[发明专利]压电驱动-感知集成的六维柔性并联细胞微力传感器

权利要求书

1.一种压电驱动-感知集成的六维柔性并联细胞微力传感器，其特征在于，包括自上往下依次设置的探针(5)、上盖板(4)、柔性并联弹性体(3)、电路板(2)和下盖板(1)，所述探针(5)与柔性并联弹性体(3)相连，所述电路板(2)、柔性并联弹性体(3)和上盖板(4)均与下盖板(1)固定连接；所述柔性并联弹性体(3)自上而下依次包含第一平台(33)、柔性梁(31)和第二平台(32)，所述柔性梁(31)两侧分别设有PVDF薄膜(36)和MFC薄膜(37)；所述电路板(2)内部集成有主控电路、用于将PVDF薄膜(36)感知到的电荷信号转换为电压信号的感知层电路、用于将所述主控电路产生的弱电压信号进行放大来驱动MFC薄膜(37)的驱动层电路和收发电路。

2.根据权利要求1所述的六维柔性并联细胞微力传感器，其特征在于，所述柔性并联弹性体(3)为一体化六自由度柔性并联机构。

3.根据权利要求1所述的六维柔性并联细胞微力传感器，其特征在于，所述PVDF薄膜(36)作为感知层，所述MFC薄膜(37)作为驱动层，分别对称粘结于所述柔性梁(31)两侧，共同构成压电敏感单元。

4.根据权利要求1所述的六维柔性并联细胞微力传感器，其特征在于，所述主控电路用于实现数据处理及反馈控制算法，并将有效测量信号通过收发电路传输给上位机，实现传感器数据的采集。

5.根据权利要求1所述的六维柔性并联细胞微力传感器，其特征在于，所述第一平台(33)中心位置设有带内螺纹孔的凸台(34)，所述探针(5)的圆柱底端具有与所述凸台(34)内螺纹相匹配的外螺纹；所述探针(5)从所述上盖板(4)中间开有的通孔伸出。

6.根据权利要求1所述的六维柔性并联细胞微力传感器，其特征在于，所述第二平台(32)采用圆环形状，所述圆环内周部的直径与所述电路板(2)直径相同。

7.根据权利要求1所述的六维柔性并联细胞微力传感器，其特征在于，所述第一平台(33)与所述第二平台(32)的外径和内圈直径均相同，且与柔性梁(31)连接处的中心点所构成圆的直径也相同。

8.根据权利要求1所述的六维柔性并联细胞微力传感器，其特征在于，所述柔性梁(31)为绕柔性并联弹性体(3)的中心线两两旋转对称布置。

9.根据权利要求1所述的六维柔性并联细胞微力传感器，其特征在于，所述下盖板(1)上设有用于连接所述上盖板(4)且孔位与第一连接孔(41)相对应的第一螺纹孔(11)、用于连接所述第二平台(32)且孔位与第二连接孔(35)相对应的第二螺纹孔(12)以及用于连接所述电路板(2)且孔位与第三连接孔(21)相对应的第三螺纹孔(13)。

10.根据权利要求1所述的六维柔性并联细胞微力传感器，其特征在于，所述上盖板(4)的外壁(42)高度大于或等于所述柔性并联弹性体(3)高度。