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专利号: 2018113682079
申请人: 电子科技大学中山学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于薄膜体声波谐振器的柔性触觉传感器阵列,其特征在于:包括若干个薄膜体声波谐振器、多路复用器、用于测量薄膜体声波谐振器谐振频率的谐振电路以及用于信号采集和分析处理的微处理芯片,其中所述薄膜体声波谐振器以阵列分布设置,所述薄膜体声波谐振器阵列的输出端与多路复用器的输入端连接,所述多路复用器的输出端与谐振电路的输入端连接,所述芯片的输入端与多路复用器的输出端和谐振电路的输出端连接;

将多个薄膜体声波谐振器应用于柔性触觉传感器阵列中,谐振电路先对阵列进行扫描激励,柔性触觉 传感器阵列输出触觉信号,其中阵列的输出信号为体声波谐振器固有频率的变化量,并通过与阵列连接的多路复用器 整合为单个输出信号,再输入到用于测量谐振频率的谐振电路中进行谐振频率的计算,并发送到微处理芯片中通过分析谐振频率的变化规律和特性,包括时域和频域信号,得到所接触力的大小和方向,或者所接触物体表面温度、材料或表面纹理。

2.根据权利要求1所述的基于薄膜体声波谐振器的柔性触觉传感器阵列,其特征在于:所述薄膜体声波谐振器为固态装配型薄膜体声波谐振器。

3.根据权利要求2所述的基于薄膜体声波谐振器的柔性触觉传感器阵列,其特征在于:所述薄膜体声波谐振器包括由下至上依次设置的衬底、下电极、压电层、上电极和保护层,其中所述上电极和下电极的材质为石墨烯、碳纳米管CNT或聚3,4‑乙烯二氧噻吩PEDOT,所述压电层的材质为聚偏氟乙烯PVDF或共聚物P(VDF‑TrFE)与压电陶瓷氧化锌ZnO、锆钛酸铅PZT或氮化铝AIN的复合材料。

4.根据权利要求3所述的基于薄膜体声波谐振器的柔性触觉传感器阵列,其特征在:所述薄膜体声波谐振器还包括设置在上电极上表面的保护层,所述保护层的材质为聚二甲基硅氧烷PDMS或硅树脂。

5.根据权利要求4所述的基于薄膜体声波谐振器的柔性触觉传感器阵列,其特征在于:所述薄膜体声波谐振器中的上电极和下电极正交重叠设置。

6.根据权利要求5所述的基于薄膜体声波谐振器的柔性触觉传感器阵列,其特征在于:所述薄膜体声波谐振器中的保护层在上下电极重叠区域呈突起状。

7.根据权利要求4所述的基于薄膜体声波谐振器的柔性触觉传感器阵列,其特征在于:

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所述保护层的高度为10‑200μm,底部面积为400‑1×10μm。

8.根据权利要求3‑6任一项所述的基于薄膜体声波谐振器的柔性触觉传感器阵列,其特征在于:所述上电极和下电极的厚度为0.1‑10μm,宽度为10‑200μm;所述衬底的厚度为

100‑500μm;所述压电层的厚度为1‑10μm。