CN110553766A - 力传感器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种力传感器及其制造方法，涉及检测技术领域，所述力传感器包括：柔性基底、形成于所述柔性基底内的至少一个腔体、及设于所述腔体内壁的至少两个电极；所述腔体内填充有液态金属或胶态金属，所述液态金属或所述胶态金属将至少两个所述电极电连通。采用本发明实施例提供的技术方案，避免了现有技术中金属因多次弯折而发生非弹性形变的现象，提高了力检测的可靠性，更利于实现运动检测。

Description

力传感器及其制造方法

技术领域

本发明涉及检测技术领域，特别是涉及一种力传感器及其制造方法。

背景技术

力传感器能够获取压力信号，并按照一定的规律将压力信号转换成电信号的器件或装置。现有的力传感器通常采用金、银、铜等能够发生弹性形变贵金属作为探头，以通过形变来获取压力信号。然而，金属经过多次弯折后会积累应力，产生金属疲劳；在超过一定形变范围后，金属会发生非弹性形变，无法恢复至初始状态；例如，当力传感器应用于运动检测时，金属容易因弯折的次数较多而发生非弹性形变，从而带来较大的测量误差。

发明内容

基于此，有必要提供一种力传感器及其制造方法，能够提高力传感的可靠性。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种力传感器，所述力传感器包括：

柔性基底、形成于所述柔性基底内的至少一个腔体、设于所述腔体内壁的至少两个电极；所述腔体内填充有液态金属或胶态金属，所述液态金属或所述胶态金属将至少两个所述电极电连通。

在一种可选的实施方式中，所述至少两个电极包括设于所述腔体顶部的至少一个电极、以及设于所述腔体底部的至少一个电极；或

所述至少两个电极包括设于所述腔体侧壁的至少两个电极。

在一种可选的实施方式中，所述至少两个电极设于所述腔体顶部；或

所述至少两个电极设于所述腔体底部。

在一种可选的实施方式中，所述至少两个电极包括设于所述腔体侧壁的至少一个电极，以及设于所述腔体顶部的至少一个电极；或

所述至少两个电极包括设于所述腔体侧壁的至少一个电极，以及设于所述腔体底部的至少一个电极。

在一种可选的实施方式中，所述腔体的数量为多个，多个所述腔体相互间隔排列于所述柔性基底内。

在一种可选的实施方式中，多个所述腔体沿直线排列；或者，多个所述腔体呈阵列式排列；或者，多个所述腔体其中一个位于中心，其余所述腔体沿以所述中心为圆心的圆周排列。

在一种可选的实施方式中，所述柔性基底的表面设有至少一个凸起，所述凸起对应至少一个所述腔体设置。

在一种可选的实施方式中，所述腔体的数量为所述凸起的数量的两倍，每个所述凸起对应两个所述腔体设置，两个所述腔体的顶部靠近对应的所述凸起的边缘。

在一种可选的实施方式中，所述电极为能够变形的电极。

在一种可选的实施方式中，所述电极为网状结构。

在一种可选的实施方式中，所述柔性基底的材料为PDMS、PET或PI；及/或

所述电极的材料为金属单质、ITO、AZO、碳纳米管或石墨烯。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种力传感器的制造方法，所述制造方法包括：

提供第一柔性基底；

提供第二柔性基底，于所述第二柔性基底的表面形成至少一个凹槽，所述凹槽能够与所述第一柔性基底配合形成对应的腔体；

在所述腔体内壁形成至少两个电极；

对所述第一柔性基底与所述第二柔性基底进行密封连接；所述腔体内填充有液态金属或胶态金属。

在一种可选的实施方式中，所述在所述腔体内壁形成至少两个电极的方法，包括：

在所述第一柔性基底的表面形成第一电极；

在所述凹槽的底部形成第二电极。

在一种可选的实施方式中，所述液态金属或所述胶态金属采用注射方式注入密封后的所述凹槽内。

在一种可选的实施方式中，所述液态金属或所述胶态金属注入密封前的所述凹槽内。

在一种可选的实施方式中，所述提供第一柔性基底，包括：

提供第一原始柔性基底；

对所述第一原始柔性基底采用减法工艺形成凸起，以得到表面具有所述凸起的第一柔性基底。

在一种可选的实施方式中，所述电极采用3D打印方式形成于所述腔体内壁。

相比于现有技术，本发明具有如下突出的有益效果：

本发明提供了一种力传感器及其制造方法，通过液态金属或胶态金属将至少两个所述电极电连通，使得液态金属或胶态金属充当着至少两个所述电极之间的导电介质，实现在柔性基底内构造可变电阻单元；采用本发明提供的力传感器，可将外力对柔性基底的作用，转化为柔性基底对腔体的拉伸或压缩，腔体的变形导致至少两个所述电极之间的距离发生变化，使得可变电阻单元的阻值发生变化，因此，通过确定阻值的变化或确定由阻值变化引起的电信号的变化即可实现力的检测。由于腔体的变形是由柔性基底的形变能力决定，不受金属本身的拉抻性能限制，故本实施例提供的力传感器避免了现有技术中金属发生非弹性形变而带来测量误差的现象，提高了力检测的可靠性，更利于实现运动检测。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的力传感器的剖视图；

图2是本发明一实施方式提供的力传感器的主视图；

图3是本发明又一实施方式提供的力传感器的主视图；

图4是本发明又一实施方式提供的力传感器的主视图；

图5是本发明又一实施方式提供的力传感器的主视图；

图6是本发明又一实施方式提供的力传感器的主视图；

图7是本发明又一实施方式提供的力传感器的主视图；

图8是图7中的力传感器在纵向力F1作用下的主视图；

图9是本发明又一实施方式提供的力传感器的主视图；

图10是图9中的力传感器在纵向力F1作用下的主视图；

图11是本发明又一实施方式提供的力传感器的主视图；

图12是本发明又一实施方式提供的力传感器的主视图；

图13是本发明又一实施方式提供的力传感器的主视图；

图14是图13中的力传感器在纵向力F1作用下的主视图；

图15是图13中的力传感器在横向力F2作用下的主视图；

图16是本发明又一实施方式提供的力传感器的主视图；

图17是本发明又一实施方式提供的力传感器的俯视图；

图18是本发明实施例二提供的力传感器的制造方法的流程图；

图19是本发明一实施方式提供的力传感器的制造方法中的第一原始柔性基底11的示意图；

图20是本发明一实施方式提供的力传感器的制造方法的步骤一的示意图；

图21是本发明一实施方式提供的力传感器的制造方法的步骤二的示意图；

图22是本发明一实施方式提供的力传感器的制造方法的步骤三的示意图；

图23是本发明一实施方式提供的力传感器的制造方法的步骤四的示意图；

图24是本发明一实施方式提供的力传感器的制造方法的步骤五的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

在本发明实施例的说明中，顶部、底部、侧壁的描述都是针对图1进行限定的，若图1中腔体的方位发生变化，则顶部、底部、侧壁的描述也将根据腔体方位的改变而改变，本发明在此不作赘述。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的力传感器的剖视图；

具体地，参考图1，本实施例提供一种力传感器，所述力传感器包括：

柔性基底1、形成于所述柔性基底1内的至少一个腔体2、及设于所述腔体2内壁的至少两个电极；所述腔体内填充有液态金属或胶态金属；所述液态金属或所述胶态金属将至少两个所述电极电连通；在本实施方式中，所述腔体内填充有液态金属5。

柔性基底1的材料可以是PDMS(polydimethylsiloxane，聚二甲基硅氧烷)、PET(Polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)或PI(Polyimide，聚酰亚胺)等柔性有机物材料；液态金属为不定型金属，可看作由正离子流体和自由电子气组成的混合物；胶态金属，是指液体中的金属以胶体微粒的形式存在；优选的，液态金属5可以是汞或镓铟锡合金等不定形金属；电极的材料可以是金属单质、ITO(Indium-Tin Oxide，氧化铟锡)、AZO(aluminum dopedzinc oxide，铝掺杂氧化锌)、碳纳米管、石墨烯等导电材料。示例性地，电极材料的电导率为1x10⁷S/m(西门子/米)；液态金属5的电导率为104-10⁶S/m，本发明不作限定。

即通过液态金属或胶态金属将至少两个所述电极电连通，使得液态金属或胶态金属充当着至少两个所述电极之间的导电介质，从而实现在柔性基底内构造可变电阻单元；采用本发明实施例提供的力传感器，可将外力对柔性基底的作用，转化为柔性基底对腔体的拉伸或压缩，腔体的变形导致至少两个所述电极之间的距离发生变化，使得可变电阻单元的阻值发生变化，因此，通过确定阻值的变化或确定由阻值变化引起的电信号的变化即可实现力的检测。由于腔体的变形是由柔性基底的形变能力决定，不受金属本身的拉抻性能限制，故本实施例提供的力传感器避免了现有技术中金属发生非弹性形变而带来测量误差的现象，提高了力检测的可靠性，更利于实现运动检测。

具体地，电极的形状可以是立方体、长方体、棱柱或圆柱等规则形状，也可以是不规则形状。

具体的，所述电极可与腔体内壁接触连接，也可通过粘结胶与所述腔体内壁连接。

具体地，所述电极可设于所述腔体顶部、底部或侧壁，现根据图1-图6对所述电极的位置进行示例性说明。

例如，所述至少两个电极包括设于所述腔体顶部的至少一个电极、以及设于所述腔体底部的至少一个电极；如图1所示，在本实施方式中，所述至少两个电极包括设于所述腔体2顶部201的电极3、以及设于所述腔体2的底部202的电极4。

例如，所述至少两个电极包括设于所述腔体侧壁的至少两个电极；图2是本发明又一实施方式提供的力传感器的主视图；如图2所示，在本实施方式中，所述至少两个电极包括设于所述腔体2侧壁的电极33和电极34。

例如，所述至少两个电极设于所述腔体顶部；图3是本发明又一实施方式提供的力传感器的主视图；如图3所示，在本实施方式中，电极35和电极36设于所述腔体2顶部。

例如，所述至少两个电极设于所述腔体底部；图4是本发明又一实施方式提供的力传感器的主视图；如图4所示，在本实施方式中，电极37和电极38设于所述腔体2底部。

例如，所述至少两个电极包括设于所述腔体侧壁的至少一个电极，以及设于所述腔体底部的至少一个电极。图5是本发明又一实施方式提供的力传感器的主视图；如图5所示，在本实施方式中，所述至少两个电极包括设于所述腔体2侧壁的电极52和电极53，以及设于所述腔体2底部的电极54。

例如，所述至少两个电极包括设于所述腔体侧壁的至少一个电极，以及设于所述腔体顶部的至少一个电极；图6是本发明又一实施方式提供的力传感器的主视图；如图6所述，在本实施方式中，所述至少两个电极包括设于所述腔体2侧壁的电极55和电极56，以及设于所述腔体2顶部的电极57。需要说明的是，上述实施方式中，电极的数量和位置仅为示例；设于所述腔体顶部、底部或侧壁的电极数量以实际设计为准，本发明不作限定。

具体地，电极可以为不能够变形的电极，也可以为能够变形的电极。现根据图7与图8对本发明一实施方式的力传感器的工作原理进行描述，为方便描述，本实施例对柔性基底内一个腔体进行描述，需要说明的是，柔性基底内可形成至少一个腔体，本发明不作限定。

图7是本发明又一实施方式提供的力传感器的主视图，如图7所示，在本实施方式中，力传感器包括柔性基底1、形成于所述柔性基底1内的至少一个腔体2、设于所述腔体2的顶部的第一电极63、以及设于所述腔体2的底部的第二电极64；第一电极63和第二电极64为不能够变形的电极。图8是图7中的力传感器在纵向力F1作用下的主视图，其中，纵向力F1为垂直于柔性基底底面的力；如图8所示，力传感器在纵向力F1作用下，柔性基底纵向压缩，横向拉伸，使得柔性基底内的腔体纵向压缩，横向拉伸，由于液态金属或胶态金属具有流动性，此时第一电极与第二电极之间的距离随腔体的变形而发生变化，根据电阻定律可知，腔体内的阻值变化，因此，通过确定阻值变化量或确定第一电极与第二电极之间的电信号变化，如电流大小的变化，即可确定力传感器受到的纵向力F1的大小。

优选的，电极为能够变形的电极，可使电极更好地适应腔体的变形。现根据图9-图10对一实施方式的力传感器的工作原理进行描述，为方便描述，本实施例对柔性基底内一个腔体进行描述，需要说明的是，柔性基底内可形成至少一个腔体，本发明不作限定。

图9是本发明又一实施方式提供的力传感器的主视图；如图9所述，在本实施方式中，力传感器包括柔性基底1、形成于所述柔性基底1内的至少一个腔体2、设于所述腔体2的顶部的第一电极73、以及设于所述腔体2的底部的第二电极74；第一电极73和第二电极74为能够变形的电极。图10是图9中的力传感器在纵向力F1作用下的主视图，如图10所示，力传感器在纵向力F1作用下，柔性基底纵向压缩，横向拉伸，使得柔性基底内的腔体纵向压缩，横向拉伸，第一电极和第二电极横向拉伸，此时第一电极与第二电极之间的距离随腔体的变形而发生变化。

优选的，电极为网状结构。

其中，网状结构是由格子等规则或不规则形状的网眼连接起来的网状结构。具体地，电极材料为金属单质或碳纳米管；实际应用中可通过3D打印技术将电极材料打印为网状结构。

即通过网状结构提高电极的柔软性，使其拉伸效果更好，可更好地适应腔体的变形，提高力检测的可靠性。

可选的，腔体的数量为多个，多个腔体相互间隔排列于柔性基底内。

优选的，柔性基底的表面设有至少一个凸起，凸起对应至少一个腔体设置。工作时，柔性基底通过凸起接受外力的作用。

可选地，凸起与柔性基底为一体成型。

具体地，凸起可设置于柔性基底上靠近腔体顶部或腔体底部的一端，也可设置于柔性基底上靠近腔壁的一端。

以下根据图11和图12对凸起的位置进行示例性说明：

图11是本发明又一实施方式提供的力传感器的主视图；如图11所示，在本实施方式中，凸起6设置于柔性基底1上靠近腔体2顶部的一端。采用本实施方式提供的力传感器，当凸起的顶部受到纵向力F1时，其将对腔体进行挤压，使得腔体从顶部向底部压缩，可变电阻单元的阻值发生变化。

图12是本发明又一实施方式提供的力传感器的主视图；如图12所示，在本实施方式中，凸起6设置于柔性基底1上靠近腔体2的腔壁的一端。采用本实施方式提供的力传感器，当凸起的顶部受到纵向力F1时，其将对腔体侧壁进行挤压，可变电阻单元的阻值发生变化。

需要说明的是，在图11及图12对应的实施方式中，腔体位于凸起的正下方，在其他实施方式中，腔体可靠近凸起的边缘设置，则凸起的顶部在受到横向力F2作用时，凸起发生变形，使得柔性基底内的腔体发生变形，可变电阻单元的阻值发生变化，从而实现对横向力的检测。因此，通过设置凸起可实现纵向力和/或横向力的检测。

可选的，腔体的数量为凸起的数量的两倍，每个凸起对应两个腔体设置，两个腔体的顶部靠近对应的凸起的边缘。

其中，凸起的边缘是凸起与柔性基底的连接处。边缘的形状可以是圆形、矩形、六边形等形状，也可以是不规则形状。

为方便描述，以下根据图13-图15对一实施方式的力传感器的工作原理进行描述：

图13是本发明又一实施方式提供的力传感器的主视图；如图13所示，在本实施方式中，腔体2的数量是凸起6的2倍；凸起6对应腔体21与腔体22，腔体21与腔体22的顶部靠近对应的凸起6的边缘；在其他实施方式中，凸起可以对应于一个腔体，也可以对应于至少三个腔体，本发明实施例不做限定；在本实施方式中，腔体21与腔体22相互间隔排列，且沿直线排列；腔体21与腔体22可以相互平行，也可以不平行；优选的，腔体21与腔体22相互平行，利于降低力检测的复杂度。

图14是图13中的力传感器在纵向力F1作用下的主视图；如图14所示，力传感器在纵向力F1作用下，柔性基底1通过凸起6接收纵向力F1，柔性基底1纵向压缩，横向拉伸，腔体21与腔体22纵向压缩，横向拉伸，此时，两个电极之间的距离随腔体的变形而发生变化。通过确定腔体21、腔体22的阻值(或电信号)的变化量，即可确定纵向力的大小。

图15是图14中的力传感器在横向力F2作用下的主视图；其中，横向力F2为平行于柔性基底底面的力；如图15所示，凸起6的顶部受到横向力F2，使得凸起6顶部的一侧变高，另一侧变低，变高的一侧对柔性基底产生纵向的拉力，变低的一侧对柔性基底产生纵向的挤压力，使得柔性基底1内的腔体21纵向拉伸、横向压缩，腔体22纵向压缩，横向拉伸，腔体21与腔体22的阻值发生反向变化(电信号发生相应变化)。因此，通过确定腔体21、腔体22的阻值(或电信号)的变化量及变化方向，即可确定横向力F2的大小和方向。需要说明的是，本实施方式中，凸起的形状不限于图13所示的形状。

即通过每个凸起对应两个腔体设置，两个腔体的顶部靠近对应的凸起的边缘，相对于一个凸起对应一个腔体设置的设计来说，提高了纵向力和横向力检测的灵敏性，更利于实现运动检测，特宝是对肌肉运动状态进行检测。

具体地，多个腔体沿直线排列；或者，多个腔体呈阵列式排列，例如矩阵排列；或者，多个腔体其中一个位于中心，其余腔体沿以所述中心为圆心的圆周排列。

图16是本发明又一实施方式提供的力传感器的主视图，如图16所示，在本实施方式中，腔体的数量为8个，该8个腔体沿直线排列；4个凸起均匀分布于柔性基底的同一端，可实现对同一侧等间距进行力检测，在其他实施方式中，多个凸起之间可设置为不均匀分布等分布方式，以实际设计为准。需要说明的是，腔体的数量为8，凸起的数量为4仅为示例性说明，本发明不作限制；

即通过两个腔体与一个凸起的数量配合，以及限定每两个所述腔体的顶部设置于靠近同一所述凸起的边缘，可实现纵向力的大小，以及横向力的大小和方向的检测，利于实现对微小的动作进行检测。

图17是本发明又一实施方式提供的力传感器的俯视图，在本实施方式中，7个腔体中的一个腔体23位于中心，其余六个腔体24沿以所述中心为圆心的圆周排列，六个腔体24的顶部靠近凸起6的边缘。需要说明的是，本实施附图中，电极的形状及腔体的数量仅为示例，本发明不作限定。

即通过中心腔体与围绕中心腔体的多个腔体形成两两一组的检测单元，每组传感单元可用于测量纵向力的大小，以及多组不同横向方向的力的大小和方向，因此，采用本实施方式提供的力传感器可提高力检测的精确性，利于实现对微小的动作进行检测。

实施例二

图18是本发明实施例二提供的力传感器的制造方法的流程图，如图18所示，所述制造方法包括：

步骤110、提供第一柔性基底；

步骤120、提供第二柔性基底，于所述第二柔性基底的表面形成至少一个凹槽，所述凹槽能够与所述第一柔性基底配合形成对应的腔体；

步骤130、在所述腔体内壁形成至少两个电极；

步骤140、对所述第一柔性基底与所述第二柔性基底进行密封连接；所述腔体内填充有液态金属或胶态金属。

其中，所述第二柔性基底上的待密封连接处位于凹槽周边(不包括凹槽内部)，所述第一柔性基底上的待密封连接处位于与凹槽周边对应的位置。填充于腔体的液态金属或胶态金属将至少两个所述电极电连通。

通过本实施例提供的力传感器的制造方法得到的力传感器，通过形成于柔性基底内的腔体，设于所述腔体内壁的至少两个电极，及注入于腔体内的液态金属或胶态金属，使得液态金属或胶态金属充当着至少两个电极之间的导电介质，实现在柔性基底内构造可变电阻单元；采用该力传感器，可将外力对柔性基底的作用，转化为柔性基底对腔体的拉伸或压缩，腔体的变形导致至少两个所述电极之间的距离发生变化，使得可变电阻单元的阻值发生变化，因此，通过确定阻值的变化或确定由阻值变化引起的电信号的变化即可实现力的检测。由于腔体的变形是由柔性基底的形变能力决定，不受金属本身的拉抻性能限制，故避免了现有技术中金属发生非弹性形变而带来测量误差的现象，提高了力检测的可靠性，更利于实现运动检测。

可选的，所述在所述腔体内壁形成至少两个电极的方法，包括：

在所述第一柔性基底的表面形成第一电极；

在所述凹槽的底部形成第二电极。

进一步，所述制造方法还包括：

将第一电极与凹槽进行对位，并对第一柔性基底与第二柔性基底进行密封连接。

即通过在所述第一柔性基底的表面形成第一电极、以及在所述凹槽的底部形成第二电极，简化力传感器的结构，降低力检测的复杂度。

优选的，所述液态金属或胶态金属采用注射方式注入密封后的所述腔体内。具体地，可以通过针管等设备将液态金属或胶态金属注射于密封后的腔体内。由于衬底有机物是具有极强的弹性，且液态金属和胶态金属具有表面张力，可不需封装便能阻止液态金属或胶态金属溢出，故采用注射方式有利于保证腔体的密封性。

在其他实施方式中，所述液态金属或所述胶态金属注入密封前的所述凹槽内。具体的，在对所述第一柔性基底与所述第二柔性基底进行密封连接之前，采用容器将液态金属或胶态金属灌入于所述凹槽内。

可选的，所述方法还包括：在将液态金属或胶态金属注入凹槽后，通过热固化或光固化胶对液态金属或胶态金属的注射通道进行封装。即通过对注射通道进行封装，进一步保证柔性基底的密封性。

进一步，所述提供第二柔性基底，于所述第二柔性基底的表面形成至少一个凹槽，包括：

提供第二柔性基底，采用减法工艺于所述第二柔性基底的表面形成至少一个凹槽。

即通过减法工艺形成凹槽，可实现凹槽与柔性基底一体成型，减少工艺复杂度。

优选地，所述提供第一柔性基底，包括：

提供第一原始柔性基底；

对所述第一原始柔性基底采用减法工艺形成凸起，以得到一端设有所述凸起的第一柔性基底。

即通过减法工艺形成凸起，实现凸起与柔性基底一体成型，提高力传感器的一体化，减少工艺复杂度。在其他实施方式中，还可通过本领域技术人员熟知的其他成型工艺形成凹槽和凸起。例如，采用加法工艺形成凸起，相对于减法工艺来说实现复杂度更低，但其力传导性相对较差。

具体地，对所述第一柔性基底与所述第二柔性基底进行密封连接的方法包括：在所述第一柔性基底与第二柔性基底的待连接处涂上热固化胶；通过加热使得所述第一柔性基底与第二柔性基底密封连接。在其他实施方式中，还可使用光固化胶等粘结剂替代热固化胶，其固化方式也相应改变。

在本实施方式中，所述电极采用3D打印方式形成于所述腔体内壁。

在本实施方式中，采用3D打印方式将电极材料打印于腔体内壁，形成电极；可选的，进行3D打印时，可在打印材料中加入固化胶等粘合剂，使得固化胶固化后，电极材料粘附在柔性基底上。可选的，固化胶为常温固化胶，在进行3D打印时，可通过设备让即将打印的固化胶处于未固化状态，打印后的固化胶在常温下即可固化。在其他实施方式中，可将预先制作的电极材料粘结在腔体内壁，形成电极。该预先制作的电极材料可以是通过3D打印方式制作而成的网状结构。即通过将预先制作的电极材料粘结至柔性基底的方式来形成电极，可将工艺分开，便于通过控制工艺同时进行来缩短工艺时间。

具体地，电极材料为金属单质或碳纳米管，通过3D打印方式可将电极材料打印为网状结构，可将金属单质构造成可变形的形态，避免其在腔体变形的过程中发生断裂，且可将原本的可变形材质变得更加柔软，降低对原材料的弹性性能要求。通过在柔性基底上打印电极，防止由于减法工艺在柔性基底残留的腐蚀液对电极产生腐蚀作用，而无法使提前打印好的电极满足设计要求。

需要说明的是，图18所示的流程图只是为了表达本发明一实施例的流程步骤，但本发明的流程步骤不限于严格地按照S110～S140的顺序执行。例如，S110和S120是可以并列执行的。

下面结合图19～图24对本发明一实施方式提供的力传感器的制造方法进行详细描述。

在实施步骤一前，提供第一原始柔性基底；如图19所示，其是本发明一实施方式提供的力传感器的制造方法中的第一原始柔性基底11的示意图。

步骤一：提供第一柔性基底；

图20是本发明一实施方式提供的力传感器的制造方法的步骤一的示意图；

对第一原始柔性基底采用减法工艺形成凸起16，以得到一端设有凸起16的第一柔性基底13。

步骤二：提供第二柔性基底，于所述第二柔性基底的表面形成至少一个凹槽，所述凹槽能够与所述第一柔性基底配合形成对应的腔体；

图21是本发明一实施方式提供的力传感器的制造方法的步骤二的示意图；在本实施方式中，采用减法工艺于第二柔性基底的表面形成凹槽20，以得到上表面设有凹槽的第二柔性基底14；第二柔性基底的材料与第一柔性基底的材料相同。

步骤三：在第一柔性基底的下表面形成与所述凹槽对应的第一电极；

图22是本发明一实施方式提供的力传感器的制造方法的步骤三的示意图；本实施方式中，第一电极31采用3D打印方式形成于第一柔性基底13表面的预设位置；

步骤四：在所述凹槽的底部形成第二电极；

图23是本发明一实施方式提供的力传感器的制造方法的步骤四的示意图；本实施方式中，第二电极41采用3D打印方式形成于所述凹槽20底部；

步骤五：将第一电极与凹槽进行一一对位，并对第一柔性基底与第二柔性基底进行密封连接；

图24是本发明一实施方式提供的力传感器的制造方法的步骤五的示意图；本实施方式将第一电极31与凹槽20进行一一对位，并对第一柔性基底与第二柔性基底进行密封连接；第一柔性基底与第二柔性基底密封连接后结合为一体，得到柔性基底15；

步骤六：将液态金属注入于密封后的所述腔体内；

在本实施方式中，液态金属采用注射方式注入密封后的腔体80内。

需要说明的是，本实施方式以第一柔性基底设有一个凸起、第二柔性基底开有两个凹槽为例对力传感器的制造方法进行描述，对于凸起或凹槽的其他数量需求，其力传感器的制造方法可据此类推；另外，上述步骤不限于严格地按照步骤顺序执行，例如，步骤一与步骤二是可以并行执行的，步骤三与步骤四是可以并行执行的。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

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专利范围的限制。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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (17)

1.一种力传感器，其特征在于，包括：

柔性基底、形成于所述柔性基底内的至少一个腔体、及设于所述腔体内壁的至少两个电极；所述腔体内填充有液态金属或胶态金属，所述液态金属或所述胶态金属将至少两个所述电极电连通。

2.根据权利要求1所述的力传感器，其特征在于，所述至少两个电极包括设于所述腔体顶部的至少一个电极、以及设于所述腔体底部的至少一个电极；或

所述至少两个电极包括设于所述腔体侧壁的至少两个电极。

3.根据权利要求1所述的力传感器，其特征在于，所述至少两个电极设于所述腔体顶部；或

所述至少两个电极设于所述腔体底部。

4.根据权利要求1所述的力传感器，其特征在于，所述至少两个电极包括设于所述腔体侧壁的至少一个电极，以及设于所述腔体顶部的至少一个电极；或

所述至少两个电极包括设于所述腔体侧壁的至少一个电极，以及设于所述腔体底部的至少一个电极。

5.根据权利要求1-4任一项所述的力传感器，其特征在于，所述腔体的数量为多个，多个所述腔体相互间隔排列于所述柔性基底内。

6.根据权利要求5所述的力传感器，其特征在于，多个所述腔体沿直线排列；或者，多个所述腔体呈阵列式排列；或者，多个所述腔体其中一个位于中心，其余所述腔体沿以所述中心为圆心的圆周排列。

7.根据权利要求1-4任一项所述的力传感器，其特征在于，所述柔性基底的表面设有至少一个凸起，所述凸起对应至少一个所述腔体设置。

8.根据权利要求7所述的力传感器，其特征在于，所述腔体的数量为所述凸起的数量的两倍，每个所述凸起对应两个所述腔体设置，两个所述腔体的顶部靠近对应的所述凸起的边缘。

9.根据权利要求1-4任一项所述的力传感器，其特征在于，所述电极为能够变形的电极。

10.根据权利要求9所述的力传感器，其特征在于，所述电极为网状结构。

11.根据权利要求1-4任一项所述的力传感器，其特征在于，所述柔性基底的材料为PDMS、PET或PI；及/或

所述电极的材料为金属单质、ITO、AZO、碳纳米管或石墨烯。

12.一种力传感器的制造方法，其特征在于，包括：

提供第一柔性基底；

提供第二柔性基底，于所述第二柔性基底的表面形成至少一个凹槽，所述凹槽能够与所述第一柔性基底配合形成对应的腔体；

在所述腔体内壁形成至少两个电极；

对所述第一柔性基底与所述第二柔性基底进行密封连接；所述腔体内填充有液态金属或胶态金属。

13.根据权利要求12所述的力传感器的制造方法，其特征在于，所述在所述腔体内壁形成至少两个电极的方法，包括：

在所述第一柔性基底的表面形成第一电极；

在所述凹槽的底部形成第二电极。

14.根据权利要求12或13所述的力传感器的制造方法，其特征在于，所述液态金属或所述胶态金属采用注射方式注入密封后的所述腔体内。

15.根据权利要求12或13所述的力传感器的制造方法，其特征在于，所述液态金属或所述胶态金属注入密封前的所述凹槽内。

16.根据权利要求12所述的力传感器的制造方法，其特征在于，所述提供第一柔性基底，包括：

提供第一原始柔性基底；

对所述第一原始柔性基底采用减法工艺形成凸起，以得到表面具有所述凸起的第一柔性基底。

17.根据权利要求12所述的力传感器的制造方法，其特征在于，所述电极采用3D打印方式形成于所述腔体内壁。