CN111735560A - 一种柔性触觉压力传感器 - Google Patents
一种柔性触觉压力传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111735560A CN111735560A CN202010707812.5A CN202010707812A CN111735560A CN 111735560 A CN111735560 A CN 111735560A CN 202010707812 A CN202010707812 A CN 202010707812A CN 111735560 A CN111735560 A CN 111735560A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- sensing
- pressure sensor
- flexible tactile
- tactile pressure
- 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.)
- Pending
Links
Images
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
- G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
- G01L1/142—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
-
- 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
- G01L1/18—Measuring force or stress, in general using properties of piezo-resistive materials, i.e. materials of which the ohmic resistance varies according to changes in magnitude or direction of force applied to the material
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Surgery (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
本发明公开一种柔性触觉压力传感器,包括基底层、电极层、双面胶层和传感材料层;所述基底层为柔性结构;电极层布置在基底层表面,包括多个叉指电极单元以及用于连接叉指电极单元和外部电路的引出线;双面胶层的厚度不小于电极层的厚度,并具有第一镂空区和第二镂空区;双面胶层的一面粘贴基底层,另一面粘贴传感材料层,以形成至少一个相对独立的传感腔室,以及用于将传感腔室与外部连通的气体通道;叉指电极单元分布于传感腔室内,每一个叉指电极单元与其正对应的传感材料区域构成一个传感单元。本发明所述的柔性触觉压力传感器可实现被测腔道内多通道、多方向的接触压力测试。
Description
技术领域
本发明属于人体自然腔道压力检测技术领域,具体涉及一种能实现多通道、多方向压力检测的柔性触觉压力传感器。
背景技术
人体自然腔道主要是指消化道、肛肠、耳鼻腔、阴道、咽喉等人体器官。现有人体自然腔道检测方法主要有:1)灌注式测压导管检测法,即通过微泵向导管内注水,水流速度恒定,导管末端的测试孔溢水时克服的阻力即为腔内压力,这种测试方法需要在导管上开溢水孔,且由于各相邻侧孔空间方位为45或90度,很难准确定位检测区域;2)压力传感器检测法,需要将MEMS或陶瓷等硬质压力探头连接于导丝导管,并集成在导管头部,这种方法只能检测腔内气压,不能检测腔道内接触压力;3)压力胶囊法,即通过将MEMS压力传感器集成于胶囊内实现肠道压力检测。上述方法采用的压力传感器均为固态器件,不能满足柔性要求,应用场景十分有限,而且只能实现一个通道信号输出。
目前还公开一种Manoscan测压导管检测法,例如,公开号为US9078570B2的发明专利提出了一种高分辨率固态压力传感器,其中,Manoscan传感器的基底为导电硬质薄壁圆筒,采用双层电极结构,传感单元由导电硬质薄壁圆筒和FPC电极形成平行板电容,平行板电容在受到压力的挤压下发生了电容变化,形成了压力和电容值对应关系,通过对电容反向计算可得到对应的压力值。通过上述Manoscan传感器可实现多通道和高分辨检测,但测压导管需要利用硅胶进行整体密封,制作工艺非常复杂,成本也非常高,并且,由于每个传感单元并非柔性,该传感器很难集成在例如胃镜、胃管、胶囊内窥镜等其他医疗器械上,同时硅胶受温度影响还会产生变形,影响测量的准确性。
由此可见,现有技术所公开的人体自然腔道内压力检测方法均无法同时满足人体自然腔道内压力检测对柔性、多通道、多方向、可卷曲装配的需求。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供一种柔性触觉压力传感器,该柔性触觉压力传感器结构简单,可根据需求设计多个测试通道,可卷曲装配并集成在任意形状基底上,进而实现被测腔道内多通道、多方向的接触压力测试。
本发明公开一种柔性触觉压力传感器,包括基底层、电极层、双面胶层和传感材料层;所述基底层为柔性结构;所述电极层布置在基底层表面,包括多个叉指电极单元以及用于连接叉指电极单元和外部电路的引出线;所述双面胶层的厚度不小于电极层的厚度,并具有相互连通的第一镂空区和第二镂空区;所述双面胶层的一面粘贴基底层,另一面粘贴传感材料层,以在基底层和传感材料层之间的第一镂空区处形成至少一个相对独立的传感腔室,在基底层和传感材料层之间的第二镂空区处形成用于将传感腔室与外部连通的气体通道;所述叉指电极单元分布于传感腔室内,每一个叉指电极单元与其顶部正对应的传感材料构成一个传感单元;所述压力传感器在受压形变后,传感单元中的传感材料与叉指电极单元接触并产生随接触面积变化而变化的界面电容或阻抗,进而产生响应于界面电容或阻抗变化的电信号。
作为一种优选方案,所述叉指电极单元相互并联,形成多个测试通道。
作为一种优选方案,所述叉指电极单元采用串、并结合的连接方式,形成目标数量的测试通道。
作为一种优选方案,所述叉指电极单元为单侧叉指电极。
作为一种优选方案,所述双面胶层具有两个或多个第一镂空区,以在基底层和传感材料层之间的第一镂空区处形成至少两个相对独立的传感腔室。所述传感腔室内分布有一个、两个或多个叉指电极单元。更优选的,作为一种优选方案,所述第一镂空区的数量与叉指电极单元的数量相等,各传感腔室内分布一个叉指电极单元。
作为一种优选方案,所述双面胶层的厚度大于电极层的厚度。此时,柔性触觉压力传感器在常态下,传感材料与叉指电极单元不接触;所述压力传感器在受压形变后,传感单元中的传感材料与叉指电极单元接触并产生随接触面积变化而变化的界面电容或阻抗,进而产生响应于界面电容或阻抗变化的电信号
作为一种优选方案,所述传感腔室内,叉指电极单元与周侧的双面胶不接触或部分接触。
作为一种优选方案,所述引出线布设于第二镂空区内,通过第二镂空区形成的气体通道穿出。
作为一种优选方案,所述基底层具有与气体通道连通的连接通道,所述传感腔室通过气体通道和连接通道与外部连通。
作为一种优选方案,所述引出线通过连接通道从基底层穿出。
作为一种优选方案,所述传感单元顶部的传感材料被构造为能实现应用释放的结构。
作为一种优选方案,各传感单元顶部的传感材料区域被构造为横梁结构。
作为一种优选方案,所述传感材料层具有多个阵列分布的气孔结构,所述传感单元中的传感材料被构造为具有至少一个气孔结构。
作为一种优选方案,还包括位于传感材料层表面的遮挡层;所述遮挡层由具有防水防透气性能的高分子材料或高分子复合材料制作;所述遮挡层的周边与传感材料层周边固定连接。更优选的,所述高分子材料包括但不限于PET、TPU、PVDC。
作为一种优选方案,所述遮挡层的厚度为1μm-500μm。
作为一种优选方案,所述电极层的厚度为10nm-100μm,所述双面胶层的厚度为0.1μm~500μm。
作为一种优选方案,所述基底层的厚度为0.1μm-200μm,所述传感材料层的厚度为0.1μm-200μm。
作为一种优选方案,所述传感材料层为具有防水防透气性能且表面涂覆有离子材料、电子材料或碳浆薄膜的高分子膜;所述压力传感器在受压形变后,传感单元中的传感材料与叉指电极单元接触并产生随接触面积变化而变化的界面电容。其中,所述高分子膜采用具有防水防透气性能的高分子材料或高分子复合材料制作,所述高分子材料包括但不限于PET、PI、TPU。
作为一种优选方案,所述传感材料层为电子导电薄膜;所述压力传感器在受压形变后,传感单元中的传感材料与叉指电极单元接触并产生随接触面积变化而变化的阻抗。所述电子导电薄膜包括但不限于碳膜、纳米导电膜。
作为一种优选方案,所述电极层的材料为金属导体、非金属导体、或者由金属导体和/或非金属导体颗粒构成的复合材料。
作为一种优选方案,所述基底层由具有防水防透气性能的高分子材料或高分子复合材料制作;所述双面胶层为由PET基材、无纺布基材、无基材、泡棉或热熔胶膜制作的工业双面胶。
本发明具有如下有益效果:
本发明所公开的柔性触觉压力传感器结构简单、易于装配和集成,可集成在管状或圆柱状等具有曲面结构的基体表面,能实现多通道、多方向压力的接触压力采集功能。
本发明通过其采用特殊的结构及材料设计使它具有高分辨率、多通道、多方向压力的采集功能。
本发明所公开柔性触觉压力传感器可用于测量表面的气体、液体、固体压力,具体可应用于人体自然腔道压力检测,如食道压力、胃肠道压力、盆底肌压力、肛肠压力等,并且可以识别腔道内不同方向的压力变化,其压力测量分辨率可达到1mmHg以下,也可用于求得平均压力变化。
附图说明
图1 实施例1所述的柔性触觉压力传感器的分层结构示意图。
图2为电极层示意图,其中,图2 (a)为电极层示意图1,图2 (b)为电极层示意2,图2 (c)为 2电极层示意图3。
图3 (a) 为一种双面胶层结构示意图;图3(b)为另一种双面胶结构示意图。
图4 为实施例2所述的柔性触觉压力传感器的分层结构示意图。
图5为实施例3所述的柔性触觉压力传感器结构的分层结构示意图。
图6为柔性触觉压力传感器结构的工作示意图。
图7为实施例4所述柔性触觉压力传感器的分层结构示意图。
图8为柔性触觉压力传感器的应用示意图。
附图标注:1-基底层,2-电极层、21-叉指电极单元、22-引出线,3-双面胶层、31-第一镂空区、32-第二镂空区、33-工作腔室,4-传感材料层、41-横梁结构,5-遮挡层,6-背胶;81-内窥镜镜管,82-柔性触觉压力传感器,83-焊接线,84-处理电路。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明的技术方案作进一步解释说明。
结合图1至图3以及图6所示,实施例1公开一种柔性触觉压力传感器,由多层薄膜状结构组成,主要包括基底层1、电极层2、双面胶层3和传感材料层4。
基底层1在该柔性触觉压力传感器中的作用主要是用于承载电路,并作为传感器的绝缘层和防水防汽层。基底层1为柔性结构,制作基底层1的材料具体可选用具有耐热、耐酸碱、可卷曲特点的柔性材料,例如,PET(聚酯材料)、PI(聚酰亚胺)、TPU(热塑性聚氨酯弹性体橡胶)等具有防水防透气性能的高分子材料。基底1的厚度范围可以是0.1μm-200μm,通常为10μm-100μm,例如,可选择12μm、25μm、50μm、75μm、125μm的常规厚度,当然也并不限于此。在使用时,基底层1可通过背胶6粘贴在测量工具上,进而固定整个传感器。
电极层2采用叉指电极结构设计,可通过印刷、溅射、蚀刻、电镀等方式形成于基底层1表面。结合图2所示,电极层2具有多个相对独立的叉指电极单元21以及用于连接叉指电极单元和外部测试电路的引出线22。各叉指电极单元21在空间分布上相对独立,例如,可采用图2所示的阵列式排布方式形成两排电极结构,当然也可以采用其它排布方式,只要保证相邻叉指电极单元21之间间隔一定物理距离即可。叉指电极单元21的整体形状可以设计成如图2(a)所示的方形、如图2(b)所示的圆形,或者其它形状。引出线22从电极层2的一个方向引出,当然也可以从相反、垂直等两个方向引出,相应的,将双面胶层做相应的结构调整,留有将引出线穿出的通道即可。电极层2可以选用金属导体制作,例如,Cu、Ag、Au、Pt等;电极层2也可以选用非金属导体制作,例如,导电高分子、碳浆等;或者,电极层2还可以采用由金属导体和/或非金属导体颗粒构成的复合材料制作。电极厚度通常和传感器的性能相关,传感材料受压后和电极接触并产生信号输出,电极层2的厚度可以是10nm-100μm,通常为10nm -20um,当然,也并不限于此,具体可根据制备工艺、工艺条件、量产均匀性等因素考虑。在实际使用时,各叉指电极单元21可以设计成各叉指电极单元21并联连接,实现多通道功能测试,如图2(a)、图2(b)所示;也可以将叉指电极单元21先串联再并联,形成双通道传感器,如图2(c)所示;或者也可将所有叉指电极单元21串联起来形成单通道传感器。
结合图1、图3和图6所示,双面胶层3设有多个镂空结构,镂空结构主要包括第一镂空区31和第二镂空区32,第一镂空区31具有多个,并通过第二镂空区32与外部连通。双面胶层3(非镂空区域)一面粘附于基底层1,另一面用于粘附传感材料层4,以便在基底层1和传感材料层4之间的第一镂空区31处构造多个工作腔室33(又称传感腔室)。双面胶层3与基底层1和传感材料层4紧密贴合后,以在第二镂空区32处形成一条通气通道,各工作腔室33通过直接或间接方式与通气通道连通,以便工作腔室内气体的即时排出以及外部气体的顺利进入。如图3(a)所示,各第一镂空区31直接与第二镂空区32连通,即各工作腔室33直接通过通气通道与外部连通;如图3(b)所示,各第一镂空区31依次连通,远离第二镂空区32的第一镂空区31间接与第二镂空区32连通,即大部分工作腔室33通过间接方式连接通气通道,进而与外部连通。第二镂空区32与外部连通,一方面可作为气体排出和进入的通气通道,同时还可用于容纳引出线22,作为引出线22的引出通道,当然,引出线22的引出通道和通气通道也可分开布置,例如,可在双面胶层3设置一个与引出线22走线和尺寸大小相匹配的第三镂空区,专门用于引出线22的布设。双面胶层3可选用PET基材、无纺布基材、无基材、泡棉、热熔胶膜等制作的工业双面胶,最好具有耐温、耐酸碱、防水防汽、粘性强、可加工成型等要求,优选PET基材双面胶材料。双面胶层3的厚度通常大于电极层2的厚度,其范围可以是0.1μm~500μm,通常选1μm~50μm,其厚度大小决定了工作腔室33的高度,具体可根据传感器所要实现的压力量程、重复性、非线性等参数来确定,并不限于此。当然,双面胶层3的厚度也可以等于电极层2的厚度,此时,可通过传感材料层和叉指电极单元非平整的表面接触实现接触面积的变化,进而实现压力测试。
双面胶层3中第一镂空区31的形状大小及分布情况可根据电极层2中叉指电极单元21的形状大小以及其在基底层1表面的分布来设计。图1所示的实施例1中,第一镂空区31和叉指电极单元21一一对应设计,即每个工作腔室33中布置一个叉指电极单元21。工作腔室33内,叉指电极单元21和其顶部正对应的传感材料构成一个传感单元(通常也可以叫测试单元,直接关系最终的测试通道的设计)。上述设计中,叉指电极单元21可位于第一镂空区31的中部,不与周侧的双面胶接触;叉指电极单元21也可与周侧的双面胶相接触,如叉指电极单元21的轮廓与第一镂空区31相吻合或部分吻合,也可以是,第一镂空区31的面积小于叉指电极单元21的面积,即双面胶层3的部分非镂空区域直接覆盖在叉指电极单元21表面。
每个第一镂空区31也可以容纳两个或多个叉指电极单元21。如图4所示,实施例2公开一种柔性触觉压力传感器,一共只有一个第一镂空区31,最终形成一个传感腔室 。此时,双面胶层3类似一个框体结构,可容纳多个叉指电极单元21,各叉指电极单元21均布置在唯一的一个工作腔室33内,这种设计结构简单,当传感材料层4受力时,可能会和多个电极同时接触,在对受力位置判断没有特殊要求时,可以采用该设计方式。当然也可以设计成具有两个或多个第一镂空区31,每个第一镂空区31又可容纳两个或多个叉指电极单元21。在这些第一镂空区31和叉指电极单元21非一对一设计时,叉指电极单元21同样可以设计成不与周侧的双面胶接触,或者与周侧的双面胶部分接触。
传感材料层4(又称敏感膜)粘附于双面胶层3表面,具有一定的弹柔性,常态下不与印刷电极2接触,在传感材料层4受力时,传感材料层4变形与电极层2接触,以发生界面电容或电阻变化。传感材料层4可以是离子材料、电子材料或碳浆薄膜涂覆在高分子膜上所形成,制作高分子膜的高分子材料可以是PET、PI、TPU等具有防水防透气性能的高分子材料或高分子复合材料。工作时,随着传感材料与电极接触面积变化时产生离电容变化。传感材料层4也可以是电子导电薄膜,例如,选用碳膜(碳支持膜)、纳米导电膜等,工作时,随着传感材料与电极接触面积变化时产生电阻变化。其中,采用离子材料涂覆时,离电容可以实现高分辨率监测,因为离电容传感器在一定压力范围下具有比较大的电容变化范围,从pF到NF。传感材料层4的厚度可以是0.1μm-200μm,通常可选1μm~50μm。
柔性触觉压力传感器中,电极层2的叉指电极单元21与双面胶层3的非镂空区域在基底层1表面全错开或部分错开排布,印刷于基底层1表面的叉指电极单元位于双面胶层3的第一镂空区31处。在双面胶层3的厚度大于电极层2的厚度时,在基底层1和传感材料层4之间形成一个、两个或多个相对独立的工作腔室33,各工作腔室33可分布有一个、两个或多个叉指电极单元21。工作腔室33中,叉指电极单元21和与其正对应的传感材料组成一个传感单元,各传感单元可以非干涉独立工作。每个传感单元可成为一个测试通道,多个传感单元并联即可形成多个测试通道。如图2(a)、图2(b)所示的曲面柔性触觉压力传感器具有八个传感单元,可实现八通道测试功能。当然也可根据需要,将各个传感单元串联起来形成一个测试通道;或者也可以通过串、并联结合的方式形成目标数量的测试通道,例如,图2(c)所示的将两排叉指电极单元21部分别串联后再并联,从而得到两个通道输出信号。
如图5所示,实施例3公开了另一种柔性触觉压力传感器,电极引出线22布置在叉指电极单元21中间,相应的,第二镂空区32也位于双面胶层3的中部位置。这种设计中,通过在基底层1开设对应的连接通道,贯穿于基底层1上下表面,一方面可将引出线22穿出,同时也可实现气体排出。
结合图6所示,常态下,柔性触觉压力传感器的传感材料层4与电极层2不接触,各个工作腔室不工作;在受到压力时,传感材料层4产生变形,传感单元中的传感材料与叉指电极单元21发生接触,随着施加压力的增大,传感材料与叉指电极单元21的接触面积逐渐变大,输出界面电容或电阻也随之变化,进而转化成相应变化的电信号并通过引出线22连接至外部检测电路。当传感材料层4受力变形时,工作腔室33内的气体随着压力增加从通气通道排挤出去,当释放压力时候,气体又通过通气通道回到工作腔室33,传感材料层4复原。
上述柔性触觉压力传感器的制作方法也非常简单易行,可先通过印刷等方式在基底层1上制作电极层2,然后通过预先制作好的具有第一镂空区31和第二镂空区32的双面胶层3将传感材料层4与基底层1贴合在一起即可。
结合图7所示,实施例4公开另一种柔性触觉压力传感器,是对实施例1所述柔性触觉压力传感器的改进,具体地说,是对传感材料层4进行改进。这种柔性触觉压力传感器除实施例1所具有的基底层1、电极层2、双面胶层3和传感材料层4 外,还包括位于传感材料层4表面的遮挡层5。传感材料层4在粘附于双面胶2之前,根据双面胶层3的第一镂空区31和电极层2的叉指电极单元21的分布特点对传感材料层4进行预先切割,使得每个传感单元顶部的传感材料不再是一个完整(整面覆盖)的顶面,而一个特殊的横梁结构41。
结合图8所示,将具有横梁结构的柔性触觉压力传感器82装配在内窥镜镜管81上,并通过焊接(例如采用焊接线83)或插接连接到外部处理电路84,可用于肠道压力测试通过这种横梁结构的设计,传感器应用在曲面时,例如,卷曲在内窥镜镜管81的柱状表面,可以减少因卷曲产生的应力导致传感器变形的影响,进而提高了传感器的响应灵敏度和重复性。当然,为实现上述目的,也可在传感材料层表面开设阵列排布的多个气孔,或者采用其它形状和排布的镂空设计,只要让各工作腔室33的顶面能实现应力释放即可。这种设计相对于实施例1所述的柔性触觉压力传感器,传感器在受压变形后更容易反弹,大大提高了传感器的机械响应速度。
实施例4所述柔性触觉压力传感器由于传感材料层4表面不完整,在液体环境应用会导致失效,因此,可在其表面布置一层与其大小形状相匹配的遮挡层5,以适用于液体环境。遮挡层5可采用防水防透气的高分子材料或高分子复合材料制作,例如,PET、TPU、PVDC等,遮挡层5的厚度可以是1μm-500μm,优选10μm-100μm。制作时,可采用粘贴、激光焊接等方式将遮挡层5的周边固定在传感材料层4的周边,从而将遮挡层5覆盖在传感材料层4表面。
最后需要说明的是,尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述,但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域,上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的,而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下,在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下,还可以做出很多种的形式,这些均属于本发明保护之列。
Claims (27)
1.一种柔性触觉压力传感器,其特征在于,包括基底层、电极层、双面胶层和传感材料层;所述基底层为柔性结构;所述电极层布置在基底层表面,包括多个叉指电极单元以及用于连接叉指电极单元和外部电路的引出线;所述双面胶层的厚度不小于电极层的厚度,并具有相互连通的第一镂空区和第二镂空区;所述双面胶层的一面粘贴基底层,另一面粘贴传感材料层,以在基底层和传感材料层之间的第一镂空区处形成至少一个相对独立的传感腔室,在基底层和传感材料层之间的第二镂空区处形成用于将传感腔室与外部连通的气体通道;所述叉指电极单元分布于传感腔室内,每一个叉指电极单元与其顶部正对应的传感材料构成一个传感单元;
所述柔性触觉压力传感器在受压形变后,传感单元中的传感材料与叉指电极单元接触并产生随接触面积变化而变化的界面电容或阻抗,进而产生响应于界面电容或阻抗变化的电信号。
2.如权利要求1所述的柔性触觉压力传感器,其特征在于,所述叉指电极单元相互并联,形成多个测试通道。
3.如权利要求1所述的柔性触觉压力传感器,其特征在于,所述叉指电极单元采用串、并结合的连接方式,形成目标数量的测试通道。
4.如权利要求1所述的柔性触觉压力传感器,其特征在于,所述叉指电极单元为单侧叉指电极。
5.如权利要求1所述的柔性触觉压力传感器,其特征在于,所述双面胶层具有至少两个第一镂空区,以在基底层和传感材料层之间的第一镂空区处形成至少两个相对独立的传感腔室;所述传感腔室内分布有一个、两个或多个叉指电极单元。
6.如权利要求5所述的柔性触觉压力传感器,其特征在于,所述第一镂空区的数量与叉指电极单元的数量相等,每个传感腔室内分布一个叉指电极单元。
7.如权利要求1所述的柔性触觉压力传感器,其特征在于,所述双面胶层的厚度大于电极层的厚度;所述柔性触觉压力传感器在常态下,传感单元中的传感材料与叉指电极单元不接触;所述柔性触觉压力传感器在受压形变后,传感单元中的传感材料与叉指电极单元接触并产生随接触面积变化而变化的界面电容或阻抗,进而产生响应于界面电容或阻抗变化的电信号。
8.如权利要求1所述的柔性触觉压力传感器,其特征在于,所述传感腔室内,叉指电极单元与周侧的双面胶不接触或部分接触。
9.如权利要求1所述的柔性触觉压力传感器,其特征在于,所述引出线布设于第二镂空区内,通过第二镂空区形成的气体通道穿出。
10.如权利要求1所述的柔性触觉压力传感器,其特征在于,所述基底层具有与气体通道连通的连接通道,所述传感腔室通过气体通道和连接通道与外部连通。
11.如权利要求10所述的柔性触觉压力传感器,其特征在于,所述引出线通过连接通道从基底层穿出。
12.如权利要求1至11任意一项所述的柔性触觉压力传感器,其特征在于,所述传感单元顶部的传感材料被构造为能实现应用释放的结构。
13.如权利要求12所述的柔性触觉压力传感器,其特征在于,各传感单元顶部的传感材料被构造为横梁结构。
14.如权利要求12所述的柔性触觉压力传感器,其特征在于,所述传感材料层具有多个阵列分布的气孔结构,所述传感单元顶部的传感材料被构造为至少具有一个气孔结构。
15.如权利要求12所述的柔性触觉压力传感器,其特征在于,还包括位于传感材料层表面的遮挡层;所述遮挡层由具有防水防透气性能的高分子材料或高分子复合材料制作;所述遮挡层的周边与传感材料层周边固定连接。
16.如权利要求15所述的柔性触觉压力传感器,其特征在于,所述高分子材料包括但不限于PET、TPU、PVDC;所述遮挡层的厚度为1μm-500μm。
17.如权利要求16所述的柔性触觉压力传感器,所述遮挡层的厚度为10μm-100μm。
18.如权利要求1至11任意一项所述的柔性触觉压力传感器,其特征在于,所述电极层的厚度为10nm-100μm,所述双面胶层的厚度为0.1μm~500μm。
19.如权要求18所述的柔性触觉压力传感器,其特征在于,所述电极层的厚度为10 nm-20um,所述双面胶层的厚度为1μm-50μm。
20.如权要求18所述的柔性触觉压力传感器,其特征在于,所述基底层的厚度为0.1μm-200μm,所述传感材料层的厚度为0.1μm-200μm。
21.如权要求20所述的柔性触觉压力传感器,其特征在于,所述基底层的厚度为10μm-100μm,所述传感材料层的厚度为1μm-50μm。
22.如权利要求1至11任意一项所述的柔性触觉压力传感器,其特征在于,所述传感材料层为具有防水防透气性能且表面涂覆有离子材料、电子材料或碳浆薄膜的高分子膜;所述压力传感器在受压形变后,传感单元中的传感材料与叉指电极单元接触并产生随接触面积变化而变化的界面电容。
23.如权利要求22所述的柔性触觉压力传感器,其特征在于,所述高分子膜采用具有防水防透气性能的高分子材料或高分子复合材料制作,所述高分子材料包括但不限于PET、PI、TPU。
24.如权利要求1至11任意一项所述的柔性触觉压力传感器,其特征在于,所述传感材料层为电子导电薄膜;所述压力传感器在受压形变后,传感单元中的传感材料与叉指电极单元接触并产生随接触面积变化而变化的阻抗。
25.如权利要求24所述的柔性触觉压力传感器,其特征在于,所述电子导电薄膜包括但不限于碳膜、纳米导电膜。
26.如权利要求1至11任意一项所述的柔性触觉压力传感器,其特征在于,所述电极层的材料为金属导体、非金属导体、或者由任意金属导体和/或非金属导体颗粒构成的复合材料。
27.如权利要求1至11任意一项所述的柔性触觉压力传感器,其特征在于,所述基底层由具有防水防透气性能的高分子材料或高分子复合材料制作;所述双面胶层为由PET基材、无纺布基材、无基材、泡棉或热熔胶膜制作的工业双面胶。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010707812.5A CN111735560A (zh) | 2020-07-22 | 2020-07-22 | 一种柔性触觉压力传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010707812.5A CN111735560A (zh) | 2020-07-22 | 2020-07-22 | 一种柔性触觉压力传感器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111735560A true CN111735560A (zh) | 2020-10-02 |
Family
ID=72656244
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010707812.5A Pending CN111735560A (zh) | 2020-07-22 | 2020-07-22 | 一种柔性触觉压力传感器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111735560A (zh) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112284581A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-01-29 | 湖北长江新型显示产业创新中心有限公司 | 一种传感器、显示面板及电子设备 |
CN112515646A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-03-19 | 浙江清华柔性电子技术研究院 | 压力传感器及其制备方法和使用方法 |
CN112915491A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-06-08 | 自贡市第一人民医院 | 盆底肌群训练用监控装置 |
CN113176018A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-07-27 | 西安交通大学 | 一种单侧电极离子聚合物压力感知阵列及其制备方法 |
CN113483716A (zh) * | 2021-05-21 | 2021-10-08 | 重庆大学 | 基于柔性传感器的曲面零件加工方法 |
CN113503992A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-10-15 | 东南大学 | 一种基于多层复合薄膜的柔性压力传感器及其制备方法 |
CN113679329A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-11-23 | 安翰科技(武汉)股份有限公司 | 胶囊内窥镜 |
CN114136512A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-03-04 | 深圳国微感知技术有限公司 | 透明压力传感器及其制作方法、开关 |
CN114397057A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-04-26 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种水下接触压及水深监测一体化传感器 |
CN114486009A (zh) * | 2020-11-11 | 2022-05-13 | 北京梦之墨科技有限公司 | 一种压阻式柔性传感器及其制作方法 |
CN115931187A (zh) * | 2022-12-19 | 2023-04-07 | 东莞市情创电子科技有限公司 | 一种高灵敏度柔性压力传感器及其制备方法 |
WO2023108424A1 (zh) * | 2021-12-14 | 2023-06-22 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种水下接触压及水深监测一体化传感器 |
CN117245681A (zh) * | 2023-11-18 | 2023-12-19 | 张家港江苏科技大学产业技术研究院 | 一种面向柔性手指的叉指触觉传感模块 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107044891A (zh) * | 2016-08-28 | 2017-08-15 | 美国钛晟科技股份有限公司 | 基于离子膜的电容式压力传感器 |
CN107677296A (zh) * | 2017-09-25 | 2018-02-09 | 合肥工业大学 | 一种全柔性接近‑触压觉传感器 |
CN208520504U (zh) * | 2018-06-07 | 2019-02-19 | 深圳市力感科技有限公司 | 一种用于感测受力平衡的薄膜压力传感器 |
CN109387348A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-02-26 | 华中科技大学 | 一种柔性多量程电容式压力传感器及其制备方法和应用 |
CN208860503U (zh) * | 2018-06-07 | 2019-05-14 | 深圳市力感科技有限公司 | 一种用于感测受力平衡的薄膜压力传感器 |
CN110088582A (zh) * | 2016-11-11 | 2019-08-02 | 北川工业株式会社 | 压敏传感器 |
CN110358297A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-10-22 | 钛深科技(深圳)有限公司 | 离子橡胶弹性体及其制备方法、离电子式电子皮肤 |
CN110686823A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-01-14 | 华中科技大学 | 一种高灵敏度压电式气压传感器及其制备方法 |
CN110943114A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-03-31 | 厦门天马微电子有限公司 | 一种可弯折显示面板及显示装置 |
CN111195120A (zh) * | 2020-02-26 | 2020-05-26 | 上海安翰医疗技术有限公司 | 胶囊测压装置 |
-
2020
- 2020-07-22 CN CN202010707812.5A patent/CN111735560A/zh active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107044891A (zh) * | 2016-08-28 | 2017-08-15 | 美国钛晟科技股份有限公司 | 基于离子膜的电容式压力传感器 |
CN110088582A (zh) * | 2016-11-11 | 2019-08-02 | 北川工业株式会社 | 压敏传感器 |
CN107677296A (zh) * | 2017-09-25 | 2018-02-09 | 合肥工业大学 | 一种全柔性接近‑触压觉传感器 |
CN208520504U (zh) * | 2018-06-07 | 2019-02-19 | 深圳市力感科技有限公司 | 一种用于感测受力平衡的薄膜压力传感器 |
CN208860503U (zh) * | 2018-06-07 | 2019-05-14 | 深圳市力感科技有限公司 | 一种用于感测受力平衡的薄膜压力传感器 |
CN109387348A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-02-26 | 华中科技大学 | 一种柔性多量程电容式压力传感器及其制备方法和应用 |
CN110358297A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-10-22 | 钛深科技(深圳)有限公司 | 离子橡胶弹性体及其制备方法、离电子式电子皮肤 |
CN110686823A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-01-14 | 华中科技大学 | 一种高灵敏度压电式气压传感器及其制备方法 |
CN110943114A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-03-31 | 厦门天马微电子有限公司 | 一种可弯折显示面板及显示装置 |
CN111195120A (zh) * | 2020-02-26 | 2020-05-26 | 上海安翰医疗技术有限公司 | 胶囊测压装置 |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112284581B (zh) * | 2020-10-27 | 2022-04-15 | 湖北长江新型显示产业创新中心有限公司 | 一种传感器、显示面板及电子设备 |
CN112284581A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-01-29 | 湖北长江新型显示产业创新中心有限公司 | 一种传感器、显示面板及电子设备 |
CN114486009A (zh) * | 2020-11-11 | 2022-05-13 | 北京梦之墨科技有限公司 | 一种压阻式柔性传感器及其制作方法 |
CN112515646A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-03-19 | 浙江清华柔性电子技术研究院 | 压力传感器及其制备方法和使用方法 |
CN112915491A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-06-08 | 自贡市第一人民医院 | 盆底肌群训练用监控装置 |
CN113176018A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-07-27 | 西安交通大学 | 一种单侧电极离子聚合物压力感知阵列及其制备方法 |
CN113483716A (zh) * | 2021-05-21 | 2021-10-08 | 重庆大学 | 基于柔性传感器的曲面零件加工方法 |
CN113483716B (zh) * | 2021-05-21 | 2022-08-30 | 重庆大学 | 基于柔性传感器的曲面零件加工方法 |
CN113503992A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-10-15 | 东南大学 | 一种基于多层复合薄膜的柔性压力传感器及其制备方法 |
CN113503992B (zh) * | 2021-07-19 | 2022-11-29 | 东南大学 | 一种基于多层复合薄膜的柔性压力传感器及其制备方法 |
CN113679329A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-11-23 | 安翰科技(武汉)股份有限公司 | 胶囊内窥镜 |
CN113679329B (zh) * | 2021-07-27 | 2023-11-17 | 安翰科技(武汉)股份有限公司 | 胶囊内窥镜 |
CN114136512A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-03-04 | 深圳国微感知技术有限公司 | 透明压力传感器及其制作方法、开关 |
CN114397057A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-04-26 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种水下接触压及水深监测一体化传感器 |
WO2023108424A1 (zh) * | 2021-12-14 | 2023-06-22 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种水下接触压及水深监测一体化传感器 |
CN114397057B (zh) * | 2021-12-14 | 2023-10-03 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种水下接触压及水深监测一体化传感器 |
CN115931187A (zh) * | 2022-12-19 | 2023-04-07 | 东莞市情创电子科技有限公司 | 一种高灵敏度柔性压力传感器及其制备方法 |
CN115931187B (zh) * | 2022-12-19 | 2024-04-09 | 东莞市情创电子科技有限公司 | 一种高灵敏度柔性压力传感器及其制备方法 |
CN117245681A (zh) * | 2023-11-18 | 2023-12-19 | 张家港江苏科技大学产业技术研究院 | 一种面向柔性手指的叉指触觉传感模块 |
CN117245681B (zh) * | 2023-11-18 | 2024-01-26 | 张家港江苏科技大学产业技术研究院 | 一种面向柔性手指的叉指触觉传感模块 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111735560A (zh) | 一种柔性触觉压力传感器 | |
US11573106B2 (en) | Multi-modal field-programmable metamorphic sensor and signal acquisition system | |
JP6823472B2 (ja) | 伸縮性配線基板及びその製造方法 | |
CN108028308B (zh) | 换能器层压板 | |
CN102036600B (zh) | 适于携带传感器、致动器或者电子元件的基底层 | |
CN111134671B (zh) | 柔性多通道可重复阵列式HD-sEMG传感器及制备 | |
CN115969333A (zh) | 一种面向脉诊检测的柔性高灵敏阵列式传感器 | |
CN110531863B (zh) | 一种基于超级电容感知原理的柔性触觉手套及其制备方法 | |
CN103202690A (zh) | 柔性心外膜心电电极芯片及其制备方法 | |
JP7237954B2 (ja) | 低周波数で低インピーダンスを有する電極を含むカテーテルの大量生産 | |
KR20190033259A (ko) | 전도성 필름과 전도성 다공체 폼시트를 이용한 다층구조 압력센서 | |
JP2004057704A (ja) | 電極装置 | |
CN112924056B (zh) | 一种薄膜压力传感器 | |
KR100896465B1 (ko) | 플렉서블 촉각 센서 모듈 및 그의 제조 방법 | |
CN110840448B (zh) | 心电电极贴片及其制备方法 | |
CN115931187B (zh) | 一种高灵敏度柔性压力传感器及其制备方法 | |
CN113125065B (zh) | 一种柔性三维力传感器及其制备方法 | |
CN215584120U (zh) | 压力传感器和压力感测导管、用于测量膈肌信号的检测导管 | |
CN115235654A (zh) | 一种柔性多模态传感器及其制备方法 | |
CN102894967B (zh) | 负压孔在电极附板上的医用体表电极 | |
CN215024469U (zh) | 一种神经监护气管插管 | |
CN113267275B (zh) | 用于动静态协同检测的压电-压阻柔性传感器及制备方法 | |
Ahmadi et al. | Transparent flexible active Faraday cage enables in vivo capacitance measurement in assembled microsensor | |
CN114674465A (zh) | 基于柔性材料的电容式压力传感器及其制作方法 | |
CN113907736A (zh) | 一种用于人体健康监测的聚合物基柔性传感器结构设计及其制备方法 |
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 | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20201002 |