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专利号: 2020107940935
申请人: 安徽大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于波纹管微结构的全柔性电容式三维力触觉传感器,包括绝缘材料的半球形中空触头(1)、导电材料的柔性圆形公共电极(2)、空气腔、导电材料的柔性激励电极和绝缘材料的柔性基底(5),其特征是:所述的空气腔为带波纹管结构的“沙漏型”空气腔(3),整体呈沙漏形状,中部向内弯曲部分为波纹管结构,带波纹管结构的“沙漏型”空气腔(3)形成于半球形中空触头(1)中,内部填充空气;

所述的柔性基底(5)整体呈边缘带凹陷的圆形薄片为底部支撑,半球形中空触头(1)为顶部覆盖,两者连接形成“圆帽型”结构;

所述的柔性激励电极由四个柔性扇形激励电极(4)构成,均匀地排布并连接在柔性基底(5)上,除连接部分,剩余部分未与任何部位接触,均处于空气腔内,且彼此间具有间隔;

每个柔性扇形激励电极(4)均通过一根导线引出作为一个激励端;

所述的柔性圆形公共电极(2)镶嵌在带波纹管结构的“沙漏型”空气腔(3)上部,并设置于四个柔性扇形激励电极(4)的中心;柔性圆形公共电极(2)除连接部分,剩余部分未与任何部位接触,均处于空气腔内;柔性圆形公共电极(2)通过导线引出构成公共电极;柔性圆形公共电极(2)与柔性扇形激励电极(4)构成四个呈空间立体分布的电容。

2.根据权利要求1所述的一种基于波纹管微结构的全柔性电容式三维力触觉传感器,其特征是:所述带波纹管结构的“沙漏型”空气腔(3),包括一体化的碗状结构(3-1)、波纹管结构(3-2)和倒碗状结构(3-3),碗状结构(3-1)位于波纹管结构(3-2)的上部,倒碗状结构(3-3)位于波纹管结构(3-2)的下部,三者依次连接构成“沙漏型”空气腔。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于波纹管微结构的全柔性电容式三维力触觉传感器,其特征是:每个所述柔性扇形激励电极(4)的圆心角均为90°。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于波纹管微结构的全柔性电容式三维力触觉传感器,其特征是:所述的柔性基底(5)包括柔性圆形薄片基板(5-1)和柔性环形凹槽(5-2),半球形中空触头(1)直接连接在柔性圆形薄片基板(5-1)上。

5.根据权利要求1或2所述的一种基于波纹管微结构的全柔性电容式三维力触觉传感器,其特征是:所述的半球形中空触头(1)的内部中空部分与带波纹管结构的“沙漏型”空气腔(3)大小一致,半球形中空触头(1)的半径与柔性圆形薄片基板(5-1)半径一致,柔性圆形薄片基板(5-1)的厚度与柔性环形凹槽(5-2)的深度一致。

6.根据权利要求1所述的一种基于波纹管微结构的全柔性电容式三维力触觉传感器,其特征是:所述的绝缘材料包括聚二甲基硅氧烷和硅橡胶,导电材料包括有机硅导电银胶、导电聚合物和导电复合材料。

7.根据权利要求1所述的一种基于波纹管微结构的全柔性电容式三维力触觉传感器,其特征是:所述的连接或镶嵌都是采用硅橡胶作为粘接剂镶嵌来实现。