[发明专利]一种新型电子触觉皮肤的制备方法

说明书

一种新型电子触觉皮肤的制备方法，以硅胶、石墨烯以及碳纳米管为原料，将质量比为1:4的石墨烯和碳纳米管进行混合，第一混合物待用；将硅胶放到容器中采用电热丝加热的方式来加热融化，加热时间为30min，得到液体硅胶；将石墨烯与碳纳米管的第一混合物加入到液体硅胶中，并进行充分的机械搅拌，搅拌时间为30min，得到第二混合物；将步骤三中的第二混合物倒入触觉皮肤模具中，并进行充分冷却处理，冷却时间为5h，得到新型电子触觉皮肤。本发明制备工艺简单，价格低廉，可以在与物体接触之后短时间内输出有效信号，检测到接触；碳材料比例可以影响皮肤的灵敏度，碳材料在皮肤中均匀分布，不会产生假信号等问题，灵敏度高。

技术领域

本发明涉及电子材料技术领域，具体涉及一种新型电子触觉皮肤的制备方法。

背景技术

机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器，一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。在当代工业中，机器人指能自动执行任务的人造机器装置，用以取代或协助人类工作。一直以来，由机械组成的机器人给人的感觉是比较冰冷和尖锐的，也容易伤害人的。因此，一些科研机构想到了给机器人装上一种比较柔软的皮肤。2015年10月，迪斯尼研究中心(Disney Research)展示了一种机器人皮肤，这种皮肤很柔软，在抓取一些易碎的物体时不会造成任何损坏。然而，这种皮肤大多出于保护与机器人直接接触的物体或人体的安全考虑，感应灵敏度较差。

机器人在实际使用过程中，有时候需要检测机器人是否受到碰触，然后对碰触事件做出反应。例如，机器人的手臂在挥动过程中，碰到障碍物，如果此时机器人不能感知到碰撞，继续运动的话，就有损伤的可能。现有技术中，常见的碰触检测方式两种，分别为基于电容薄膜结构的检测和力敏材料检测。其中，前者的检测是在导体触碰或人体触碰的情况下才能产生信号，实现检测，而非导体则无法检测到。后者通过传感器变形检测电阻变化来判断是否有物体触碰。然而，两种检测方式的灵敏感应度相对较低，倘若压力小，传感器不会发生变形，从而无法感知碰触，即触碰信号的产生需基于一定力度，且现有的电子皮肤制备方法过于繁杂，以及所用材料昂贵，成本高。

发明内容

本发明针对上述指出的问题，提供一种新型电子触觉皮肤的制备方法，制备工艺简单，价格低廉，灵敏度高，可以在与物体接触之后短时间内输出有效信号，检测到接触。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种新型电子触觉皮肤的制备方法，其特征在于：以硅胶、石墨烯以及碳纳米管为原料，制备方法包括以下步骤：

步骤一：将质量比为1:4的石墨烯和碳纳米管进行混合，第一混合物待用；

步骤二：将硅胶放到容器中加热融化，加热温度为200-300℃，加热时间为20-40min，得到液体硅胶；

步骤三：将石墨烯与碳纳米管的第一混合物加入到液体硅胶中，并进行充分的机械搅拌，搅拌时间为25-35min，得到第二混合物；

步骤四：将步骤三中的第二混合物倒入触觉皮肤模具中，并进行充分静置冷却处理，冷却时间为4-6h，得到新型电子触觉皮肤。

作为优选，所述步骤二中加热融化方式为采用电热丝加热方式，加热时间为30min。

作为优选，所述步骤三中搅拌时间为30min。

作为优选，所述步骤四中冷却时间为5h。

有益效果

本发明的有益效果为制备工艺简单，价格低廉，可以在与物体接触之后短时间内输出有效信号，检测到接触；碳材料比例可以影响皮肤的灵敏度，碳材料在皮肤中均匀分布，不会产生假信号等问题，灵敏度高。

具体实施方式