[发明专利]一种正八棱台压阻式柔性触觉传感器及其工作方法

说明书

本发明公开了一种正八棱台压阻式柔性触觉传感器及其工作方法，所述触觉传感器包括柔性敏感结构单元和柔性绝缘材料制备而成的基底。柔性敏感结构单元为正八棱台结构，所述敏感结构单元包括八个侧面，上端面，以及与上端面平行的下端面，其中上端面的两条边平行于x轴，则有另外两条边平行于y轴，八个侧面分别贴有一个电触点。本发明降低了传感器电阻数据的耦合度，提高了辨别力的方向的能力，提高了精度及稳定性。

技术领域

本发明属于触觉传感器技术领域，具体涉及一种正八棱台压阻式柔性触觉传感器及其工作方法。

背景技术

在过去的几十年中，以人体皮肤为灵感的软电子设备在健康监测和诊断，机器人技术和假肢修复方面吸引了广泛的研究关注。柔软可穿戴的压阻式压力传感器以其简单的机械结构，紧凑的结构，低成本和低功耗的能源，较高的灵敏度，以及易于信号采集和转换的优点，成为开发高级电子皮肤的最有吸引力的候选者之一。作为下一代电子产品，可穿戴软设备可以设置为与我们的身体融合，以扩展我们的感知或实时提供有关个人健康的重要见解。

近年来，在追求人造电子皮肤方面已有了巨大的努力和成就。目前，已经开发出具有不同结构和转导机制的各种压力传感器，例如电容，压阻和压电。在这些设备中，将压力刺激转换成电阻信号的压阻传感器因其较高的灵敏度和过载承受能力强的优点而被广泛使用。

要开发具有全面出色的传感功能(例如高灵敏度，宽传感范围，良好的可拉伸性和高分辨率)的压力传感器，应仔细考虑传感器的每个组件，不同组件需要不同的材料性能。因此，开发具有适当机械和电气性能的适当功能材料对于高性能压力传感器的设计和制造至关重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种供一种精度以及稳定性高的正八棱台压阻式柔性触觉传感器及其工作方法。

为实现以上目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种正八棱台压阻式柔性触觉传感器及其工作方法，其包括柔性敏感结构和柔性绝缘材料制备而成的基底，柔性敏感结构单元为正八棱台结构，所述柔性敏感结构单元包括八个侧面，上端面，以及与上端面平行的下端面，其中上端面的两条边平行于x轴，则有另外两条边平行于y轴，所述八个侧面分别贴有一个电触点。

所述柔性敏感结构单元由纤维素纳米纤维(CNF)、聚氨酯(PU)、聚苯乙烯磺酸盐(PSS)和3，4-乙烯二氧噻吩单体(EDOT)所组成的聚合物(CNF-PSS：EDOT-PU)制备而成。

所述柔性基底由聚二甲基硅氧烷(PDMS)制备而成。

所述柔性敏感结构单元的上端面的边长为所述下端面的边长的两倍。

所述柔性敏感结构单元的高为上端面的边长的0.5倍。

所述传感器单元的三维力，通过以下公式解析获得：

F_z＝F₁sinθ+F₂sinθ+F₃sinθ+F₄sinθ++F₅sinθ+F₆sinθ+F₇sinθ+F₈sinθ