CN110411626A - 一种基于交叉结构的测力计 - Google Patents
一种基于交叉结构的测力计 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110411626A CN110411626A CN201810401448.2A CN201810401448A CN110411626A CN 110411626 A CN110411626 A CN 110411626A CN 201810401448 A CN201810401448 A CN 201810401448A CN 110411626 A CN110411626 A CN 110411626A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- adhesive layer
- intersection construction
- conducting
- conductive fiber
- dynamometer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2287—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges constructional details of the strain gauges
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
本发明涉及一种基于交叉结构的测力计，包括依次设置的上硬基底、上粘合层、下粘合层以及下硬基底；上粘合层与下粘合层之间粘贴有互相交叉叠放的两根导电纤维束，每根导电纤维束均带有蓬松结构，且两根导电纤维束的蓬松结构互相交叉叠放形成蓬松交叉结。本发明具有使用方便、抗干扰能力强、更换成本低、分辨率高以及灵敏度高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及测力设备技术领域，特别是涉及一种基于交叉结构的测力计。
背景技术
现有的测力计的应力传感器主要基于导电金属的运用。而在测力计的压力传感器中，一些导金属片形成两个导电层，这两个导电层被连续的或间断的非导电的或部分导电的夹层隔开来。这种结构的传感器的属性可以为电阻变量，因为两个导电层可由于压力而相互接触，夹层无法使之避免，一旦压力消失两个导电层又恢复到原来的位置。这类传感器成为电阻传感器。而在其它类型的传感器中，传感器可以作为电容器的电容变量，其中通过在两个导电层之间插入了绝缘或非导电层来实现。由于这类设计的电极或导电层之间的距离也是变化的，所以层之间的电容也会相应地发生变化，这类传感器成为电容传感器。
目前现有的测力计大多数都是利用微纳米材料作为传感主体，但这些微纳米材料对于其载体的附着力一般，有可能存在着长期使用后材料发生脱落而导致性能下降，甚至器件失效的隐患。因此，寻求一种无修饰、工艺简单、灵敏度高的应力传感器是目前传感技术发展的迫切需求。
发明内容
基于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于交叉结构的测力计，其具有使用方便、抗干扰能力强、更换成本低、分辨率高以及灵敏度高的优点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于交叉结构的测力计，包括依次设置的上硬基底、上粘合层、下粘合层以及下硬基底；上粘合层与下粘合层之间粘贴有互相交叉叠放的两根导电纤维束，每根导电纤维束均带有蓬松结构，且两根导电纤维束的蓬松结构互相交叉叠放形成蓬松交叉结。
由此，本发明所述的基于交叉结构的测力计中，利用具有蓬松结构的导电纤维束来构建基于交叉结构的测力计。在该测力计中，蓬松交叉结在外应力的作用下会发生压缩，导致该蓬松交叉结的电阻下降，通过测量蓬松交叉结电阻的变化率从而感应外应力的大小，从而使得测力计通过测量电阻的变化率从而感应测力计受到的力的大小。另外，本发明的测力计还利用了导电纤维本身的导电性，可充当导线无需要外加引线，从而降低器件的复杂性。
为了取得更好的技术效果，进一步的技术改进还包括，所述蓬松结构包括多根导电纤维丝，多根导电纤维丝之间存在多个空隙，两个蓬松结构表面的互相接触导电纤维丝之间形成的导通电流通道的数量以及导电纤维丝之间的空隙随着外力的改变相应地发生改变。
为了取得更好的技术效果，进一步的技术改进还包括，所述两根导电纤维束分别通过导线与外电路实现电连接。
为了取得更好的技术效果，进一步的技术改进还包括，所述导电纤维丝为碳、金属或导电高分子材料。
为了取得更好的技术效果，进一步的技术改进还包括，所述两根导电纤维束交叉叠放形成的夹角为2°至178°。
为了取得更好的技术效果，进一步的技术改进还包括，所述多根导电纤维丝的数量多于15根。
为了取得更好的技术效果，进一步的技术改进还包括，所述上硬基底、下硬基底均为石英层或玻璃层。
为了取得更好的技术效果，进一步的技术改进还包括，所述上粘合层、下粘合层均为胶水层。
附图说明
图1为本发明的基于交叉结构的测力计的结构示意图；
图2为本发明的两导电纤维束交叉叠放的结构示意图；
图3为本发明的导电纤维束的结构示意图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域的普通技术人员应能理解其他可能得实施方式以及本发明的优点。
请同时参阅图1至图3。
本发明的基于交叉结构的测力计，其包括依次设置的上硬基底10、上粘合层20、互相交叉叠放的两根导电纤维束30、下粘合层50以及下硬基底60；所述上粘合层20两侧分别与上硬基底10、两根导电纤维束30粘合固定，所述下粘合层50两侧分别与下硬基底60、两根导电纤维束30粘合固定；两根导电纤维束30上均带有蓬松结构40，且两根导电纤维束30的蓬松结构40互相交叉叠放形成蓬松交叉结31，当上硬基底10受到外力时两导电纤维束30形成的蓬松交叉结31发生压缩。其中，所述两根导电纤维束30交叉叠放形成的夹角为2°至178°；且所述两根导电纤维束30通过导线70与外电路实现电连接。
具体地，所述蓬松结构40包括多根导电纤维丝41，多根导电纤维丝41之间存在多个空隙；两个蓬松结构40表面的互相接触的导电纤维丝41之间形成的导通电流通道的数量以及导电纤维丝41之间的空隙随着外力的改变相应地发生改变。其中，所述导电纤维丝41为碳、金属或导电高分子材料；且为了提高其灵敏度，所述多根导电纤维丝41的数量多于15根。
其中，优选地，所述上硬基底10、下硬基底60为石英层或玻璃层；所述上粘合层20、下粘合层50为胶水层。
以下说明本发明的基于交叉结构的测力计的工作原理：
本发明的测力计通过采用两导电纤维束30上设有的蓬松结构40互相交叉叠放形成蓬松交叉结31来作为测力计的电阻传感器，具体地，通过采用多根导电纤维丝41组成具有蓬松结构40的导电纤维束，当上硬基底10受到外应力时使得两导电纤维束30的蓬松交叉结31发生压缩，此时电阻传感器的电阻随着外力的增加有不同程度的下降，并且电阻传感器的电阻的变化率与所受外力的大小成对应关系，主要体现在两个蓬松结构40互相压缩接触时，两者之间的导电纤维丝41的数量以及导电纤维丝41之间的空隙均与所受外力的大小成对应关系；在撤外力后，两导电纤维束30的蓬松结构40恢复至初始的状态。
与现有技术相比，本发明所述的基于交叉结构的测力计中，利用具有蓬松结构的导电纤维束来构建基于交叉结构的测力计。在该测力计中，蓬松交叉结在外应力的作用下会发生压缩，导致该蓬松交叉结的电阻下降，通过测量蓬松交叉结电阻的变化率从而感应外应力的大小，从而使得测力计通过测量电阻的变化率从而感应测力计受到的力的大小。另外，本发明的测力计还利用了导电纤维本身的导电性，可充当导线无需要外加引线，从而降低器件的复杂性。另外，本发明的测力计还利用了导电纤维本身的导电性，可充当导线无需要外加引线，从而降低器件对金属材料的需求，并且成本低，更换方便，具有很好的市场推广价值。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明基于交叉结构的测力计范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于交叉结构的测力计，其特征在于：包括依次设置的上硬基底、上粘合层、下粘合层以及下硬基底；上粘合层与下粘合层之间粘贴有互相交叉叠放的两根导电纤维束，每根导电纤维束均带有蓬松结构，且两根导电纤维束的蓬松结构互相交叉叠放形成蓬松交叉结。
2.根据权利要求1所述的基于交叉结构的测力计，其特征在于：所述蓬松结构包括多根导电纤维丝，多根导电纤维丝之间存在多个空隙，两个蓬松结构表面互相接触的导电纤维丝之间形成的导通电流通道的数量以及导电纤维丝之间的空隙随着外力的改变相应地发生改变。
3.根据权利要求1所述的基于交叉结构的测力计，其特征在于：所述两根导电纤维束分别通过导线与外电路实现电连接。
4.根据权利要求2所述的基于交叉结构的测力计，其特征在于：所述导电纤维丝为碳、金属或导电高分子材料。
5.根据权利要求1所述的基于交叉结构的测力计，其特征在于：所述两根导电纤维束交叉叠放形成的夹角为2°至178°。
6.根据权利要求2所述的基于交叉结构的测力计，其特征在于：所述多根导电纤维丝的数量多于15根。
7.根据权利要求1所述的基于交叉结构的测力计，其特征在于：所述上硬基底、下硬基底均为石英层或玻璃层。
8.根据权利要求1所述的基于交叉结构的测力计，其特征在于：所述上粘合层、下粘合层均为胶水层。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810401448.2A CN110411626B (zh) | 2018-04-28 | 2018-04-28 | 一种基于交叉结构的测力计 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810401448.2A CN110411626B (zh) | 2018-04-28 | 2018-04-28 | 一种基于交叉结构的测力计 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110411626A true CN110411626A (zh) | 2019-11-05 |
| CN110411626B CN110411626B (zh) | 2021-05-11 |
Family
ID=68357092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810401448.2A Active CN110411626B (zh) | 2018-04-28 | 2018-04-28 | 一种基于交叉结构的测力计 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110411626B (zh) |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101393058A (zh) * | 2008-11-03 | 2009-03-25 | 东华大学 | 一种具有机织结构的柔性电阻式压力传感器及其应用 |
| JP2010014694A (ja) * | 2008-06-04 | 2010-01-21 | Nissan Motor Co Ltd | 負荷検知繊維 |
| CN102414546A (zh) * | 2009-03-05 | 2012-04-11 | 史赛克公司 | 可弹性伸展的织物力感应器阵列及制造方法 |
| CN102822910A (zh) * | 2010-04-09 | 2012-12-12 | 株式会社自动网络技术研究所 | 线束及其生产方法 |
| WO2015119211A1 (ja) * | 2014-02-06 | 2015-08-13 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 圧力センサー用シート、圧力センサーおよび圧力センサー用シートの製造方法 |
| CN105094441A (zh) * | 2015-08-20 | 2015-11-25 | 宸鸿科技(厦门)有限公司 | 一种压力感测装置 |
| US20160054185A1 (en) * | 2013-04-03 | 2016-02-25 | Peyman Servati | Core-shell nanofiber textiles for strain sensing, and methods of their manufacture |
| KR20170003101A (ko) * | 2015-06-30 | 2017-01-09 | 엘지이노텍 주식회사 | 압력 감지 센서 및 이를 포함하는 압력 감지 장치 |
| CN107142554A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-09-08 | 棉联（北京）网络科技有限公司 | 一种压阻纤维、纱线及压阻传感器和织物 |
| CN107271084A (zh) * | 2017-06-22 | 2017-10-20 | 五邑大学 | 一种柔性应力传感器及其制备方法 |
| CN107710432A (zh) * | 2015-04-30 | 2018-02-16 | 帝人株式会社 | 压电元件以及使用其的设备 |
| CN112095202A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-18 | 东华大学 | 一种织物压力感应阵列 |
-
2018
- 2018-04-28 CN CN201810401448.2A patent/CN110411626B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010014694A (ja) * | 2008-06-04 | 2010-01-21 | Nissan Motor Co Ltd | 負荷検知繊維 |
| CN101393058A (zh) * | 2008-11-03 | 2009-03-25 | 东华大学 | 一种具有机织结构的柔性电阻式压力传感器及其应用 |
| CN102414546A (zh) * | 2009-03-05 | 2012-04-11 | 史赛克公司 | 可弹性伸展的织物力感应器阵列及制造方法 |
| CN102822910A (zh) * | 2010-04-09 | 2012-12-12 | 株式会社自动网络技术研究所 | 线束及其生产方法 |
| US20160054185A1 (en) * | 2013-04-03 | 2016-02-25 | Peyman Servati | Core-shell nanofiber textiles for strain sensing, and methods of their manufacture |
| WO2015119211A1 (ja) * | 2014-02-06 | 2015-08-13 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 圧力センサー用シート、圧力センサーおよび圧力センサー用シートの製造方法 |
| CN107710432A (zh) * | 2015-04-30 | 2018-02-16 | 帝人株式会社 | 压电元件以及使用其的设备 |
| KR20170003101A (ko) * | 2015-06-30 | 2017-01-09 | 엘지이노텍 주식회사 | 압력 감지 센서 및 이를 포함하는 압력 감지 장치 |
| CN105094441A (zh) * | 2015-08-20 | 2015-11-25 | 宸鸿科技(厦门)有限公司 | 一种压力感测装置 |
| CN107271084A (zh) * | 2017-06-22 | 2017-10-20 | 五邑大学 | 一种柔性应力传感器及其制备方法 |
| CN107142554A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-09-08 | 棉联（北京）网络科技有限公司 | 一种压阻纤维、纱线及压阻传感器和织物 |
| CN112095202A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-18 | 东华大学 | 一种织物压力感应阵列 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110411626B (zh) | 2021-05-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109238519A (zh) | 一种混合式柔性触觉传感器 | |
| CN101009158B (zh) | 一种改变电容的装置 | |
| CN208736580U (zh) | 一种混合式柔性触觉传感器 | |
| CN108318059A (zh) | 纸基传感器及其制备方法 | |
| CN203365045U (zh) | 一种微电子机械系统的电容式气压传感器 | |
| CN104316224A (zh) | 基于电容与压敏橡胶组合的三维力触觉传感单元 | |
| CN107560766A (zh) | 压阻传感器和用于压阻传感器的压敏元件 | |
| CN106672894A (zh) | 一种基于柔性基板mems开关结构的曲率传感器 | |
| CN107340082A (zh) | 一种软性薄膜压力传感器 | |
| CN108292186A (zh) | 静电电容式传感器 | |
| CN106197775A (zh) | 一种压力传感器 | |
| CN110411626A (zh) | 一种基于交叉结构的测力计 | |
| CN107562235A (zh) | 压力感应器件及触摸显示装置 | |
| CN107167948B (zh) | 显示面板和显示装置 | |
| CN2870113Y (zh) | 一种改变电容的装置 | |
| CN103176660A (zh) | 位置传感器 | |
| CN107866824A (zh) | 机器人电子皮肤 | |
| CN206420594U (zh) | 压力传感器及电子装置 | |
| CN105675183A (zh) | 一种力学感应板 | |
| CN109714475A (zh) | 一种压阻式传感器使用新贴合实现新功能的装置及方法 | |
| CN209623917U (zh) | 一种mems压力传感器 | |
| CN205246696U (zh) | 一种液体加速度测量装置 | |
| KR102225647B1 (ko) | 자가치유 스트레인 센서 | |
| CN110411620A (zh) | 一种阈值可调的测力计 | |
| CN110411624A (zh) | 一种阵列式应力传感器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |