西安交通大学陈小亮获国家专利权
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龙图腾网获悉西安交通大学申请的专利一种高敏感裂纹阻变原理的柔性滑觉传感器及其制造方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115560670B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-23发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211285502.4,技术领域涉及:G01B7/34;该发明授权一种高敏感裂纹阻变原理的柔性滑觉传感器及其制造方法是由陈小亮;邵金友;李胜;李祥明;田洪淼;兰天翔设计研发完成,并于2022-10-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种高敏感裂纹阻变原理的柔性滑觉传感器及其制造方法在说明书摘要公布了:一种高敏感裂纹阻变原理的柔性滑觉传感器及其制造方法,先通过压印工艺完成PDMS薄膜上表面网格状微沟道和下表面金字塔锥形结构阵列的同步制备,再进行表面亲水处理,然后在上表面网格状微沟道中刮涂填充碳纳米管和银浆的混合物,形成导电网络,对导电网络进行预拉伸,产生微裂纹,得到最终的高灵敏度柔性滑觉传感器;本发明的感知结构和导电材料集成在一片薄膜上,无需组装,简化了工艺步骤,提高了生产效率;网格化内嵌分布的导电材料填充形式,避免了导电材料磨损,传感器性能更加稳定,同时实现了柔性滑觉传感器的透明化,有益于集成到柔性电子系统中。
本发明授权一种高敏感裂纹阻变原理的柔性滑觉传感器及其制造方法在权利要求书中公布了:1.一种高敏感裂纹阻变原理的柔性滑觉传感器的制造方法,其特征在于,一种高敏感裂纹阻变原理的柔性滑觉传感器,包括PDMS薄膜,PDMS薄膜上表面为网格状微沟道,下表面为金字塔结构阵列;上表面的网格状微沟道填充有导电材料形成导电网络,导电网络分布有微裂纹; 所述的制造方法,包括以下步骤: 第一步,压印模具制备及表面处理:模具包括上模具和下模具,上模具和下模具都是在硅片表面通过光刻和刻蚀工艺制备;上模具为正方形网格状凸起结构,下模具为倒金字塔锥形结构阵列;对上模具和下模具进行表面处理,使其利于压印后的脱模; 第二步,压印及脱模:将PDMS浇注在下模具上,把上模具压在PDMS上,在真空箱中脱气10分钟后,将PDMS压成一定厚度的薄膜,厚度控制是通过在上模具和下模具之间垫不同厚度的PET薄膜实现;在烘箱中以85℃烘30分钟,使PDMS固化,冷却至室温,脱模,在PDMS薄膜上表面形成网格状微沟道,下表面形成金字塔锥形结构阵列; 第三步,PDMS表面处理:将脱模后的PDMS薄膜在300W氧等离子体环境中处理90s,使其表面亲水,利于导电材料填充; 第四步,填充导电材料:在PDMS薄膜上表面滴碳纳米管和银浆的混合物,用刮刀往复刮涂,液体在毛细力驱动下填充微沟道,然后在热板上以60℃烘5分钟,擦去表面干燥的留膜;重复以上刮涂、烘干步骤1~3次,直到网格状微沟道中的导电材料均匀连续分布; 第五步,预拉伸后获得滑觉传感器:PDMS薄膜进行10~20次5%的预拉伸,使碳纳米管和银形成的导电网络产生微裂纹,并在两端接线,形成滑觉传感器; 第六步,滑觉传感器检测物体表面纹理:滑觉传感器上施加恒定电压值,下表面在不同纹理结构的物体表面摩擦时,金字塔形结构发生不同程度的变形,引起网格状微沟道的变形,嵌入网格状微沟道中的导电网络会发生相应的微裂纹开合变化,电阻随之发生变化,采集测试过程的电流信号,再经过信号分析和处理,就能够区分辨别不同物体表面的纹理结构和粗糙度信息。
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