利索能及
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专利号: 2024108230503
申请人: 华东交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种柔性传感器的制备方法,柔性传感器包括:磁性基体(101),所述磁性基体(101)的外表面设有凹槽,所述凹槽螺旋的缠绕于所述磁性基体(101)的外表面,所述凹槽内设置有液态导线(102);其中,所述磁性基体(101)由至少包括硅胶和磁粉的混合材料组成,所述磁性基体(101)与所述液态导线(102)之间设置有绝缘膜,所述磁性基体(101)和所述液态导线(102)的外侧设置有包覆膜;所述凹槽设置有首端(4)和末端(5),所述首端(4)和所述末端(5)均设置有接出触点,所述接出触点预埋于所述磁性基体(101),所述接出触点包括扩大头(62)和与所述扩大头(62)连接的固定部(61),所述扩大头(62)伸入所述液态导线(102)的内部;所述凹槽横截面形状为一端开口的弧形,所述凹槽的内壁面间隔设置有若干个齿槽;磁粉占所述磁性基体(101)总质量的50%‑75%,磁粉为钕铁硼粉末、铁氧体粉末、铁镍粉末和铁钴粉末中的至少一种;所述液态导线(102)包含镓,所述液态导线(102)还包含铟和锡中的至少一种,其特征在于,柔性传感器的制备方法如下:S1、根据磁性基体(101)的结构设计上模具(2)和下模具(3),并采用3D打印技术打印上模具(2)和下模具(3);

S2、按预设质量比配置硅胶和磁粉的混合材料,并将混合材料搅拌均匀;

S3、向拼合后的上模具(2)和下模具(3)之间倒入所述混合材料,混合材料固化后得到磁性基体(101);

S4、对磁性基体(101)进行充磁处理;

S5、对磁性基体(101)的一个侧面进行硅胶浸润处理;

S6、对磁性基体(101)被硅胶浸润处理的侧面进行湿润处理;

S7、将氧化处理后的膏状液态金属转印到磁性基体(101)经过湿润处理的侧面的凹槽内;

S8、对转印过膏状液态金属的磁性基体(101)的侧面进行硅胶包覆处理;

S9、重复S5‑S8直至磁性基体(101)的每个侧面均转印上呈膏状的液态金属以形成所述液态导线(102);

上述S5的硅胶浸润处理方法为:将磁性基体(101)的一个侧面全部浸入硅胶液体中,取出,悬挂静置凝固,使磁性基体(101)的一个侧面附上绝缘膜;

上述S6的湿润处理方法为:将磁性基体(101)经过硅胶浸润处理的侧面浸泡在粘结剂中;取出,再将磁性基体(101)在特定温度下保温干燥特定时间段;

其中,所述粘结剂包括聚乙烯醇溶液或聚甲基丙烯酸酯溶液;

上述S7中液态金属的氧化处理方法为:利用磁力搅拌机对液态金属搅拌预设时间以进行氧化处理,从而制得含有固体氧化物的膏状液态金属;

上述S8的硅胶包覆处理方法具体包括:向转印过膏状液态金属的磁性基体(101)的侧面刷一层硅胶以形成包覆膜,保护膏状液态金属在磁性基体(101)弯曲时不被破坏。

2.一种柔性传感器的应用,应用为权利要求1所述的柔性传感器的制备方法制备出的柔性传感器的应用,其特征在于,柔性传感器根据自身结构的变形反馈不同的电压信号,利用电压的信号感知自身结构的变形,其应用方法如下:A1、利用检测设备测试柔性传感器的电压信号,记录在不同变形状态下柔性传感器反馈电压与时间的变化关系以得到反馈信号;

A2、对反馈信号进行去噪处理,首先对采集的反馈信号进行中值滤波处理并得到基线噪声,再用反馈信号减去基线噪声得到了去除基线漂移的信号,最后通过小波去噪消除低频环境噪声,得到去噪后的修正信号;

A3、对修正信号进行积分处理,得到不同变形状态下穿过所有液态导线(102)的磁通量的变化;

A4、通过线性拟合对磁通量的变化和柔性传感器变形状态数据进行拟合,最终得到柔性传感器电压信号与变形状态的数学关系;

A5、最终通过检测柔性传感器的电压信号得到柔性传感器的变形状态。