CN115077752B - 一种具有透气功能的液态金属柔性力学监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及人体运动状态监测技术，具体是一种具有透气功能的液态金属柔性力学监测装置。本发明解决了现有基于液态金属的柔性力学监测装置透气性差的问题。一种具有透气功能的液态金属柔性力学监测装置，包括监测单元、上位机；所述监测单元包括柔性力敏传感器、两个三维电极、两根导线、信号采集模块；所述柔性力敏传感器包括液态金属多孔力敏层、两个多孔封装层；液态金属多孔力敏层夹设于两个多孔封装层之间；两个多孔封装层的面积均大于等于液态金属多孔力敏层的面积；两个多孔封装层的厚度均大于等于液态金属多孔力敏层的厚度；两个三维电极均插设于液态金属多孔力敏层的内部，且两个三维电极上下平行正对。本发明适用于人体运动状态监测。
Description
技术领域
本发明涉及人体运动状态监测技术，具体是一种具有透气功能的液态金属柔性力学监测装置。
背景技术
柔性力学监测装置是一种柔性压力、拉力测量设备。通常的柔性力学监测装置都是基于纳米颗粒或纳米管，虽然实现了力学测量与透气能力的结合，但纳米颗粒、纳米管会导致材料间的摩擦、分层与应力集中，降低了监测装置的可重复性与一致性。相比纳米颗粒或纳米管，基于液态金属的柔性力学监测装置具有液态金属的流体性质，消除了材料间的摩擦、分层与应力集中，具有更小的迟滞、更高的一致性与可重复性，被认为是实现人体运动状态监测的最佳方法之一。对于人体应用，柔性力学监测装置不仅需要测量力学信号，还需要具有透气性，以保证佩戴的舒适性。然而在现有基于液态金属的柔性力学监测装置中，为了避免液态金属对接触物表面的污染，需要采用不透气的弹性体对液态金属进行封装，这会导致透气性的大幅下降。
研究表明：植物气孔是植物表皮特有的结构，是植物在气体代谢中空气与水蒸气的通路。其原理在于：植物气孔是由植物上皮许多小开孔构成，空气与水蒸气可通过小开孔从体内排到体外，能在保证植物上皮功能性的前提下实现透气的能力。
因此，受到植物气孔的启发，构建一种具有透气功能的液态金属柔性力学监测装置，势必能够提高佩戴的舒适性，减小对人体皮肤的刺激，具有柔性可共形性与可透气性，能够实时监测人体活动，弥补现有基于液态金属的柔性力学监测装置透气性差的缺点。
发明内容
本发明为了解决现有基于液态金属的柔性力学监测装置透气性差的问题，提供了一种具有透气功能的液态金属柔性力学监测装置。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种具有透气功能的液态金属柔性力学监测装置，包括监测单元、上位机；
所述监测单元包括柔性力敏传感器、两个三维电极、两根导线、信号采集模块；
所述柔性力敏传感器包括液态金属多孔力敏层、两个多孔封装层；液态金属多孔力敏层夹设于两个多孔封装层之间；两个多孔封装层的面积均大于等于液态金属多孔力敏层的面积；两个多孔封装层的厚度均大于等于液态金属多孔力敏层的厚度；
两个三维电极均插设于液态金属多孔力敏层的内部，且两个三维电极上下平行正对；
两个三维电极分别通过两根导线与信号采集模块电连接；
信号采集模块与上位机电连接。
所述监测单元贴附于人体关节表面。
所述液态金属多孔力敏层呈正方形，其边长为10～50mm，厚度为500～2000μm，其采用聚二甲基硅氧烷泡沫和共晶镓铟液态金属制成，聚二甲基硅氧烷泡沫的孔径为100～3000μm，共晶镓铟液态金属附着在聚二甲基硅氧烷泡沫的表面，厚度为3～50μm；所述共晶镓铟液态金属是一种无毒液态金属，其由如下组分及质量百分比组成：75％的镓、25％的铟；所述多孔封装层呈正方形，其边长为10～50mm，厚度为500～2000μm，其采用聚二甲基硅氧烷泡沫制成，聚二甲基硅氧烷泡沫的孔径为100～3000μm；所述液态金属多孔力敏层与两个多孔封装层为一体化结构。
所述三维电极呈叉子状，其具有三个分叉，每个分叉的长度均为10～50mm，其采用表面覆盖有银层的铜导线制成，银层的厚度为1～20μm。
所述导线为包覆有绝缘层的铜导线。
所述信号采集模块包括电阻数据采集卡、32位微控制器；两个三维电极分别通过两根导线与电阻数据采集卡电连接；电阻数据采集卡与32位微控制器电连接；32位微控制器与上位机电连接。
所述柔性力敏传感器的制备步骤如下：
步骤一：将糖颗粒与去离子水按质量比88:1混合，得到润湿的糖颗粒；
步骤二：将润湿的糖颗粒导入三维打印好的模具中，在60℃下烘干4h，得到糖泡沫块体；
步骤三：将聚二甲基硅氧烷预聚物溶液与固化剂按质量比10:1混合，得到聚二甲基硅氧烷溶液；
步骤四：将糖泡沫块体放入聚二甲基硅氧烷溶液中，通过抽真空使得聚二甲基硅氧烷溶液完全浸入糖泡沫块体中；
步骤五：将糖泡沫块体放入50℃的温水中浸泡10min，使得糖泡沫溶解，由此使得糖泡沫块体成为聚二甲基硅氧烷泡沫块体；
步骤六：将蜡颗粒在60℃下加热5min，使得蜡颗粒熔化成为蜡液；
步骤七：先后将聚二甲基硅氧烷泡沫块体的上部和下部浸入60℃的蜡液中，使得聚二甲基硅氧烷泡沫块体的上部和下部均包裹有蜡液，然后将蜡液冷却成为蜡层；
步骤八：将聚二甲基硅氧烷泡沫块体浸入共晶镓铟液态金属中挤压10次，使得共晶镓铟液态金属完全浸入聚二甲基硅氧烷泡沫块体的中部；
步骤九：将聚二甲基硅氧烷泡沫块体从共晶镓铟液态金属中捞出，挤压10次，使得多余的共晶镓铟液态金属从聚二甲基硅氧烷泡沫块体的中部排出，由此使得聚二甲基硅氧烷泡沫块体的中部成为液态金属多孔力敏层；
步骤十：用甲苯将蜡层浸泡5min，使得蜡层溶解，由此使得聚二甲基硅氧烷泡沫块体的上部和下部分别成为两个多孔封装层；
步骤十一：用去离子水和酒精清洗液态金属多孔力敏层和两个多孔封装层，制得柔性力敏传感器。
具体工作过程如下：
在人体关节没有活动的情况下，柔性力敏传感器的液态金属多孔力敏层的形状保持不变，其液态金属多孔结构保持不变，其导电通路保持不变，柔性力敏传感器的电阻保持不变。在此过程中，信号采集模块实时采集柔性力敏传感器的电阻，并将采集结果实时发送至上位机进行显示。
当人体关节进行活动时，柔性力敏传感器的液态金属多孔力敏层受到挤压而发生压缩形变，其液态金属多孔结构发生塌缩，由此形成新的导电通路，从而使得柔性力敏传感器的电阻减小。在此过程中，信号采集模块实时采集柔性力敏传感器的电阻，并将采集结果实时发送至上位机进行显示。
基于上述过程，与现有基于液态金属的柔性力学监测装置相比，本发明所述的一种具有透气功能的液态金属柔性力学监测装置具有如下有益效果：
其一，本发明受到植物气孔的启发(如图5所示)，采用错溶铸造方法制备出全新的柔性力敏传感器，其多孔封装层可同时实现对液态金属的封装与良好的透气性，因此本发明的透气性显著高于现有基于液态金属的柔性力学监测装置的透气性，提高了佩戴的舒适性，减小了对人体皮肤的刺激。
其二，本发明通过添加高导电率、低熔点、无毒的共晶镓铟液态金属，并利用共晶镓铟液态金属独有的流体性质，实现了监测装置的全柔性设计，能够简单方便地贴附于人体关节处，在佩戴者活动过程中灵敏反馈活动状态，预测佩戴者运动过程中存在的风险，合理规避运动损伤。
为了验证上述有益效果，进行如下对比试验：
对比试验一：
在白纸上分别对液态金属多孔力敏层(将柔性力敏传感器的两个多孔封装层去掉后即可得到液态金属多孔力敏层)和柔性力敏传感器加载30kPa的压力，得到图6所示的接触效果对比图。
由图6可知：对液态金属多孔力敏层加载压力后，白纸表面有液态金属残留，即液态金属对白纸表面造成了污染。对柔性力敏传感器加载压力后，白纸表面没有液态金属残留，即液态金属没有对白纸表面造成污染。
结论如下：柔性力敏传感器的两个多孔封装层能够避免液态金属对接触物表面的污染。
对比试验二：
分别将液态金属多孔力敏层(将柔性力敏传感器的两个多孔封装层去掉后即可得到液态金属多孔力敏层)和柔性力敏传感器压缩60％，记录二者的压缩应力与电阻变化率，得到图7所示的压缩应力-电阻变化率曲线，由此计算应力灵敏度S，计算公式如下：
S＝δ(ΔR/R0)/δP；
式中：ΔR表示电阻变化量，R0表示初始电阻，单位为Ω；P表示压缩应力，单位为kPa。
由图7可知：与液态金属多孔力敏层的应力灵敏度相比，柔性力敏传感器的应力灵敏度提高了一倍以上。
结论如下：柔性力敏传感器的两个多孔封装层能够提高应力灵敏度。
对比试验三：
分别采用柔性力敏传感器、压缩30％的柔性力敏传感器、聚二甲基硅氧烷薄片(厚度为3mm)、涤纶织物(厚度为1mm)密封盛有1g水的玻璃瓶的瓶口。然后，将以上样品静置七天，每天记录玻璃瓶中水的质量，得到图8所示的透气效果对比图。
由图8可知：所有玻璃瓶中水的质量都随放置天数的增加而减小。涤纶织物具有最佳的透气性，柔性力敏传感器相比涤纶织物透气性较差，但很接近，压缩30％的柔性力敏传感器的透气性次之。
结论如下：柔性力敏传感器具有良好的透气性，且压缩不会对其透气性产生较大影响。
本发明结构合理、设计巧妙，有效解决了现有基于液态金属的柔性力学监测装置透气性差的问题，适用于人体运动状态监测。
附图说明
图1是本发明中监测单元的结构示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是本发明中两个三维电极、两根导线、信号采集模块的结构示意图。
图4是图3的俯视图。
图5是本发明受到植物气孔的启发的示意图。
图6是对比试验一中得到的接触效果对比图。
图7是对比试验二中得到的压缩应力-电阻变化率曲线。
图8是对比试验三中得到的透气效果对比图。
图中：101-液态金属多孔力敏层，102-多孔封装层，2-三维电极，3-导线，4-信号采集模块。
具体实施方式
实施例一
一种具有透气功能的液态金属柔性力学监测装置，包括监测单元、上位机；
所述监测单元包括柔性力敏传感器、两个三维电极2、两根导线3、信号采集模块4；
所述柔性力敏传感器包括液态金属多孔力敏层101、两个多孔封装层102；液态金属多孔力敏层101夹设于两个多孔封装层102之间；两个多孔封装层102的面积均大于等于液态金属多孔力敏层101的面积；两个多孔封装层102的厚度均大于等于液态金属多孔力敏层101的厚度；
两个三维电极2均插设于液态金属多孔力敏层101的内部，且两个三维电极2上下平行正对；
两个三维电极2分别通过两根导线3与信号采集模块4电连接；
信号采集模块4与上位机电连接。
所述监测单元贴附于人体关节表面。
所述液态金属多孔力敏层101呈正方形，其边长为10mm，厚度为500μm，其采用聚二甲基硅氧烷泡沫和共晶镓铟液态金属制成，聚二甲基硅氧烷泡沫的孔径为100μm，共晶镓铟液态金属附着在聚二甲基硅氧烷泡沫的表面，厚度为3μm；所述共晶镓铟液态金属是一种无毒液态金属，其由如下组分及质量百分比组成：75％的镓、25％的铟；所述多孔封装层102呈正方形，其边长为10mm，厚度为500μm，其采用聚二甲基硅氧烷泡沫制成，聚二甲基硅氧烷泡沫的孔径为100μm；所述液态金属多孔力敏层101与两个多孔封装层102为一体化结构。
所述三维电极2呈叉子状，其具有三个分叉，每个分叉的长度均为10mm，其采用表面覆盖有银层的铜导线制成，银层的厚度为1μm。
所述导线3为包覆有绝缘层的铜导线。
所述信号采集模块4包括电阻数据采集卡、32位微控制器；两个三维电极2分别通过两根导线3与电阻数据采集卡电连接；电阻数据采集卡与32位微控制器电连接；32位微控制器与上位机电连接。
所述柔性力敏传感器的制备步骤如下：
步骤一：将糖颗粒与去离子水按质量比88:1混合，得到润湿的糖颗粒；
步骤二：将润湿的糖颗粒导入三维打印好的模具中，在60℃下烘干4h，得到糖泡沫块体；
步骤三：将聚二甲基硅氧烷预聚物溶液与固化剂按质量比10:1混合，得到聚二甲基硅氧烷溶液；
步骤四：将糖泡沫块体放入聚二甲基硅氧烷溶液中，通过抽真空使得聚二甲基硅氧烷溶液完全浸入糖泡沫块体中；
步骤五：将糖泡沫块体放入50℃的温水中浸泡10min，使得糖泡沫溶解，由此使得糖泡沫块体成为聚二甲基硅氧烷泡沫块体；
步骤六：将蜡颗粒在60℃下加热5min，使得蜡颗粒熔化成为蜡液；
步骤七：先后将聚二甲基硅氧烷泡沫块体的上部和下部浸入60℃的蜡液中，使得聚二甲基硅氧烷泡沫块体的上部和下部均包裹有蜡液，然后将蜡液冷却成为蜡层；
步骤八：将聚二甲基硅氧烷泡沫块体浸入共晶镓铟液态金属中挤压10次，使得共晶镓铟液态金属完全浸入聚二甲基硅氧烷泡沫块体的中部；
步骤九：将聚二甲基硅氧烷泡沫块体从共晶镓铟液态金属中捞出，挤压10次，使得多余的共晶镓铟液态金属从聚二甲基硅氧烷泡沫块体的中部排出，由此使得聚二甲基硅氧烷泡沫块体的中部成为液态金属多孔力敏层101；
步骤十：用甲苯将蜡层浸泡5min，使得蜡层溶解，由此使得聚二甲基硅氧烷泡沫块体的上部和下部分别成为两个多孔封装层102；
步骤十一：用去离子水和酒精清洗液态金属多孔力敏层101和两个多孔封装层102，制得柔性力敏传感器。
实施例二
一种具有透气功能的液态金属柔性力学监测装置，包括监测单元、上位机；
所述监测单元包括柔性力敏传感器、两个三维电极2、两根导线3、信号采集模块4；
所述柔性力敏传感器包括液态金属多孔力敏层101、两个多孔封装层102；液态金属多孔力敏层101夹设于两个多孔封装层102之间；两个多孔封装层102的面积均大于等于液态金属多孔力敏层101的面积；两个多孔封装层102的厚度均大于等于液态金属多孔力敏层101的厚度；
两个三维电极2均插设于液态金属多孔力敏层101的内部，且两个三维电极2上下平行正对；
两个三维电极2分别通过两根导线3与信号采集模块4电连接；
信号采集模块4与上位机电连接。
所述监测单元贴附于人体关节表面。
所述液态金属多孔力敏层101呈正方形，其边长为50mm，厚度为2000μm，其采用聚二甲基硅氧烷泡沫和共晶镓铟液态金属制成，聚二甲基硅氧烷泡沫的孔径为3000μm，共晶镓铟液态金属附着在聚二甲基硅氧烷泡沫的表面，厚度为50μm；所述共晶镓铟液态金属是一种无毒液态金属，其由如下组分及质量百分比组成：75％的镓、25％的铟；所述多孔封装层102呈正方形，其边长为50mm，厚度为2000μm，其采用聚二甲基硅氧烷泡沫制成，聚二甲基硅氧烷泡沫的孔径为3000μm；所述液态金属多孔力敏层101与两个多孔封装层102为一体化结构。
所述三维电极2呈叉子状，其具有三个分叉，每个分叉的长度均为50mm，其采用表面覆盖有银层的铜导线制成，银层的厚度为20μm。
所述导线3为包覆有绝缘层的铜导线。
所述信号采集模块4包括电阻数据采集卡、32位微控制器；两个三维电极2分别通过两根导线3与电阻数据采集卡电连接；电阻数据采集卡与32位微控制器电连接；32位微控制器与上位机电连接。
所述柔性力敏传感器的制备步骤如下：
步骤一：将糖颗粒与去离子水按质量比88:1混合，得到润湿的糖颗粒；
步骤二：将润湿的糖颗粒导入三维打印好的模具中，在60℃下烘干4h，得到糖泡沫块体；
步骤三：将聚二甲基硅氧烷预聚物溶液与固化剂按质量比10:1混合，得到聚二甲基硅氧烷溶液；
步骤四：将糖泡沫块体放入聚二甲基硅氧烷溶液中，通过抽真空使得聚二甲基硅氧烷溶液完全浸入糖泡沫块体中；
步骤五：将糖泡沫块体放入50℃的温水中浸泡10min，使得糖泡沫溶解，由此使得糖泡沫块体成为聚二甲基硅氧烷泡沫块体；
步骤六：将蜡颗粒在60℃下加热5min，使得蜡颗粒熔化成为蜡液；
步骤七：先后将聚二甲基硅氧烷泡沫块体的上部和下部浸入60℃的蜡液中，使得聚二甲基硅氧烷泡沫块体的上部和下部均包裹有蜡液，然后将蜡液冷却成为蜡层；
步骤八：将聚二甲基硅氧烷泡沫块体浸入共晶镓铟液态金属中挤压10次，使得共晶镓铟液态金属完全浸入聚二甲基硅氧烷泡沫块体的中部；
步骤九：将聚二甲基硅氧烷泡沫块体从共晶镓铟液态金属中捞出，挤压10次，使得多余的共晶镓铟液态金属从聚二甲基硅氧烷泡沫块体的中部排出，由此使得聚二甲基硅氧烷泡沫块体的中部成为液态金属多孔力敏层101；
步骤十：用甲苯将蜡层浸泡5min，使得蜡层溶解，由此使得聚二甲基硅氧烷泡沫块体的上部和下部分别成为两个多孔封装层102；
步骤十一：用去离子水和酒精清洗液态金属多孔力敏层101和两个多孔封装层102，制得柔性力敏传感器。
实施例三
一种具有透气功能的液态金属柔性力学监测装置，包括监测单元、上位机；
所述监测单元包括柔性力敏传感器、两个三维电极2、两根导线3、信号采集模块4；
所述柔性力敏传感器包括液态金属多孔力敏层101、两个多孔封装层102；液态金属多孔力敏层101夹设于两个多孔封装层102之间；两个多孔封装层102的面积均大于等于液态金属多孔力敏层101的面积；两个多孔封装层102的厚度均大于等于液态金属多孔力敏层101的厚度；
两个三维电极2均插设于液态金属多孔力敏层101的内部，且两个三维电极2上下平行正对；
两个三维电极2分别通过两根导线3与信号采集模块4电连接；
信号采集模块4与上位机电连接。
所述监测单元贴附于人体关节表面。
所述液态金属多孔力敏层101呈正方形，其边长为35mm，厚度为1200μm，其采用聚二甲基硅氧烷泡沫和共晶镓铟液态金属制成，聚二甲基硅氧烷泡沫的孔径为1300μm，共晶镓铟液态金属附着在聚二甲基硅氧烷泡沫的表面，厚度为36μm；所述共晶镓铟液态金属是一种无毒液态金属，其由如下组分及质量百分比组成：75％的镓、25％的铟；所述多孔封装层102呈正方形，其边长为35mm，厚度为1200μm，其采用聚二甲基硅氧烷泡沫制成，聚二甲基硅氧烷泡沫的孔径为1300μm；所述液态金属多孔力敏层101与两个多孔封装层102为一体化结构。
所述三维电极2呈叉子状，其具有三个分叉，每个分叉的长度均为25mm，其采用表面覆盖有银层的铜导线制成，银层的厚度为12μm。
所述导线3为包覆有绝缘层的铜导线。
所述信号采集模块4包括电阻数据采集卡、32位微控制器；两个三维电极2分别通过两根导线3与电阻数据采集卡电连接；电阻数据采集卡与32位微控制器电连接；32位微控制器与上位机电连接。
所述柔性力敏传感器的制备步骤如下：
步骤一：将糖颗粒与去离子水按质量比88:1混合，得到润湿的糖颗粒；
步骤二：将润湿的糖颗粒导入三维打印好的模具中，在60℃下烘干4h，得到糖泡沫块体；
步骤三：将聚二甲基硅氧烷预聚物溶液与固化剂按质量比10:1混合，得到聚二甲基硅氧烷溶液；
步骤四：将糖泡沫块体放入聚二甲基硅氧烷溶液中，通过抽真空使得聚二甲基硅氧烷溶液完全浸入糖泡沫块体中；
步骤五：将糖泡沫块体放入50℃的温水中浸泡10min，使得糖泡沫溶解，由此使得糖泡沫块体成为聚二甲基硅氧烷泡沫块体；
步骤六：将蜡颗粒在60℃下加热5min，使得蜡颗粒熔化成为蜡液；
步骤七：先后将聚二甲基硅氧烷泡沫块体的上部和下部浸入60℃的蜡液中，使得聚二甲基硅氧烷泡沫块体的上部和下部均包裹有蜡液，然后将蜡液冷却成为蜡层；
步骤八：将聚二甲基硅氧烷泡沫块体浸入共晶镓铟液态金属中挤压10次，使得共晶镓铟液态金属完全浸入聚二甲基硅氧烷泡沫块体的中部；
步骤九：将聚二甲基硅氧烷泡沫块体从共晶镓铟液态金属中捞出，挤压10次，使得多余的共晶镓铟液态金属从聚二甲基硅氧烷泡沫块体的中部排出，由此使得聚二甲基硅氧烷泡沫块体的中部成为液态金属多孔力敏层101；
步骤十：用甲苯将蜡层浸泡5min，使得蜡层溶解，由此使得聚二甲基硅氧烷泡沫块体的上部和下部分别成为两个多孔封装层102；
步骤十一：用去离子水和酒精清洗液态金属多孔力敏层101和两个多孔封装层102，制得柔性力敏传感器。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种具有透气功能的液态金属柔性力学监测装置，其特征在于：包括监测单元、上位机；
所述监测单元包括柔性力敏传感器、两个三维电极（2）、两根导线（3）、信号采集模块（4）；
所述柔性力敏传感器包括液态金属多孔力敏层（101）、两个多孔封装层（102）；液态金属多孔力敏层（101）夹设于两个多孔封装层（102）之间；两个多孔封装层（102）的面积均大于等于液态金属多孔力敏层（101）的面积；两个多孔封装层（102）的厚度均大于等于液态金属多孔力敏层（101）的厚度；
两个三维电极（2）均插设于液态金属多孔力敏层（101）的内部，且两个三维电极（2）上下平行正对；
两个三维电极（2）分别通过两根导线（3）与信号采集模块（4）电连接；
信号采集模块（4）与上位机电连接；
所述监测单元贴附于人体关节表面；
所述液态金属多孔力敏层（101）呈正方形，其边长为10~50mm，厚度为500~2000μm，其采用聚二甲基硅氧烷泡沫和共晶镓铟液态金属制成，聚二甲基硅氧烷泡沫的孔径为100~3000μm，共晶镓铟液态金属附着在聚二甲基硅氧烷泡沫的表面，厚度为3~50μm；所述共晶镓铟液态金属是一种无毒液态金属，其由如下组分及质量百分比组成：75%的镓、25%的铟；所述多孔封装层（102）呈正方形，其边长为10~50mm，厚度为500~2000μm，其采用聚二甲基硅氧烷泡沫制成，聚二甲基硅氧烷泡沫的孔径为100~3000μm；所述液态金属多孔力敏层（101）与两个多孔封装层（102）为一体化结构；
所述三维电极（2）呈叉子状，其具有三个分叉，每个分叉的长度均为10~50mm，其采用表面覆盖有银层的铜导线制成，银层的厚度为1~20μm；
所述导线（3）为包覆有绝缘层的铜导线；
所述信号采集模块（4）包括电阻数据采集卡、32位微控制器；两个三维电极（2）分别通过两根导线（3）与电阻数据采集卡电连接；电阻数据采集卡与32位微控制器电连接；32位微控制器与上位机电连接；
所述柔性力敏传感器的制备步骤如下：
步骤一：将糖颗粒与去离子水按质量比88:1混合，得到润湿的糖颗粒；
步骤二：将润湿的糖颗粒导入三维打印好的模具中，在60℃下烘干4h，得到糖泡沫块体；
步骤三：将聚二甲基硅氧烷预聚物溶液与固化剂按质量比10:1混合，得到聚二甲基硅氧烷溶液；
步骤四：将糖泡沫块体放入聚二甲基硅氧烷溶液中，通过抽真空使得聚二甲基硅氧烷溶液完全浸入糖泡沫块体中；
步骤五：将糖泡沫块体放入50℃的温水中浸泡10min，使得糖泡沫溶解，由此使得糖泡沫块体成为聚二甲基硅氧烷泡沫块体；
步骤六：将蜡颗粒在60℃下加热5min，使得蜡颗粒熔化成为蜡液；
步骤七：先后将聚二甲基硅氧烷泡沫块体的上部和下部浸入60℃的蜡液中，使得聚二甲基硅氧烷泡沫块体的上部和下部均包裹有蜡液，然后将蜡液冷却成为蜡层；
步骤八：将聚二甲基硅氧烷泡沫块体浸入共晶镓铟液态金属中挤压10次，使得共晶镓铟液态金属完全浸入聚二甲基硅氧烷泡沫块体的中部；
步骤九：将聚二甲基硅氧烷泡沫块体从共晶镓铟液态金属中捞出，挤压10次，使得多余的共晶镓铟液态金属从聚二甲基硅氧烷泡沫块体的中部排出，由此使得聚二甲基硅氧烷泡沫块体的中部成为液态金属多孔力敏层（101）；
步骤十：用甲苯将蜡层浸泡5min，使得蜡层溶解，由此使得聚二甲基硅氧烷泡沫块体的上部和下部分别成为两个多孔封装层（102）；
步骤十一：用去离子水和酒精清洗液态金属多孔力敏层（101）和两个多孔封装层（102），制得柔性力敏传感器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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