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专利名称：一种柔性压力传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及应变传感领域，尤其涉及ー种柔性压カ传感器。
背景技术：
随着传感器材料技术的不断发展，出现了ー种新型的织物传感器，可測量由于机械应カ或热应カ或两者的组合而导致的物体尺寸变化。在中国专利(申请号200910137579. 5申请号201010287822. 4)中即公开了制备织
物应变传感器敏感单元的加工方法和采用该种方法加工制成的织物应变传感器敏感単元。·[0004]然而，在很多应用领域中，实际经常所需要的是一封装好的压カ传感器。但是，现有技术中并没有公开关于上述的这种织物应变传感器敏感単元的封装产品。

实用新型内容本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供ー种柔性压カ传感器。可以有效的对织物传感器进行封装，织物传感器则可精确控制柔性织物的应カ感应区域，以便提高测量的织物压力传感器的可靠性与测量的精确度。为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了ー种柔性压カ传感器，所述柔性压カ传感器包括作为柔性压カ传感器敏感単元的织物传感器和在所述织物传感器的所有面涂覆的柔性封装涂层；其中，所述柔性封装涂层随着所述织物传感器的拉伸而伸长，随所述织物传感器的收缩而收缩，以作为压カ传感器的敏感単元量度加载在所述压カ传感器上的力的大小。进ー步的，所述柔性压カ传感器还包括柔性壳装体，具有柔性封装涂层的织物传感器固定在所述柔性壳装体的底部基体上。其中，所述织物传感器包括传感应力的柔性织物层、覆盖粘结在所述柔性织物层上的固定层；在所述柔性织物的应カ感应区域无粘结覆盖的固定层，在所述柔性织物的应カ感应区域旁的固定区域有粘结覆盖的固定层；所述固定层的应变小于所述柔性织物。其中，在所述应カ感应区域沿应变方向的两侧粘结、机械夹持、缝纫连接导线或导电扣。或在所述应カ感应区域沿应变方向的两侧的固定区域粘结、机械夹持、缝纫连接导线或导电扣，所述导线或导电扣与所述柔性织物导电连接。上述固定层为非弾性机织物。其中，所述柔性织物层的织物为C形，C形的上下两臂为应カ感应区域；所述固定层固定在C形的起点和终点侧和C形的左侧弯曲侧；所述固定层的应变小于所述柔性织物。另ー方面，本实用新型实施例提供了ー种柔性压カ传感器，所述柔性压カ传感器包括作为柔性压カ传感器敏感単元的织物传感器和封装所述织物传感器的柔性壳装体，所述织物传感器固定在所述柔性壳装体的底部基体上；其中，所述柔性壳装体随着所述织物传感器的拉伸而伸长，随所述织物传感器的收缩而收缩，以作为压カ传感器的敏感単元量度加载在所述压カ传感器上的力的大小。[0015]其中，所述织物传感器包括传感应力的柔性织物层、覆盖粘结在所述柔性织物层上的固定层；在所述柔性织物的应力感应区域无粘结覆盖的固定层，在所述柔性织物的应力感应区域旁的固定区域有粘结覆盖的固定层；所述固定层的应变小于所述柔性织物。在本实用新型实施例中的柔性压力传感器中，在弹性的传感应力的柔性织物层上覆盖粘结上一层弹性较低或无弹性的固定层，并且该固定层在柔性织物的应力感应区域没有覆盖，这样，既可以保证柔性织物的应力感应区域感应应力，又可以使得柔性织物的其他区域无形变或仅产生较小的形变，方便将柔性织物与整个传感系统的其他部分进行连接。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本实用新型实施例中的柔性压力传感器敏感单元封装前的平视图；图2是本实用新型实施例中的柔性压力传感器敏感单元封装前的侧视图；图3是本实用新型实施例中的柔性压力传感器敏感单元封装后的平视图；图4是本实用新型实施例中的柔性压力传感器敏感单元封装后的侧视图；图5是本实用新型实施例中的未封装柔性壳装体的传感器示意图；图6是本实用新型实施例中的柔性壳装体的一个具体结构示意图；图7是本实用新型实施例中的柔性压力传感器敏感单元的另一种封装后的一个具体结构示意图；图8是本实用新型实施例中的柔性压力传感器敏感单元的一个组成结构的正面示意图；图9是图8中的柔性压力传感器敏感单元的侧面示意图；图10是本实用新型实施例中的柔性压力传感器敏感单元的另一个组成结构的正面示意图；图11是图10中的柔性压力传感器敏感单元的侧面示意图；图12是本实用新型实施例中的织物传感器的导线连接的一个具体结构示意图；图13是本实用新型实施例中的织物传感器的导电扣连接的一个具体结构示意图；图14是本实用新型实施例中的柔性压力传感器敏感单元的柔性织物为C形的一个具体结构示意图；图15是本实用新型实施例中的柔性压力传感器敏感单元的柔性织物为C形的另一个具体结构示意图；图16是本实用新型实施例中的织物传感器半成品的镂空图案的一个具体示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。现有的织物传感器仅给出了柔性织物的制备方法，并没有给出织物传感器封装应用为柔性压カ传感器的方式。本实用新型实施例公开了ー种柔性压カ传感器。以下分别结合具体实施例进行描述。如图I和2所示，为本发明实施例中的柔性压力传感器敏感単元(即，织物传感器)封装前的示意图。在其上涂覆柔性封装涂层后得到压カ传感器，即对柔性压カ传感器敏感单元进行封装得到经过封装的压カ传感器，如图3和4所示，其包括作为柔性压カ传感器敏感单元的织物传感器和在所述织物传感器的所有面涂覆的柔性封装涂层；其中，所述柔性封装涂层随着所述织物传感器的拉伸而伸长，随所述织物传感器的收缩而收缩，以作为压力传感器的敏感単元量度加载在所述压カ传感器上的力的大小。在本发明的另ー实施例中，还可以在上述基础上进一歩封装上柔性壳装体，SP如图4所示的柔性压カ传感器还包括柔性壳装体，具有柔性封装涂层的织物传感器固定在所述柔性壳装体的底部基体上。图广4中用黒色表示涂覆层，织物传感器层位灰色，这仅仅是ー种示意，不能以此认为二者必然有这种颜色关系。当然，如图5 7中所示，本发明实施例中也可以只单独封装柔性壳装体，即柔性压力传感器包括作为柔性压カ传感器敏感単元的织物传感器和封装所述织物传感器的柔性壳装体，所述织物传感器固定在所述柔性壳装体的底部基体上；其中，所述柔性壳装体随着所述织物传感器的拉伸而伸长，随所述织物传感器的收缩而收缩，以作为压カ传感器的敏感单元量度加载在所述压カ传感器上的力的大小。图5中示例为未封装的柔性压力传感器敏感単元，图6为柔性壳装体，图7为封装有柔性压力传感器的敏感単元的柔性壳装体。其中，柔性壳装体可以是热塑性或热固性聚合物材料，通过模塑、注塑或吹塑等エ艺成型，底部基体材料则可以是普通的聚合物材料。如，柔性壳装体材料可以是热塑性弹性体材料(如EBS，SEBS等)、硅橡胶、天然橡胶和各类合成橡胶，类似的，柔性封装涂层材料也可以是这些材料。通过上述对柔性压カ传感器的描述可知，在本发明实施例中可采用三种方法对柔性压カ传感器敏感单元进行封装。方法一对柔性压カ传感器敏感单元的进行封装。分别在织物敏感单元的正反表面和四个侧面涂覆ー种柔性封装涂层，得到完全封装的织物敏感単元、该涂层会随着织物敏感単元的拉伸/收缩而伸长/收缩，同时具有良好的封装效果，且不影响织物应变单元的敏感性，封装的材料可以是热塑性弹性封装材料，，硅橡胶，天然橡胶，和各类合成橡胶。用该封装好的织物敏感単元制备压カ传感器，得到具有封装效果的压カ传感器。方法ニ对敏感単元的整体封装。事先预制好ー个柔性壳装结构，然后整体包覆在敏感単元外部，并于底部基体良好连接和密封，达到整体封装效果。该柔性壳装结构会随着敏感単元的压缩/会弹过程动作，但不会影响敏感単元的敏感度。柔性壳装结构的材料包括热塑性或热固性聚合物材料，加工方法包括模塑、注塑、吹塑等成型エ艺。底部基体材料为任何聚合物材料。采用此方法，可使用未封装的织物传感器，制备具有封装效果的压力传感器。方法三双重封装。同时对织物传感器和压力传感器进行封装，即结合上述方法一和方法二的封装方法，制备具有封装效果的压力传感器。如图8和9所示，为本实用新型实施例中的一种织物传感器，该织物传感器包括传感应力的柔性织物层I、覆盖粘结在所述柔性织物层上的固定层2 ;其中，在所述柔性织物I的应力感应区域10无粘结覆盖的固定层，在所述柔性织物的应力感应区域10旁的固定区域有粘结覆盖的固定层2 ;所述固定层的应变小于所述柔性织物。上述固定层为非弹性机 织物。由于固定层的应变小于柔性织物，当柔性织物受应力作用而产生形变时，则保证形变都发生在无粘附有固定层的应力感应区域。这样，通过控制固定层不覆盖于柔性织物的区域，就可以精确的控制应力感应区域的大�。�最终实现应力的精确测量。当然，图8、9中所示的应力感应区域的形状仅为一种示例，也可以有其他的形状，如图10和11所示，则为本发明实施例中的另一种织物传感器的组成示意图。如图12所示，为本实用新型实施例中的柔性织物的导电连接方式中一种(本例中为导线缝纫连接到织物中)的示例，本例中通过缝纫连接连接导线300。当然还可以有其他的导电连接方式，如，在所述应力感应区域沿应变方向的两侧粘结、机械夹持、缝纫连接导线或导电扣；或在所述应力感应区域沿应变方向的两侧的固定区域粘结、机械夹持、缝纫连接导线或导电扣等，所述导线或导电扣与所述柔性织物导电连接。如图13所示，为在应力感应区域沿应变方向的两侧的固定区域机械夹持导电扣的示例，本例中导电扣与导线300连接。该导电扣可以设计成凸凹扣的形式，在需要测量时将凸凹扣扣合，不需要测量时，则可将凸凹扣分离，图13中为扣合的情形。本发明人在实际使用过程中还发现，由于一般应力都来自对应的两侧，使得在安置传感器时其导电端一般位于应力感应部分沿应力方向的两侧，这样设计不利于传感器后续电路的布置，即其两端导线总有一端的导线要沿应力方向布置。为此，如图14、15所示，本实用新型实施例还提供了一种织物传感器，所述织物传感器包括传感应力的柔性织物层、覆盖粘结在所述柔性织物层上的固定层；其中，所述柔性织物层的织物为C形，C形的上下两臂为应力感应区域；所述固定层固定在C形的起点和终点侧和C形的左侧弯曲侧；所述固定层的应变小于所述柔性织物。其中，在所述C形的起点和终点侧的两端点粘结、机械夹持、缝纫连接导线或导电扣。所述固定层为非弹性机织物。这样，在设计导电端，及其后续电路时，可将其都设计在应力方向的一侧，减少导电线路对应力测量的影响。考虑该思路，上述的柔性织物层的织物形状也可以是其他的类似C形的形状，如旋转90度后的U形、V形等，只要是可以实现，既可测量应力方向的应变，又可是两导电端位于沿应力方向的一端既可。在生产本实用新型实施例中的织物传感器时，其半成品可包括如下结构传感应力的柔性织物层、覆盖粘结在所述柔性织物层上的固定层；其中，所述固定层上有镂空图案，所述镂空图案的镂空部分对应柔性织物的应力感应区域；所述固定层的应变小于所述柔性织物。S卩，在生产传感器的过程中，可以一次性制成较大面积的柔性织物，再将该织物与镂空的固定层高粘结为两层结构。通过适当设计固定层的镂空图案，只要随后对该两层结构进行剪裁就可以获得多个织物传感器的应カ传感部分。如图16所示，为固定层的镂空图案的ー种示例，其中镂空部分的形状、大小和各镂空部分的间隔都可以根据实际需要进行调整和设计。同时，在具体生产实践中，也可以将图16所示的镂空图案设计为上述的C形等。在本实用新型实施例中，在织物传感器上通过涂覆或壳装的方式封装形成压カ传感器，涂覆的柔性封装涂层或/和柔性壳装体本身都是柔性材料，不会影响封装在其中的织物传感器的敏感度，提高了传感器的性能。同时，在织物传感器中，在弹性的传感应力的柔性织物层上覆盖粘结上一层弹性较低或无弹性的固定层，并且该固定层在柔性织物的应カ感应区域没有覆盖，这样，既可以保证柔性织物的应カ感应区域感应应力，又可以使得柔性织物的其他区域无形变或仅产生较小的形变，方便将柔性织物与整个传感系统的其他部分进行连接。同时，本实用新型实施例还提供了在柔性织物上进行导电连接，以便进行感应信号传感的方式。以上所描述的仅为本实用新型ー种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
权利要求1.一种柔性压力传感器，其特征在于，所述柔性压力传感器包括作为柔性压力传感器敏感单元的织物传感器和在所述织物传感器的所有面涂覆的柔性封装涂层； 其中，所述柔性封装涂层随着所述织物传感器的拉伸而伸长，随所述织物传感器的收缩而收缩，以作为压力传感器的敏感单元量度加载在所述压力传感器上的力的大小。
2.如权利要求I所述的柔性压力传感器，其特征在于，所述织物传感器包括传感应力的柔性织物层、覆盖粘结在所述柔性织物层上的固定层；在所述柔性织物的应力感应区域无粘结覆盖的固定层，在所述柔性织物的应力感应区域旁的固定区域有粘结覆盖的固定层；所述固定层的应变小于所述柔性织物。
3.如权利要求2所述的柔性压力传感器，其特征在于，在所述应力感应区域沿应变方向的两侧粘结、机械夹持、缝纫连接导线或导电扣，或 在所述应力感应区域沿应变方向的两侧的固定区域粘结、机械夹持、缝纫连接导线或导电扣，所述导线或导电扣与所述柔性织物导电连接。
4.如权利要求2所述的柔性压力传感器，其特征在于，所述固定层为非弹性机械织物。
5.如权利要求2所述的柔性压力传感器，其特征在于，所述柔性织物层的织物为C形，C形的上下两臂为应力感应区域；所述固定层固定在C形的起点和终点侧和C形的左侧弯曲侧；所述固定层的应变小于所述柔性织物。
6.如权利要求I至5中任一项所述的柔性压力传感器，其特征在于，所述压力传感器还包括柔性壳装体，具有柔性封装涂层的织物传感器固定在所述柔性壳装体的底部基体上。
7.—种柔性压力传感器，其特征在于，所述柔性压力传感器包括作为柔性压力传感器敏感单元的织物传感器和封装所述织物传感器的柔性壳装体，所述织物传感器固定在所述柔性壳装体的底部基体上； 其中，所述柔性壳装体随着所述织物传感器的拉伸而伸长，随所述织物传感器的收缩而收缩，以作为压力传感器的敏感单元量度加载在所述压力传感器上的力的大小。
8.如权利要求7所述的柔性压力传感器，其特征在于，所述织物传感器包括传感应力的柔性织物层、覆盖粘结在所述柔性织物层上的固定层；在所述柔性织物的应力感应区域无粘结覆盖的固定层，在所述柔性织物的应力感应区域旁的固定区域有粘结覆盖的固定层；所述固定层的应变小于所述柔性织物。
9.如权利要求8所述的柔性压力传感器，其特征在于，在所述应力感应区域沿应变方向的两侧粘结、机械夹持、缝纫连接导线或导电扣，或， 在所述应力感应区域沿应变方向的两侧的固定区域粘结、机械夹持、缝纫连接导线或导电扣，所述导线或导电扣与所述柔性织物导电连接。
10.如权利要求8至9中任一项所述的柔性压力传感器，其特征在于，所述柔性织物层的织物为C形，C形的上下两臂为应力感应区域；所述固定层固定在C形的起点和终点侧和C形的左侧弯曲侧；所述固定层的应变小于所述柔性织物。
专利摘要本实用新型实施例公开了一种柔性压力传感器的封装方法，包括作为柔性压力传感器敏感单元的织物传感器，和所述织物传感器的所有面涂覆的柔性封装涂层；其中，所述柔性封装涂层随着所述织物传感器的拉伸而伸长，随所述织物传感器的收缩而收缩，以作为压力传感器的敏感单元量度加载在所述压力传感器上的力的大小。采用本实用新型可以有效的对这种压力传感器进行封装，可以通过封装织物传感器敏感单元实现，封装整体压力传感器或者即以上两种方法结合的方法，同时封装物传感器敏感单元以及压力传感器来实现封装，以便提高传感器的可靠性与测量的精度。
文档编号G01L5/04GK202793668SQ20122004978
公开日2013年3月13日 申请日期2012年2月16日 优先权日2012年2月16日
发明者王杨勇, 王广峰 申请人:安德润普科技开发(深圳)有限公司, 安润普有限公司