電子皮膚是一種新型柔性可延展傳感系統(tǒng),能夠使載體感知各種物理、化學(xué)以及生物信號,已成為醫(yī)學(xué)、智能機器人及可穿戴電子設(shè)備等領(lǐng)域的熱點之一。電子皮膚材料作為構(gòu)建觸覺感知性能的基石,其制備工藝是提高靈敏性的關(guān)鍵。目前電子皮膚系統(tǒng)主要依賴于微型化的敏感器件和柔型基底的集成,來模仿實現(xiàn)人類皮膚的感覺和觸覺,特別是觸覺方面要求敏感器件具有柔彈性,而目前微型化的力學(xué)感應(yīng)器件不具有彈性,無法在大變形條件下使用。因此,本文針對此問題,設(shè)計并制備具有高柔彈性主動式力敏感材料,根據(jù)敏感系統(tǒng)的高靈敏度和柔彈性特點,利用旋轉(zhuǎn)涂膜和靜電紡絲工藝獲得具有層加層和大比面積高彈性絲狀敏感電子皮膚系統(tǒng)薄膜,實現(xiàn)大變形下的觸覺感應(yīng)。獲得了以下結(jié)論:旋轉(zhuǎn)涂膜三層薄膜輸出電壓是一層薄膜的10倍,但當層數(shù)增加時,輸出電壓反而降低,這說明三層膜的靈敏度最好。靜電紡絲薄膜在單位壓力下產(chǎn)生的電壓為1.25 V,旋轉(zhuǎn)涂膜三層膜在單位壓力下產(chǎn)生的電壓為0.8V,說明靜電紡絲薄膜的靈敏度比旋轉(zhuǎn)涂膜三層膜的靈敏度高。利用靜電紡絲薄膜,制作了鍵盤壓力傳感器,平均輸出電壓為1.5V。本文為了實時獲取薄膜應(yīng)力場,設(shè)計了應(yīng)力識別系統(tǒng),實現(xiàn)了動態(tài)刷新成...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 電子皮膚概述
    1.2 常見電子皮膚材料
    1.3 常見電子皮膚制備工藝
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
2 高靈敏度層加層結(jié)構(gòu)的主動式電子皮膚的制備及性能研究
    2.1 引言
    2.2 旋轉(zhuǎn)涂膜法制備PVDF-PDMS主動式電子皮膚
    2.3 旋轉(zhuǎn)涂膜法制備摻雜導(dǎo)電材料的PVDF-PDMS主動式電子皮膚
    2.4 材料輸出信號測試
    2.5 本章小結(jié)
3 大比表面積柔彈性主動式電子皮膚的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 高彈性高分子的合成
    3.3 靜電紡絲制備PVDF-PCM主動式電子皮膚材料
    3.4 材料輸出信號測試
    3.5 主動式電子皮膚材料的應(yīng)用實例
    3.6 本章小結(jié)
4 應(yīng)力識別系統(tǒng)的軟件設(shè)計
    4.1 引言
    4.2 系統(tǒng)機理
    4.3 系統(tǒng)搭建
    4.4 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 研究展望
致謝
參考文獻
附錄一 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的科研成果



本文編號：3758176