發(fā)布時(shí)間：2022-02-24 04:21

　　近年來,柔性傳感器因其在可穿戴電子、人造皮膚、機(jī)器人和醫(yī)療保健等領(lǐng)域的良好應(yīng)用前景而引起了人們的廣泛關(guān)注。柔性傳感器的突破使得大規(guī)模制造低成本、性能優(yōu)越的柔性電子產(chǎn)品成為可能。目前,相關(guān)研究多側(cè)重于提高柔性傳感器的壓力或應(yīng)變靈敏度。然而,具有重要科學(xué)意義和現(xiàn)實(shí)意義的多功能柔性傳感器報(bào)道較少。雖然目前人們?cè)陂_發(fā)柔性傳感器方面已取得了一定的進(jìn)展,但開發(fā)能夠超越人類皮膚特性的多功能柔性傳感器仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。本文通過對(duì)人體皮膚和蜘蛛腿部傳感系統(tǒng)進(jìn)行仿生研究,制備了系列多功能、柔性纖毛傳感器,主要研究工作和成果如下:（1）人體皮膚-毛細(xì)胞結(jié)構(gòu)和蜘蛛腿部的傳感特性仿生研究。本章運(yùn)用掃描電鏡對(duì)人體皮膚-毛細(xì)胞結(jié)構(gòu)和蜘蛛腿部的聽覺系統(tǒng)進(jìn)行了觀察,獲得了其結(jié)構(gòu)參數(shù)及微觀形貌特征。對(duì)于人體皮膚-毛細(xì)胞結(jié)構(gòu),理論分析顯示皮膚中的乳突結(jié)構(gòu)可使神經(jīng)元所在位置產(chǎn)生應(yīng)力集中效應(yīng),從而提高皮膚的傳感特性;同時(shí),纖毛結(jié)構(gòu)類似于杠桿,在根部具有應(yīng)力放大的效果,增強(qiáng)了人體對(duì)外界機(jī)械信號(hào)的敏感度。對(duì)于蜘蛛腿部的聽覺系統(tǒng),除了纖毛結(jié)構(gòu)的應(yīng)力放大效應(yīng),蜘蛛腿部的裂紋結(jié)構(gòu)也是其對(duì)振動(dòng)信號(hào)高度靈敏的關(guān)鍵。利用有限元分析和彈性理... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 傳感器簡(jiǎn)介
    1.2 柔性傳感器
    1.3 柔性應(yīng)力傳感器
        1.3.1 柔性應(yīng)力傳感器簡(jiǎn)介
        1.3.2 柔性應(yīng)力傳感器研究現(xiàn)狀
    1.4 柔性多功能傳感器
    1.5 仿生傳感器
    1.6 仿生纖毛傳感器
    1.7 本文的研究意義與主要內(nèi)容
        1.7.1 研究意義
        1.7.2 主要研究?jī)?nèi)容
2 生物纖毛結(jié)構(gòu)及傳感機(jī)理
    2.1 引言
    2.2 人體皮膚毛細(xì)胞及其傳感機(jī)理
        2.2.1 人體皮膚結(jié)構(gòu)特征及其傳感機(jī)理
        2.2.2 人體皮膚模量與傳感特性
        2.2.3 人體毛細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特征
        2.2.4 人體毛細(xì)胞結(jié)構(gòu)與傳感特性
    2.3 蜘蛛感受器及其傳感機(jī)理
        2.3.1 蜘蛛裂紋結(jié)構(gòu)
        2.3.2 蜘蛛裂紋結(jié)構(gòu)的傳感機(jī)理
        2.3.3 蜘蛛纖毛結(jié)構(gòu)
        2.3.4 蜘蛛纖毛觸覺傳感機(jī)理
        2.3.5 蜘蛛纖毛振動(dòng)傳感機(jī)理
        2.3.6 纖毛和裂紋的協(xié)同作用
    2.4 本章小結(jié)
3 基于皮膚仿生的多功能纖毛傳感器
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 材料
        3.2.2 制備
        3.2.3 表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 傳感器的制備與結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 傳感器的傳感特性研究
        3.3.3 傳感器的應(yīng)用研究
    3.4 本章小結(jié)
4 基于蜘蛛仿生的振動(dòng)傳感器
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 材料
        4.2.2 制備
        4.2.3 表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 傳感器的制備與結(jié)構(gòu)表征
        4.3.2 傳感器的傳感特性研究
        4.3.3 傳感器的應(yīng)用研究
    4.4 本章小結(jié)
5 基于纖毛陣列的力、磁雙模態(tài)傳感器
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 材料
        5.2.2 制備
        5.2.3 表征
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 傳感器的制備與結(jié)構(gòu)表征
        5.3.2 傳感器的傳感特性研究
        5.3.3 傳感器的應(yīng)用研究
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新性成果及意義
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
    A.作者在攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文
    B.作者在攻讀博士學(xué)位期間參與的科研課題
    C.作者在攻讀博士學(xué)位期間申請(qǐng)的專利
    D.學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]納米應(yīng)力/應(yīng)變傳感器概述及應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 廖新勤,丁一.  新材料產(chǎn)業(yè). 2017(05)
[2]機(jī)敏異漏斗蛛體表超微感受器的掃描電鏡觀察[J]. 劉洋洋,荊奇,周瓊.  動(dòng)物學(xué)雜志. 2016(03)
[3]纖毛研究進(jìn)展[J]. 矯健,張羅.  首都醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(01)
[4]蜘蛛的機(jī)械感器[J]. 劉獻(xiàn)中,李曉晨.  昆蟲知識(shí). 2008(01)
[5]傳感器應(yīng)用與發(fā)展[J]. 吳偉明.  電子制作. 2007(04)
[6]網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器中的以太網(wǎng)接口設(shè)計(jì)[J]. 申柏華,徐杜.  傳感器世界. 2005(06)
[7]淺談仿生傳感器[J]. 董守愚.  安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2004(Z1)
[8]仿生傳感技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 王平.  中國(guó)醫(yī)療器械雜志. 2004(04)
[9]動(dòng)物行為與地震預(yù)測(cè)[J]. J.L.Kirschvink,李春來.  世界地震譯叢. 2002(05)
[10]人體毛發(fā)及其功用[J]. 劉德明.  生物學(xué)教學(xué). 1994(10)

博士論文
[1]階梯流場(chǎng)和負(fù)壓吸動(dòng)下納米纖維成紗機(jī)理及其在柔性應(yīng)力傳感器上的應(yīng)用研究[D]. 周玉嫚.江南大學(xué) 2018
[2]海冰電性能研究及其在極地冰雪監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[D]. 常曉敏.太原理工大學(xué) 2014
[3]仿生蜘蛛振動(dòng)感知的硅微加速度傳感器研究[D]. 汪延成.浙江大學(xué) 2010

碩士論文
[1]指尖三維力傳感器與仿生觸須傳感器的研究[D]. 張強(qiáng).東南大學(xué) 2017
[2]基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的柔性可穿戴多功能壓力傳感器[D]. 李小石.重慶大學(xué) 2017
[3]深海壓力傳感器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的關(guān)鍵問題研究[D]. 楊天偉.合肥工業(yè)大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3641966