[发明专利]一种柔性曲率传感器及其制备方法

说明书

本发明提供一种柔性曲率传感器及其制备方法，所述柔性曲率传感器包括柔性基底，以及分别位于所述柔性基底相对两面的两个敏感栅，每个所述敏感栅各包含有测量栅，所述两个敏感栅中的测量栅在所述柔性基底的相对两面上完全重合。本发明是采用传统的接触式测量方法，利用应变片的制作原理和加工工艺设计制作的曲率传感器，可以通过接触被测量件的方式得到物体的曲率，实现过程和结构都很简易，制作成本低，经济性和实用性都很强。

本申请为申请日为2016年11月22日，申请号为CN201611048366.1，申请名称为一种柔性曲率传感器及其制备方法的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明属于测量技术领域，主要用于直接测量物体的曲率，具体地涉及一种柔性曲率传感器及其制备方法。

背景技术

结构的曲率是一个非常重要的几何参数，其准确的测量在很多方面有着重要的意义，从医学上人眼角膜测量和儿童呼吸的监测，到运动员训练中关节运动姿态的记录等可穿戴电子的研发，再到大型工件如船体、汽车覆盖件的制作，大型工程施工、重要基建设施质量的保证等都有体现。但是直接用于测量曲率的传感器并不多见，因此发明设计一种曲率传感器在物体形貌测量、工件尺寸测量、机器人技术、医疗健康监测等方面都有着广泛的应用。

传统的接触式测量法往往是利用测量工具与工件表面直接接触得出数据，例如游标卡尺、千分尺等等。这些测量仪器虽然使用原理简单，但是操作起来极不方便，不适合在工作环境中使用。目前，曲率测量主要使用非接触式的光学方法，例如利用光纤光栅测量、激光测距、激光干涉和图像分析等技术设计制作的传感器。此外，还有利用磁场定位原理的磁学测量法和声学测量法等方法。而这些方法大多数实现过程比较复杂，设计制作成本比较高，使用范围有一定的局限性。

发明内容

本发明解决的技术问题是，现有曲率测量工具实现过程和结构都很复杂，制作成本高，经济性和实用性不强的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种柔性曲率传感器，所述柔性曲率传感器包括柔性基底，以及分别位于所述柔性基底相对两面的两个敏感栅，每个所述敏感栅各包含有测量栅，所述两个敏感栅中的测量栅在所述柔性基底的相对两面上完全重合。

优选地，所述两个敏感栅的其中一个敏感栅相对另一个敏感栅旋转180°。

优选地，每个所述敏感栅各连接2根引出线，所述敏感栅上覆盖有保护层。

优选地，所述敏感栅材质为康铜箔，柔性基底和保护层材质为酚醛环氧树脂，引出线为细铜丝。

本发明还提供一种柔性曲率传感器，所述柔性曲率传感器包括柔性基底及敏感栅，所述柔性基底具有相对的两面，每一面上分别具有2个测量方向相互垂直的敏感栅，每个所述敏感栅各包含有测量栅，位于所述柔性基底一面的2个测量方向相互垂直的敏感栅的测量栅的与位于所述柔性基底的另一面的2个测量方向相互垂直的敏感栅的测量栅在所述柔性基底的相对两面上完全重合。

优选地，每个所述敏感栅各连接2根引出线。

优选地，所述敏感栅上覆盖有保护层。

优选地，所述敏感栅材质为康铜箔，柔性基底和保护层材质为酚醛环氧树脂，引出线为细铜丝。

本发明还提供一种柔性曲率传感器的制备方法，包括如下步骤：a)将箔材剪裁成大于光刻版的尺寸，除去箔材表面的油脂和脏物；b)用胶黏剂旋涂于箔材上制作胶膜基底；c)采用传统的光刻方法制作2个的相同的应变片；d)将2个应变片以基底相对压合在一起，其中敏感栅的测量栅完全重合；e)将成品进行灵敏度系数的标定。

优选地，步骤d)将2个应变片以基底相对，其中一个旋转180°后压合在一起，其中敏感栅的测量栅完全重合。