压力的大小，通过可拉伸应变传感器测量拉伸应变，从而通过泊松比公式v=-ε1/ε，求出拉伸导致可拉伸压力传感器介电层厚度的变化，对其提供补偿，从而使可拉伸压力传感器能够在拉伸应变的条件下测量法向压力的大小。

2.如权利要求1所述的可拉伸触觉传感器阵列，其特征在于,所述第二可拉伸电极阵列和所述第三可拉伸电极阵列中的各电极分别沿横纵方向连接排布，两个电极阵列垂直交错。

3.如权利要求1或2所述的可拉伸触觉传感器阵列，其特征在于,还包括第一柔性可拉伸介电层，所述第一可拉伸电极阵列包括垂直交错的横向电极和纵向电极，所述第一柔性可拉伸介电层将所述横向电极和纵向电极相交的部分相隔离。

4.如权利要求1或2所述的可拉伸触觉传感器阵列，其特征在于, 所述柔性可拉伸基底、所述封装层和所述第一至第三柔性可拉伸介电层的材料包括聚二甲基硅氧烷、Ecoflex、橡胶、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的一种或多种。

5.如权利要求1至2任一项所述的可拉伸触觉传感器阵列，其特征在于,所述可拉伸敏感元件和/或所述电极的材料包括碳纳米管、纳米银、石墨烯中的一种或多种。

6.一种制备如权利要求1至5任一项所述的可拉伸触觉传感器阵列的方法，其特征在于,包括以下步骤：

S1、制作所述第一大层结构，包括柔性可拉伸基底、形成在所述柔性可拉伸基底上的可拉伸敏感元件阵列和与所述可拉伸敏感元件阵列相对应连接设置的第一可拉伸电极阵列；

S2、制作所述第二大层结构，包括第二柔性可拉伸介电层和形成在所述第二柔性可拉伸介电层上的第二可拉伸电极阵列，并将所述第二大层结构键合在所述第一大层结构上；

S3、制作所述第三大层结构，包括第三柔性可拉伸介电层、形成在所述第三柔性可拉伸介电层上的第三可拉伸电极阵列和覆盖所述第三可拉伸电极阵列的封装层，并将所述第三大层结构键合在所述第二大层结构上。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于,步骤S1中，先将所述柔性可拉伸基底预拉伸后，再在所述柔性可拉伸基底层上喷涂制作所述第一可拉伸电极阵列，然后将所述柔性可拉伸基底从拉伸状态下释放恢复初始状态后，再在所述柔性可拉伸基底上喷涂制作所述可拉伸敏感元件阵列；

步骤S2中，先将所述第二柔性可拉伸介电层预拉伸后，再在所述第二柔性可拉伸介电层上喷涂制作所述第二可拉伸电极阵列，然后将所述第二柔性可拉伸介电层从拉伸状态下释放恢复初始状态，再将其与所述第一大层结构键合在一起；

步骤S3中，先将所述第三柔性可拉伸介电层预拉伸后，再在所述第二柔性可拉伸介电层上喷涂制作所述第三可拉伸电极阵列，然后将所述第三柔性可拉伸介电层从拉伸状态下释放恢复初始状态，再将其与所述第二大层结构键合在一起。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于,所述预拉伸是拉伸到可复原的最大应变程度的50%以上。

9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于,步骤S1包括：

将碳纳米管分散在异丙醇中，并进行超声处理获得使碳纳米管分散均匀的碳纳米管分散液；

将所述柔性可拉伸基底预拉伸后，与电极掩膜版贴合在一起，对所述柔性可拉伸基底进行氧等离子处理和预热处理，将所述碳纳米管分散液分散液通过所述电极掩膜版喷涂到所述柔性可拉伸基底，以制作形成所述第一可拉伸电极阵列；

将喷涂好所述第一可拉伸电极阵列的所述柔性可拉伸基底释放恢复初始状态，再将所述柔性可拉伸基底与敏感元件掩膜版贴合在一起，将所述碳纳米管分散液通过所述敏感元件掩膜版喷涂到所述柔性可拉伸基底层，以制作形成所述可拉伸敏感元件阵列。