專利名稱：基于微納米纖維結(jié)構(gòu)的觸覺傳感器及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸覺傳感器及其制備方法，尤其是涉及一種基于微納米纖維結(jié)構(gòu)
的觸覺傳感器及其制備方法。
背景技術(shù)：
微纖毛感受器是一種普遍存在于動(dòng)物世界的機(jī)械剌激感知系統(tǒng)。這些微纖毛感受 器的直徑范圍從納米尺寸到微米尺度，長(zhǎng)度則從20微米到1. 5毫米不等。利用這些微纖毛 結(jié)構(gòu)及與之相連的神經(jīng)系統(tǒng)，動(dòng)物可以感知外界的力剌激。隨著微加工技術(shù)的不斷提高，通 過模擬生物微纖毛感知系統(tǒng)的人工微纖毛結(jié)構(gòu)的研究，成為近年來傳感器與微制造領(lǐng)域的 一個(gè)研究熱點(diǎn)，如美國(guó)與歐盟框架項(xiàng)目都相繼投入大量的研究基金啟動(dòng)了美國(guó)卡耐基梅隆 納米機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的Nanof iber項(xiàng)目、伊利諾斯大學(xué)納米制造實(shí)驗(yàn)室的Artificial hair rec印tor項(xiàng)目以及歐盟的Cilia項(xiàng)目等。 現(xiàn)有的觸覺感知方法主要有電阻式、電容式、壓電式及光學(xué)方法，而受制于傳統(tǒng)的 微加工方法限制，其敏感元件的形狀多采用平板式或懸臂梁式，少數(shù)利用傳統(tǒng)刻蝕方法加 工成的直立式懸空結(jié)構(gòu)則由于長(zhǎng)寬比過小，降低了其敏感程度，且其加工工藝過于復(fù)雜。
拉伸成絲法和靜電紡絲法都是常用的用于制備高極高長(zhǎng)寬比的化學(xué)纖維的方法， 但由于其長(zhǎng)寬比過大，無(wú)法得到直立懸空結(jié)構(gòu)；尤其是對(duì)于靜電紡絲法來說，通常只能獲得 方向隨意彎曲的、纖維連續(xù)的無(wú)紡墊結(jié)構(gòu)，而無(wú)法在特定位置制備纖維機(jī)構(gòu)。因此，有必要 發(fā)展出新的聚合物微納米級(jí)纖維制備方法，以達(dá)到在特定位置制備微納米級(jí)的，具有直立 式懸空結(jié)構(gòu)的高長(zhǎng)寬比功能性纖維的目的，從而提高觸覺傳感器的靈敏度，簡(jiǎn)化其制備過 程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于微納米纖維結(jié)構(gòu)的觸覺傳感器及其制備方法，利
用聚合物微納米級(jí)纖維拉伸制備方法，模仿動(dòng)物的微纖毛感知結(jié)構(gòu)，在特定位置制備微納
米級(jí)的，具有直立式懸空結(jié)構(gòu)的高長(zhǎng)寬比功能性纖維作為機(jī)械感知器，從而提高觸覺傳感
器的靈敏度，簡(jiǎn)化傳感器的制備過程。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是 —、一種基于微納米級(jí)直立纖維敏感結(jié)構(gòu)的觸覺傳感器 在基底中心安裝底部大、而上部為圓錐狀的具有壓電特性的微納米級(jí)直立懸空纖 維或壓阻特性的微納米級(jí)直立懸空纖維，在微納米級(jí)直立懸空纖維外對(duì)稱包覆一組電極， 用硅橡膠封裝材料封裝在基底上，兩個(gè)電極分別用金屬引線與設(shè)置在基底的各自外置金屬 電極連接。 所述一組電極是在圓錐狀的具有壓電特性的微納米級(jí)直立懸空纖維段沿長(zhǎng)度徑 向?qū)ΨQ包覆。 所述一組電極是在圓錐狀的具有壓阻特性的微納米級(jí)直立懸空纖維段軸向上下環(huán)形對(duì)稱包覆。 二、一種基于微納米級(jí)直立纖維敏感結(jié)構(gòu)的觸覺傳感器的制備方法 將具有壓電或壓阻特性的溶質(zhì)材料與溶劑相混合以配備出具有壓電或壓阻敏感
特性的，且同時(shí)適于拉伸的粘性溶液；利用微量注射泵將該溶液從微型針頭中擠出，再通過
操縱三維操作平臺(tái)沿垂直方向運(yùn)動(dòng)，以制備出具有敏感特性的微納米級(jí)直立懸空纖維，并
利用硅橡膠材料對(duì)制備出的微納米級(jí)直立懸空纖維陣列進(jìn)行封裝；該方法的具體步驟如
下 (1)常溫下，采用聚偏氟乙烯和二甲基甲酰胺溶液來獲得具有壓電特性的拉伸原 料，采用聚氨酯和二甲基甲酰胺溶液來獲得具有壓阻特性的拉伸原料；其混合質(zhì)量比對(duì)于 聚偏氟乙烯和二甲基甲酰胺溶液，采用20% -35% ;對(duì)于聚氨酯和二甲基甲酰胺溶液，采用 20% -30% ;配制過程中采用攪拌方法以使溶質(zhì)與溶劑充分混合，采用電磁攪拌、超聲波攪 拌或被動(dòng)式混合器攪拌； (2)將加熱板固定于自動(dòng)三維操作平臺(tái)上，基底固定于加熱板上，加熱板保持?jǐn)z氏 70-80度，玻璃毛細(xì)管微型針頭安裝于手動(dòng)三維操作平臺(tái)上，該針頭的前端垂直正對(duì)基底， 后端與微量注射泵相連；調(diào)節(jié)手動(dòng)三維操作平臺(tái)以調(diào)整玻璃毛細(xì)管微型針頭相對(duì)于基底的 初始位置，同時(shí)使微量注射泵將溶液從玻璃毛細(xì)管微型針頭中擠出到基底上，并使載有基 底的自動(dòng)三維操縱平臺(tái)以加速運(yùn)動(dòng)方式向下移動(dòng)，對(duì)擠出的溶液進(jìn)行拉伸，其運(yùn)動(dòng)方式為 勻加速直線運(yùn)動(dòng)或變加速直線運(yùn)動(dòng)；在拉伸的過程中，溶液中的溶劑蒸發(fā)，溶液發(fā)生固化， 并最終使直立纖維的頂部與玻璃毛細(xì)管微型針頭處的擠出溶液發(fā)生拉伸斷裂，從而形成微 納米級(jí)直立懸空纖維； (3)微納米級(jí)直立懸空纖維包覆電極后，采用鑄模方式對(duì)最終制備完成的微納米 級(jí)直立懸空纖維進(jìn)行封裝，將該微納米級(jí)直立懸空纖維倒立置于裝滿乳膠狀硅橡膠溶液的 模具中，電極用導(dǎo)線引出，靜置24小時(shí)，待硅橡膠成型后將整體拿出，形成最終的觸覺傳感 器； 對(duì)于由聚偏氟乙烯和二甲基甲酰胺溶液系統(tǒng)制備的具有壓電特性的微納纖維來 說，在封裝之前還需進(jìn)行極化處理，其方法為，將基底連同其上的微納米級(jí)直立懸空纖維一 同置于由兩金屬極板和介電材料所組成纖維極化裝置中，在金屬電極間施加10kV電壓，以 完成纖維的極化后再包覆電極。 對(duì)于由聚偏氟乙烯和二甲基甲酰胺溶液系統(tǒng)制備的具有壓電特性的微納纖維來 說，其電極為沿長(zhǎng)度徑向?qū)ΨQ包覆的電極，采用磁控濺射方法制備；對(duì)于由聚氨酯和二甲基 甲酰胺溶液系統(tǒng)制備的具有壓阻特性的微納纖維來說，其電極為軸向上下環(huán)形對(duì)稱包覆的 電極，采用磁控濺射方法制備。 與其它的微觸覺感知裝置相比，本發(fā)明具有的有益效果是 本發(fā)明利用聚合物溶液的粘彈性特性，對(duì)其進(jìn)行拉伸成絲，整個(gè)制備過程耗時(shí)短， 效率高，相對(duì)于其他微觸覺感知裝置所采用的傳統(tǒng)微加工技術(shù)，其制備流程大大簡(jiǎn)化；在材 料方面僅用到少量的聚合物溶液，與傳統(tǒng)微加工方法相比，成本更低；通過將多跟直立纖維 集成為微納米級(jí)纖維陣列，可以大大提高裝置的觸覺感知能力；與傳統(tǒng)的基于硅材料的微 加工工藝相比，采用拉伸方法制備的柔性聚合物直立纖維結(jié)構(gòu)更適于作為觸覺感知系統(tǒng)的 敏感元件；所制備的微納米級(jí)直立懸空纖維，直徑一般為500納米至30微米，具有壓電或壓阻特性。


圖1是聚合物微納米級(jí)直立纖維拉伸制備實(shí)驗(yàn)臺(tái)的示意圖。
圖2是聚合物微納米級(jí)直立纖維拉伸制備工藝的流程示意圖。
圖3是具有壓電效應(yīng)的直立纖維極化裝置示意圖。 圖4是基于壓電效應(yīng)微納米級(jí)直立纖維敏感結(jié)構(gòu)的觸覺傳感器結(jié)構(gòu)的前視剖面圖。 圖5是基于壓電效應(yīng)微納米級(jí)直立纖維敏感結(jié)構(gòu)的觸覺傳感器結(jié)構(gòu)的上視剖面圖。 圖6是基于壓阻效應(yīng)微納米級(jí)直立纖維敏感結(jié)構(gòu)的觸覺傳感器結(jié)構(gòu)的前視剖面圖。 圖7是基于壓阻效應(yīng)微納米級(jí)直立纖維敏感結(jié)構(gòu)的觸覺傳感器結(jié)構(gòu)的上視剖面圖。 圖中1、操作臺(tái)架，2、自動(dòng)三維操作平臺(tái)，3、加熱板，4、微量注射泵，5、玻璃毛細(xì)管微型針頭，6、柔性基底，7、手動(dòng)三維操作平臺(tái)，8、介電材料，9、金屬電極，10、具有壓電特性的微納米級(jí)直立懸空纖維，11、外置金屬電極，12、硅橡膠封裝材料，13、纖維上的電極，14、金屬引線，15、具有壓阻特性的微納米級(jí)直立懸空纖維，(a)拉伸前針頭與基底的位置，(b)調(diào)節(jié)手動(dòng)操作平臺(tái)以初始化玻璃毛細(xì)玻璃管微型針頭相對(duì)于基底的位置，(c)載有基底材料的自動(dòng)三維操縱平臺(tái)向下加速運(yùn)動(dòng)從而對(duì)擠出的溶液進(jìn)行拉伸，(d)拉伸中由于溶液中的溶劑蒸發(fā)，材料發(fā)生固化，直至發(fā)生拉伸斷裂，形成直立懸空式的纖維結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 本發(fā)明提供一種基于微納米纖維結(jié)構(gòu)的觸覺傳感器，如圖4、圖6所示，在基底6中心安裝底部大、而上部為圓錐狀的具有壓電特性的微納米級(jí)直立懸空纖維10或壓阻特性的微納米級(jí)直立懸空纖維15，在微納米級(jí)直立懸空纖維外對(duì)稱包覆一組電極，用硅橡膠封裝材料12封裝在基底6上，兩個(gè)電極分別用金屬引線與設(shè)置在基底6的各自外置金屬電極連接。 如圖4、圖5所示，所述一組電極13是在圓錐狀的具有壓電特性的微納米級(jí)直立懸空纖維10段沿長(zhǎng)度徑向?qū)ΨQ包覆。 如圖6、圖7所示，所述一組電極16是在圓錐狀的具有壓阻特性的微納米級(jí)直立懸空纖維15段軸向上下環(huán)形對(duì)稱包覆。 本發(fā)明提供一種基于微納米纖維結(jié)構(gòu)的觸覺傳感器的制備方法，包括感知系統(tǒng)所采用的敏感材料的配制，微納米級(jí)直立懸空式纖維結(jié)構(gòu)的拉伸制備方法及其纖維結(jié)構(gòu)的后處理方法。通過將拉伸形成的玻璃毛細(xì)管微型針頭安裝于特制的連接器中，利用微量注射泵將溶有壓電或壓阻溶質(zhì)的溶液從微型針頭中以一定速率擠出，再通過操縱三維定位平臺(tái)沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，以在特定位置制備出具有敏感特性的微納米級(jí)直立懸空纖維結(jié)構(gòu)，并利用硅橡膠材料對(duì)制備出的微納纖維陣列進(jìn)行封裝。通過適當(dāng)選擇溶液系統(tǒng)的溶質(zhì)成分與溶
6劑成分，可以制備出具有壓電或壓阻敏感特性的，且同時(shí)適于拉伸的粘性流體；通過控制三維移動(dòng)平臺(tái)的速度特征及微型針頭上溶液的溫度和擠出速度，可以調(diào)整具有直立懸空結(jié)構(gòu)的微納米級(jí)壓電纖維的結(jié)構(gòu)特征。 如圖1所示，微納米級(jí)直立懸空纖維的拉伸制備平臺(tái)由操作臺(tái)架1、自動(dòng)三維操作平臺(tái)2，加熱板3、基底6、微量注射泵4、玻璃毛細(xì)管微型針頭5以及手動(dòng)三維操作平臺(tái)7組成。首先將加熱板3固定于自動(dòng)三維操作平臺(tái)2上，加熱板的溫度保持為攝氏70-80度，其上載有用于制備直立纖維的基底6，其材料為聚酰亞胺。玻璃毛細(xì)管微型針頭5夾持安裝于手動(dòng)操作平臺(tái)7上，該針頭的前端垂直正對(duì)基底，后端與微量注射泵4相連，自動(dòng)三維操作平臺(tái)2和手動(dòng)三維操作平臺(tái)7均安裝在操作臺(tái)架1上。 直立懸空纖維的敏感特性可為壓電式或壓阻式。常溫下，采用聚偏氟乙烯和二甲基甲酰胺溶液來獲得具有壓電特性的拉伸原料，采用聚氨酯和二甲基甲酰胺溶液來獲得具有壓阻特性的拉伸原料；其混合質(zhì)量比與溶液系統(tǒng)的初始粘度的關(guān)系可用下式來描述，;/i(卜cw) 其中，u為溶液系統(tǒng)的初始粘度，w為溶液系統(tǒng)中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，T為環(huán)境溫度。
a，b，c為常數(shù)，由溶液系統(tǒng)的成分所確定。根據(jù)該式的描述，為使溶液系統(tǒng)具有適于拉伸制
備微納米級(jí)直立纖維結(jié)構(gòu)的流變學(xué)特性，其混合質(zhì)量比對(duì)于聚偏氟乙烯和二甲基甲酰胺溶
液，采用20% -35% ;對(duì)于聚氨酯和二甲基甲酰胺溶液，采用20% -30% ;配制過程中采用
超聲波攪拌方法以使溶質(zhì)與溶劑充分混合，充分混合需要的時(shí)間由于溶液濃度的不同而不
同，如下表所示
x^合質(zhì)量比
20%25%30%35%
溶液名稱 ^^^^^
聚偏氟乙烯和二甲基甲酰胺溶液13712
聚氨酯和二甲基甲酰胺溶液13915 微納米級(jí)直立懸空纖維的制備流程如圖2所示。首先調(diào)節(jié)手動(dòng)操作平臺(tái)以調(diào)整玻璃毛細(xì)管微型針頭相對(duì)于基底材料的初始位置。待針頭位置設(shè)定完畢后，鎖定手動(dòng)操作平臺(tái)，同時(shí)使微量注射泵將溶液從微型針頭5中擠出到基底6之上。由于制備過程中纖維的形成主要受拉伸力影響，微量注射泵的擠出速率對(duì)纖維的最終成型影響不大，實(shí)驗(yàn)中通常采用l微升/小時(shí)的擠出速率。待擠出的溶液與基底材料結(jié)合并固化之后，載有基底的自動(dòng)三維操縱平臺(tái)以勻加速運(yùn)動(dòng)方式向下移動(dòng)，從而對(duì)擠出的溶液進(jìn)行拉伸，在拉伸的過程中，溶液中的溶劑蒸發(fā)，材料發(fā)生固化，并最終使直立纖維的頂部與玻璃毛細(xì)管針頭處的擠出溶液發(fā)生拉伸斷裂，最終形成的微納米級(jí)直立懸空纖維。 當(dāng)采用低濃度溶液配方時(shí)(三維移動(dòng)平臺(tái)加速度為2ram/i^，聚偏氟乙烯和二甲基甲酰胺溶液，混合質(zhì)量比20% ;聚氨酯和二甲基甲酰胺溶液，混合質(zhì)量比20% )，更易形成高度較短但平均直徑為納米級(jí)的纖維結(jié)構(gòu)，整體高度為1毫米，錐端平均直徑約為500納
7米；當(dāng)采用高濃度溶液配方時(shí)(三維移動(dòng)平臺(tái)加速度為10mm/tf，聚偏氟乙烯和二甲基甲酰胺溶液，混合質(zhì)量比35% ;聚氨酯和二甲基甲酰胺溶液，混合質(zhì)量比30% )，更易形成高度較高但平均直徑為微米級(jí)的纖維結(jié)構(gòu)，整體高度為10毫米，錐端平均直徑約為30微米；
對(duì)于由聚偏氟乙烯和二甲基甲酰胺溶液制備的具有壓電特性的微納纖維，在封裝之前還需進(jìn)行極化處理以提高其壓電系數(shù)，其方法如圖3所示。將基底6連同其上的微納米級(jí)直立懸空纖維10—同置于由兩金屬極板9和介電材料8所組成的纖維極化裝置中，在金屬電極間施加10kV電壓，持續(xù)約1小時(shí)，在完成纖維的極化后再進(jìn)行電極制備。而對(duì)于由聚氨酯和二甲基甲酰胺溶液制備的具有壓阻特性的微納纖維，無(wú)需進(jìn)行極化處理，可直接進(jìn)行電極制備。 所有電極均采用磁控濺射的方法進(jìn)行制備。對(duì)于由聚偏氟乙烯和二甲基甲酰胺溶液制備的具有壓電特性的微納纖維，如圖4、圖5所示，其電極13是在具有壓電特性的圓錐狀直立懸空纖維IO段沿長(zhǎng)度徑向?qū)ΨQ包覆。而對(duì)于由聚氨酯和二甲基甲酰胺溶液制備的具有壓阻特性的微納纖維，如圖6、圖7所示，其電極16是在具有壓阻特性的圓錐狀的直立懸空纖維15段軸向上下環(huán)形對(duì)稱包覆。 在完成微納米級(jí)直立懸空纖維包覆電極后，采用鑄模方式對(duì)最終制備完成的微納米級(jí)直立懸空纖維進(jìn)行封裝。首先將該微納米級(jí)直立懸空纖維倒立置于裝滿乳膠狀硅橡膠溶液的模具中，電極用金屬導(dǎo)線14引出，靜置24小時(shí)，待硅橡膠12成型后將整體拿出，形成最終的觸覺傳感器，如圖4、圖6所示。
權(quán)利要求
一種基于微納米級(jí)直立纖維敏感結(jié)構(gòu)的觸覺傳感器，其特征在于在基底(6)中心安裝底部大、而上部為圓錐狀的具有壓電特性的微納米級(jí)直立懸空纖維(10)或壓阻特性的微納米級(jí)直立懸空纖維(15)，在微納米級(jí)直立懸空纖維外對(duì)稱包覆一組電極，用硅橡膠封裝材料(12)封裝在基底(6)上，兩個(gè)電極分別用金屬引線與設(shè)置在基底(6)的各自外置金屬電極連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微納米級(jí)直立纖維敏感結(jié)構(gòu)的觸覺傳感器，其特征 在于所述一組電極(13)是在圓錐狀的具有壓電特性的微納米級(jí)直立懸空纖維(10)段沿 長(zhǎng)度徑向?qū)ΨQ包覆。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微納米級(jí)直立纖維敏感結(jié)構(gòu)的觸覺傳感器，其特征 在于所述一組電極(16)是在圓錐狀的具有壓阻特性的微納米級(jí)直立懸空纖維(15)段軸 向上下環(huán)形對(duì)稱包覆。
4. 按權(quán)利要求1所述的一種基于微納米級(jí)直立纖維敏感結(jié)構(gòu)的觸覺傳感器的制備方法，其特征在于將具有壓電或壓阻特性的溶質(zhì)材料與溶劑相混合以配備出具有壓電或壓 阻敏感特性的，且同時(shí)適于拉伸的粘性溶液；利用微量注射泵將該溶液從微型針頭中擠出， 再通過操縱三維操作平臺(tái)沿垂直方向運(yùn)動(dòng)，以制備出具有敏感特性的微納米級(jí)直立懸空纖 維，并利用硅橡膠材料對(duì)制備出的微納米級(jí)直立懸空纖維陣列進(jìn)行封裝；該方法的具體步 驟如下(1) 常溫下，采用聚偏氟乙烯和二甲基甲酰胺溶液來獲得具有壓電特性的拉伸原料， 采用聚氨酯和二甲基甲酰胺溶液來獲得具有壓阻特性的拉伸原料；其混合質(zhì)量比對(duì)于聚 偏氟乙烯和二甲基甲酰胺溶液，采用20% -35% ;對(duì)于聚氨酯和二甲基甲酰胺溶液，采用 20% -30% ;配制過程中采用攪拌方法以使溶質(zhì)與溶劑充分混合，采用電磁攪拌、超聲波攪 拌或被動(dòng)式混合器攪拌；(2) 將加熱板(3)固定于自動(dòng)三維操作平臺(tái)(2)上，基底(6)固定于加熱板(3)上，加 熱板(3)保持?jǐn)z氏70-80度，玻璃毛細(xì)管微型針頭(5)安裝于手動(dòng)三維操作平臺(tái)(7)上，該 針頭的前端垂直正對(duì)基底(6)，后端與微量注射泵(4)相連；調(diào)節(jié)手動(dòng)三維操作平臺(tái)(7)以 調(diào)整玻璃毛細(xì)管微型針頭(5)相對(duì)于基底(6)的初始位置，同時(shí)使微量注射泵(4)將溶液 從玻璃毛細(xì)管微型針頭(5)中擠出到基底(6)上，并使載有基底(6)的自動(dòng)三維操縱平臺(tái) (2)以加速運(yùn)動(dòng)方式向下移動(dòng)，對(duì)擠出的溶液進(jìn)行拉伸，其運(yùn)動(dòng)方式為勻加速直線運(yùn)動(dòng)或變 加速直線運(yùn)動(dòng)；在拉伸的過程中，溶液中的溶劑蒸發(fā)，溶液發(fā)生固化，并最終使直立纖維的 頂部與玻璃毛細(xì)管微型針頭(5)處的擠出溶液發(fā)生拉伸斷裂，從而形成微納米級(jí)直立懸空 纖維；(3) 微納米級(jí)直立懸空纖維包覆電極后，采用鑄模方式對(duì)最終制備完成的微納米級(jí)直 立懸空纖維進(jìn)行封裝，將該微納米級(jí)直立懸空纖維倒立置于裝滿乳膠狀硅橡膠溶液的模具 中，電極用導(dǎo)線引出，靜置24小時(shí)，待硅橡膠成型后將整體拿出，形成最終的觸覺傳感器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于微納米級(jí)直立纖維敏感結(jié)構(gòu)的觸覺傳感器的制備 方法，其特征在于對(duì)于由聚偏氟乙烯和二甲基甲酰胺溶液系統(tǒng)制備的具有壓電特性的微 納纖維來說，在封裝之前還需進(jìn)行極化處理，其方法為，將基底連同其上的微納米級(jí)直立懸 空纖維一同置于由兩金屬極板和介電材料所組成纖維極化裝置中，在金屬電極間施加10kV 電壓，以完成纖維的極化后再包覆電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于微納米級(jí)直立纖維敏感結(jié)構(gòu)的觸覺傳感器的制備方法，其特征在于對(duì)于由聚偏氟乙烯和二甲基甲酰胺溶液系統(tǒng)制備的具有壓電特性的微 納纖維來說，其電極為沿長(zhǎng)度徑向?qū)ΨQ包覆的電極，采用磁控濺射方法制備；對(duì)于由聚氨酯 和二甲基甲酰胺溶液系統(tǒng)制備的具有壓阻特性的微納纖維來說，其電極為軸向上下環(huán)形對(duì) 稱包覆的電極，采用磁控濺射方法制備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于微納米纖維結(jié)構(gòu)的觸覺傳感器及其制備方法。將具有壓電或壓阻特性的溶質(zhì)材料與溶劑相混合以配備出具有壓電或壓阻敏感特性的，且同時(shí)適于拉伸的粘性溶液；利用微量注射泵將該溶液從微型針頭中擠出，再通過操縱三維操作平臺(tái)沿垂直方向運(yùn)動(dòng)，以制備出具有敏感特性的微納米級(jí)直立懸空纖維，并利用硅橡膠材料對(duì)制備出的微納米級(jí)直立懸空纖維陣列進(jìn)行封裝。相對(duì)于其他微觸覺感知裝置所采用的傳統(tǒng)微加工技術(shù)，制備簡(jiǎn)單，用料節(jié)省，成本低廉；其直立纖維結(jié)構(gòu)使觸覺感知系統(tǒng)更加靈敏。
文檔編號(hào)B81B1/00GK101776495SQ20101012285
公開日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2010年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者P·達(dá)里奧, 傅新, 劉偉庭, 李霏 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)