基于PVDF主动式柔弹性电子皮肤制备工艺及性能的研究

发布时间：2023-03-09 19:39

　　电子皮肤是一种新型柔性可延展传感系统,能够使载体感知各种物理、化学以及生物信号,已成为医学、智能机器人及可穿戴电子设备等领域的热点之一。电子皮肤材料作为构建触觉感知性能的基石,其制备工艺是提高灵敏性的关键。目前电子皮肤系统主要依赖于微型化的敏感器件和柔型基底的集成,来模仿实现人类皮肤的感觉和触觉,特别是触觉方面要求敏感器件具有柔弹性,而目前微型化的力学感应器件不具有弹性,无法在大变形条件下使用。因此,本文针对此问题,设计并制备具有高柔弹性主动式力敏感材料,根据敏感系统的高灵敏度和柔弹性特点,利用旋转涂膜和静电纺丝工艺获得具有层加层和大比面积高弹性丝状敏感电子皮肤系统薄膜,实现大变形下的触觉感应。获得了以下结论:旋转涂膜三层薄膜输出电压是一层薄膜的10倍,但当层数增加时,输出电压反而降低,这说明三层膜的灵敏度最好。静电纺丝薄膜在单位压力下产生的电压为1.25 V,旋转涂膜三层膜在单位压力下产生的电压为0.8V,说明静电纺丝薄膜的灵敏度比旋转涂膜三层膜的灵敏度高。利用静电纺丝薄膜,制作了键盘压力传感器,平均输出电压为1.5V。本文为了实时获取薄膜应力场,设计了应力识别系统,实现了动态刷新成...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 电子皮肤概述
    1.2 常见电子皮肤材料
    1.3 常见电子皮肤制备工艺
    1.4 本文主要研究内容
2 高灵敏度层加层结构的主动式电子皮肤的制备及性能研究
    2.1 引言
    2.2 旋转涂膜法制备PVDF-PDMS主动式电子皮肤
    2.3 旋转涂膜法制备掺杂导电材料的PVDF-PDMS主动式电子皮肤
    2.4 材料输出信号测试
    2.5 本章小结
3 大比表面积柔弹性主动式电子皮肤的制备及性能研究
    3.1 引言
    3.2 高弹性高分子的合成
    3.3 静电纺丝制备PVDF-PCM主动式电子皮肤材料
    3.4 材料输出信号测试
    3.5 主动式电子皮肤材料的应用实例
    3.6 本章小结
4 应力识别系统的软件设计
    4.1 引言
    4.2 系统机理
    4.3 系统搭建
    4.4 本章小结
5 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 研究展望
致谢
参考文献
附录一 作者在攻读硕士学位期间发表的科研成果



本文编号：3758176