敏感元件的制备方法、柔性触觉传感系统及其制备方法

本申请涉及柔性传感器，尤其涉及敏感元件的制备方法、柔性触觉传感系统及其制备方法。

背景技术：

1、在现有技术中，半导体硅材料因其出色的电学性能在传感器领域得到广泛应用。然而，这种以半导体硅为基础的硬性传感器在机械柔性方面存在明显的不足，硬性传感器的敏感元件受到外界物理量的作用时，它会产生相应的变化，这种变化通过转换元件转换为电信号。转换后的电信号经过输出元件传递到后续电路或系统中，以便进行进一步的处理和分析。但是由于其固有的刚性特性，这类传感器在面对不平整表面时，难以实现良好的随形贴附。特别是在需要高度适应性的应用场合，如机器人的臂部，其贴合度不足的问题尤为突出。

2、此外，现有的硬性传感器在感知压力类型方面也存在局限。它们往往只能感知到单一类型的压力，而无法有效区分和测量不同硬度的压力。这种单一的压力感知模式限制了传感器在复杂环境中的应用。特别是在人体生理信号监测和医用机器人等领域，需要对多种类型的压力进行精确感知和测量，而现有的硬性传感器难以满足这些需求。

技术实现思路

1、本申请通过提供一种敏感元件的制备方法、柔性触觉传感系统及其制备方法，以解决相关技术中，硬性传感器柔性不足，以及现有的硬性传感器在感知压力类型方面也存在局限。它们往往只能感知到单一类型的压力，而无法有效区分和测量不同硬度的压力的技术问题。

2、本申请采用的技术方案如下：

3、第一方面，本申请提供了一种敏感元件的制备方法，包括：将激光束聚焦在石英上，在真空高温下，采用激光靶向通过化学气相沉积制备的ni颗粒作为催化剂，采用倒模技术制备pdms/c@cnts微腔结构，实现敏感元件的定位以及尺寸的控制。

4、第二方面，本申请提供了一种柔性触觉传感器，包括所述的敏感元件制备方法所得的敏感元件，所述柔性触觉传感器还包括：

5、信号处理电路，用于接收敏感元件发送的电信号，并对电信号进行处理；

6、柔性基底，用于固定敏感元件和信号处理电路；

7、连接接口，用于连接对电极。

8、第三方面，本申请提供了一种柔性触觉传感系统，包括：

9、柔性触觉传感器，用于采集触觉信息，并将触觉信息转化为电信号输出至用户终端；

10、柔性扁平电缆，用于连接对电极和用户终端，用于传输放大后的电信号；

11、对电极，所述对电极固定安装于柔性触觉传感器和柔性扁平电缆之间，用于放大柔性触觉传感器发送的电信号；

12、用户终端，用于接收放大后的电信号，并通过对电信号进行处理，实时显示触觉信息的变化。

13、第四方面，一种柔性触觉传感系统的制备方法，所述制备方法适用于所述的柔性触觉传感系统，所述制备方法包括如下步骤：

14、制备对电极，并确定对电极的线间距；

15、将激光束聚焦在石英上，在真空高温下，采用激光靶向通过化学气相沉积制备的ni颗粒作为催化剂，采用倒模技术制备pdms/c@cnts微腔结构；

16、采用光刻机将对电极和pdms/c@cnts和对电极进行对准贴合；

17、将柔性扁平线缆和印制电路板的转接口进行连接，实现信号传输。

18、本申请的有益效果为：本申请采用的柔性触觉传感器包括敏感元件和柔性基底，具有良好的导电性和柔韧性；本申请采用激光靶向化学气相沉积实现敏感介质的定位及尺寸的控制，提高了传感器覆盖密度，保障样品的可重复性。

技术特征：

1.一种敏感元件的制备方法，其特征在于，包括：将激光束聚焦在石英上，在真空高温下，采用激光靶向通过化学气相沉积制备的ni颗粒作为催化剂，采用倒模技术制备pdms/c@cnts微腔结构，实现敏感元件的定位以及尺寸的控制。

2.如权利要求1所述的一种敏感元件的制备方法，其特征在于，采用激光靶向通过化学气相沉积制备的ni颗粒作为催化剂，包括：

3.如权利要求1所述的一种敏感元件的制备方法，其特征在于，采用倒模技术制备pdms/c@cnts微腔结构，包括：

4.一种柔性触觉传感器，包括如权利要求1-3任一项所述的敏感元件制备方法所得的敏感元件，其特征在于，所述柔性触觉传感器还包括：

5.如权利要求4所述的一种柔性触觉传感器，其特征在于，所述敏感元件由柔性材料制成，用于贴合在物体表面，并感知触觉信息，并将触觉信息转化为电信号。

6.一种柔性触觉传感系统，其特征在于，包括如权利要求4或5所述的柔性触觉传感器，所述系统还包括：

7.如权利要求6所述的一种柔性触觉传感系统，其特征在于，所述系统还包括：印制电路板，所述印制电路板用于固定安装柔性触觉传感器、柔性扁平电缆和对电极，确保系统的稳定运行。

8.如权利要求6所述的一种柔性触觉传感系统，其特征在于，所述柔性触觉传感器，用于采集触觉信息，并将触觉信息转化为电信号输出至用户终端。

9.如权利要求6所述的一种柔性触觉传感系统，其特征在于，对电极采用au叉指电极，并以聚酰亚胺作为柔性衬底。

10.一种柔性触觉传感系统的制备方法，所述制备方法适用于如权利要求6-9任一项所述的柔性触觉传感系统，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本申请实施例提供敏感元件的制备方法、柔性触觉传感系统及其制备方法，所述敏感元件的制备方法包括：将激光束聚焦在石英上，在真空高温下，采用激光靶向通过化学气相沉积制备的Ni颗粒作为催化剂，采用倒模技术制备PDMS/C@CNTs微腔结构，实现敏感元件的定位以及尺寸的控制。本申请的敏感元件具有良好的导电性、柔韧性、压敏性等特点。技术研发人员：陈铎,刘发谦,张文浩,李建飞,张振振,倪家升,李惠受保护的技术使用者：齐鲁工业大学（山东省科学院）技术研发日：技术公布日：2024/7/25