[0001] 本申请涉及传感器技术领域，特别涉及一种柔性六维力传感器的制备方法、系统、手套、设备及介质。

[0002] 随着测量技术的快速发展，力传感器在航空航天、机器人技术、精密制造以及生物医疗等多个领域扮演着至关重要的角色。这些应用场景对力传感器提出了更高的要求，如更高的灵敏度、更宽的量程、更好的动态性能以及更高的环境适应性。六维力传感器能够同时测量物体所受的三个正交方向上的力和力矩，成为了现代力学测量领域的重要工具。使用刚性材料制备六维力传感器虽然可以实现六维力感知，但很难适应软界面的各种变形，无法完全适应各种复杂环境和任务需求，尤其是在需要高度灵活性和环境适应性的场合，如可穿戴设备、软体机器人以及远程医疗手术机器人中，传统的六维力传感器显得捉襟见肘。

[0003] 因此，如何实现对六维力的高灵敏度和高精度测量是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

[0052] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

[0053] 下面请参见图1，图1为本申请实施例所提供的一种柔性六维力传感器的制备方法的流程图。

[0054] 具体步骤可以包括：

[0055] S101：通过选择性激光烧结技术对尼龙粉末进行烧结，得到具有预设微观结构的模具；

[0056] 其中，本实施例可以由工作人员和电子设备共同完成S101 S108的相关操作；本实~施例也可以应用于具有传感器制备功能的电子设备，电子设备通过运行程序可以实现S101S108的相关操作。
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[0057] 在本步骤之前可以将尼龙粉末放置于模具内，进而通过选择性激光烧结技术（SLS）对尼龙粉末进行烧结，被烧结的尼龙粉末与模具形成一个整体。对尼龙粉末进行烧结后，可以得到具有预设微观结构的模具，上述所述预设微观结构为包含多个突出部和凹陷部的微观结构；上述模具可以为底部平坦的模具。具体的，本实施例可以利用高能量激光束熔化尼龙粉末，逐层形成所需的形状，进而得到具有预设微观结构的模具。

[0058] S102：将聚二甲基硅氧烷混合物浇筑至所述模具中，以使所述聚二甲基硅氧烷混合物在所述模具中固化形成聚二甲基硅氧烷薄膜；

[0059] 其中，聚二甲基硅氧烷混合物（又称PDMS混合物）包括聚二甲基硅氧烷PDMS和固化剂，本实施例可以将液态的PDMS混合物倒入已经制备好的模具中，填充所有空隙和预设微观结构。在浇筑完成后，可以将模具置于适当的条件下，使PDMS混合物发生交联反应，在所述模具中固化形成聚二甲基硅氧烷薄膜（又称PDMS薄膜）。上述聚二甲基硅氧烷薄膜的一侧表面具有所述预设微观结构。在固化完成后，还可以将PDMS薄膜从模具中取出。具有预设微观结构的PDMS薄膜，预设微观结构可以增大PDMS薄膜的表面积，提高与外界环境的接触面积，从而提升传感器的敏感度。

[0060] S103：将多壁碳纳米管喷涂至所述聚二甲基硅氧烷薄膜具有预设微观结构的表面，得到传感单元；

[0061] 其中，多壁碳纳米管MWCNTs是由多层石墨烯卷绕而成的纳米级管状结构，本实施例可以预先将多壁碳纳米管分散在溶剂中，形成均匀的悬浮液，以便将多壁碳纳米管喷涂至所述聚二甲基硅氧烷薄膜具有所述预设微观结构的表面。经过喷涂和固化后，多壁碳纳米管与PDMS薄膜形成了紧密的结合，形成了传感单元。上述传感单元为具有所述预设微观结构且喷涂了所述多壁碳纳米管的聚二甲基硅氧烷薄膜。

[0062] S104：将含有铜纳米颗粒的溶液滴涂至衬底，以形成导电层；

[0063] 本实施例可以使用滴涂法将含有铜纳米颗粒的溶液滴涂到平坦的衬底上，衬底可以选择玻璃、硅片或其他适合的材料。

[0064] S105：对所述导电层进行激光刻蚀得到电极结构；

[0065] 其中，本步骤可以按照预设图像对所述导电层进行激光刻蚀得到电极结构。上述电极结构的形状与预设图像一致。

[0066] S106：将聚酰亚胺溶液浇筑至所述衬底，以使所述聚酰亚胺溶液固化形成柔性电极薄膜；

[0067] 其中，聚酰亚胺PI是一种高性能聚合物，本步骤可以将适量的PI溶液倒在衬底上，确保完全覆盖导电层。所述聚酰亚胺溶液固化形成柔性电极薄膜后，所述柔性电极薄膜的表面嵌入有所述导电层的铜纳米颗粒。

[0068] 在电子设备执行本步骤的情况下，电子设备可以判断衬底上是否存在含有铜纳米颗粒的溶液；若衬底上不存在含有铜纳米颗粒的溶液，可以直接执行S106的相关操作；若衬底上存在含有铜纳米颗粒的溶液，在对所述导电层进行激光刻蚀得到电极结构之后，在向所述导电层浇筑聚酰亚胺溶液（将聚酰亚胺溶液浇筑至所述衬底）之前，还可以去除所述衬底上含有铜纳米颗粒的溶液。

[0069] S107：将所述传感单元与所述柔性电极薄膜进行面对面封装，得到柔性传感单元；

[0070] 其中，本实施例可以将所述传感单元与所述柔性电极薄膜进行面对面封装，封装时需要传感单元中被喷涂所述多壁碳纳米管的表面与所述柔性电极薄膜中嵌入铜纳米颗粒的表面相接触，封装完成后即得到柔性传感单元，该柔性传感单元可以感应压力变化并转换为电信号输出。柔性传感单元包含传感单元与柔性电极薄膜。

[0071] S108：利用所述柔性传感单元制备柔性六维力传感器。

[0072] 其中，在得到柔性传感单元后，可以将多个柔性传感单元（如至少8个柔性传感单元）封装到传感器上盖和传感器底座之间，得到柔性六维力传感器。

[0073] 本实施例通过对尼龙粉末进行烧结得到具有预设微观结构的模具，在将聚二甲基硅氧烷混合物浇筑至模具后形成聚二甲基硅氧烷薄膜。聚二甲基硅氧烷薄膜包含多个突出部和凹陷部的微观结构，这种结构提高了与外界环境的接触面积，使用上述聚二甲基硅氧烷薄膜制备的柔性六维力传感器对外界刺激具有较好的响应能力。本实施例还在将多壁碳纳米管喷涂至所述聚二甲基硅氧烷薄膜具有所述预设微观结构的表面，得到传感单元；通过喷涂多壁碳纳米管提高了聚二甲基硅氧烷薄膜的导电性和机械强度，使用上述传感单元制备的柔性六维力传感器能够快速响应外力变化，提高了测量的灵敏度。本实施例将铜纳米颗粒溶液滴涂在衬底并进行激光刻蚀形成电极结构，还将聚酰亚胺溶液浇筑至所述衬底得到表面嵌入有所述导电层的铜纳米颗粒的柔性电极薄膜，该柔性电极薄膜能够提供稳定的电学连接。本实施例将传感单元与所述柔性电极薄膜进行面对面封装，得到柔性传感单元，并利用所述柔性传感单元制备柔性六维力传感器。可见，通过上述方式制备的柔性六维力传感器能够实现对六维力的高灵敏度和高精度测量。

[0074] 作为对于图1对应实施例的进一步介绍，可以通过以下方式利用所述柔性传感单元制备柔性六维力传感器：

[0075] 步骤A1：制备传感器上盖和传感器底座；

[0076] 其中，制备传感器上盖和传感器底座的过程具体为：利用3D打印设备制备上盖模具和底座模具；向所述上盖模具和所述底座模具浇筑聚二甲基硅氧烷混合物并去除气泡，得到所述传感器上盖和所述传感器底座。

[0077] 本实施例中的传感器上盖和传感器底座为凹凸互锁的榫卯结构，所述传感器底座包括8个第一承载面，相邻的第一承载面具有不同的姿态，所述传感器上盖具有与每一所述第一承载面对应的第二承载面。

[0078] 步骤A2：将8个所述柔性传感单元封装于第一薄膜和第二薄膜之间，形成柔性传感单元阵列；

[0079] 其中，所述柔性传感单元阵列中的8个所述柔性传感单元对称排布且处于同一平面，所述第一薄膜为利用聚酰亚胺制备的薄膜，所述第二薄膜为利用聚二甲基硅氧烷制备的薄膜，所述柔性传感单元中的柔性电极薄膜与所述第一薄膜接触；所述柔性传感单元中的传感单元与所述第二薄膜接触。

[0080] 柔性传感单元阵列自上至下依次为：聚二甲基硅氧烷制备的薄膜（即第二薄膜）、传感单元、柔性电极薄膜、用聚酰亚胺制备的薄膜（第一薄膜）。

[0081] 步骤A3：根据所述传感器底座的形状对所述柔性传感单元阵列进行弯折，并将弯折后的柔性传感单元阵列装配至所述传感器上盖和所述传感器底座之间，得到所述柔性六维力传感器；

[0082] 其中，所述柔性六维力传感器中每一所述柔性传感单元均嵌入至对应的所述第一承载面和所述第二承载面之间。即，柔性传感单元的第一表面与第一承载面接触，柔性传感单元的第二表面与第二承载面接触。

[0083] 在使用上述方案制备柔性六维力传感器的基础上，本申请实施例还提出了一种能够检测六维力的手套，该手套包括手套本体、柔性六维力传感器、信号处理模块和供电装置等。

[0084] 上述柔性六维力传感器可以设置于所述手套本体的预设位置（如指尖、指腹等位置）。上述柔性六维力传感器通过按照上述实施例提供的柔性六维力传感器的制备方法制备得到。

[0085] 上述信号处理模块通过引线与所述柔性六维力传感器中的柔性传感单元连接；信号处理模块可以根据所述柔性传感单元的电阻值计算手套的受力信息和/或力矩信息。

[0086] 上述手套中的柔性六维力传感器包括通过传感单元与柔性电极薄膜进行面对面封装得到的柔性传感单元，传感单元为具有所述预设微观结构且喷涂了所述多壁碳纳米管的聚二甲基硅氧烷薄膜，因此本实施例提供的手套能够实现对六维力的高灵敏度和高精度测量。

[0087] 作为对应图1对应实施例的进一步介绍，上述信号处理模块包括计算单元、电压检测单元和多个固定电阻；固定电阻的数量与柔性传感单元的数量一致，即固定电阻与柔性传感单元一一对应。

[0088] 每一所述固定电阻通过所述引线与对应的所述柔性传感单元串联；所述电压检测单元用于检测每一所述固定电阻两端的电压信号。

[0089] 当受到压力形变后，柔性传感单元的电阻值发生变化，与柔性传感单元串联的固定电阻两端的电压也随之发生变化，因此述计算单元可以根据所有固定电阻两端的电压信号确定受力信息和/或所述力矩信息。

[0090] 作为一种可行的实施方式，所述计算单元根据所述电压信号确定所述受力信息和/或所述力矩信息的过程包括：将所述电压信号代入映射矩阵得到所述受力信息和/或所述力矩信息；其中，所述映射矩阵为通过静态标定实验得到的矩阵。映射矩阵用于表示电压信号与受力信息的映射关系，也可以用于表示电压信号与力矩信息的映射关系。具体的，本实施例可以将电压信号的值乘以映射矩阵Gc，得到对应的受力信息和力矩信息。

[0091] 下面通过在实际应用中的实施例说明上述实施例描述的流程。

[0092] 伴随着人们生活和工作方式的转变，长时间低头使用电子设备、采用不正确的坐姿办公以及缺乏运动等现象愈发普遍，使得颈椎病的发病率显著上升，且在近年来逐渐展现出年轻化的趋势。颈肩疼痛不仅影响着患者的日常生活质量，还可能导致一系列严重的并发症。目前，推拿理疗是治疗和缓解颈肩疼痛的有效方法之一，理疗过程中手部发力复杂，推拿理疗的效果高度依赖医师的主观感知和医疗经验，经验丰富的医师治疗效果通常会更好。推拿理疗过程中，即使手势相同，如果采用不正确的发力大小，对疼痛的缓解效果也会大打折扣。现有的传感器设备难以获得精准的医师推拿力大小和方向，这严重限制了推拿理疗效果的提升，并且导致在推拿理疗医师的培养过程中无法给予精准的教学指导。

[0093] 柔性六维力传感器的出现弥补了刚性传感器的不足，它具备柔软、可弯曲、可变形以及良好的环境适应性等独特优势，不仅能够实现对复杂形状表面的贴合测量，还能够适应各种非结构化环境中的力学测量需求。通过在手套上安装传感器和信号处理模块，可以使其成为能够在推拿理疗过程中实时检测手套佩戴人员的各个手指的六维按摩力的智能数据手套。

[0094] 相关技术中的六维力传感器通过在不同位置粘贴应变片来感应各方向上的力/力矩，通过惠斯通全桥电路将应变片的电阻变化转换为电压输出，然后根据六维力传感器的输入（力F）输出（全桥电路电压输出）关系计算出六维力传感器的受力。上述相关技术中六维力传感器为刚性传感器，且传感器体积较大，无法应用在可穿戴医疗设备等柔性装置上。

[0095] 相关技术中的智能数据手套在手指处装有应变片传感器、陀螺仪传感器和弯曲度传感条，可以采集佩戴者的指节动作数据。上述相关技术中智能数据手套用于采集佩戴者的手部动作数据，无法对手指处的六维力进行采集检测。

[0096] 请参见图2，图2为本申请实施例所提供的一种柔性传感单元的制备过程示意图，涉及的操作包括：选择性激光烧结、PDMS浇筑、剥离得到mPDMS、涂覆MWCNTs薄膜、滴涂CN、激光蚀刻图像化、浇筑PI、分离带有CN的PI、传感单元封装，最终得到柔性传感单元。

[0097] 柔性传感单元包括以下两部分:具有表面微观结构的多壁碳纳米管(MWCNTs)涂层聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜和柔性电极。首先使用选择性激光烧结(SLS)技术进行3D打印，其中尼龙粉末在激光照射下选择性烧结，逐层形成所需的形状（即，表面凹凸不平的微观结构形状）。3D打印过程在模具中进行，模具中存在烧结后的微观结构。本实施例还可以将PDMS混合物浇筑到激光烧结后的模具中。剥离固化后复制了模具表面微观结构的PDMS，从而得到表面微结构PDMS（mPDMS）薄膜。使用喷涂技术将MWCNTs沉积在mPDMS表面进一步得到具有表面微观结构的多壁碳纳米管涂层聚二甲基硅氧烷薄膜（MWCNTs/mPDMS）。

[0098] 制备柔性电极时将分散的铜纳米颗粒(CN)滴涂在平坦的衬底上，形成高导电层。然后使用激光蚀刻方法对其进行图像化，以获得刚性衬底上的电极（即，激光蚀刻后留下的电极）。聚酰亚胺(PI)被倒在基材上并固化来获得柔性电极，使具有设计图案的铜纳米颗粒牢固地嵌入其表面，并将PI薄膜与衬底分离。将MWCNTs/mPDMS与柔性电极薄膜进行封装，导电层面对面接触后，得到柔性传感单元。

[0099] “图像化”指通过激光蚀刻在滴涂的铜纳米颗粒表面上形成设计好的图形，图像化可以具体形成的图像为叉指电极图形，叉指电极是一种具有指状或梳状图案的电极。

[0100] 请参见图3，图3为本申请实施例所提供的一种柔性六维力传感器的制备过程示意图，涉及的物料和装置包括10:1比例配置的PDMS混合物、上盖模具、底座模具、传感单元、柔性电极、PI薄膜和柔性传感单元阵列，涉及的操作包括60℃加热3h、脱模、封装、弯折、装配、粘接，最终得到柔性六维力传感器。

[0101] 柔性六维力传感器的制备过程具体如下：通过3D打印制备传感器上盖和底座模具，然后按10:1的比例配置聚二甲基硅氧烷（PDMS）和固化剂混合溶液，将PDMS混合溶液抽真空处理去除溶液中的气泡，倒入模具中，60℃加热3小时。PDMS溶液固化后将其脱模得到了传感器上盖和底座。柔性传感单元阵列由4部分组成，最底层是PI薄膜，在底层PI上对称贴有8个柔性电极，传感单元为具有表面微观结构的多壁碳纳米管(MWCNTs)涂层聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜，传感单元与柔性电极面对面接触，最后顶层PDMS薄膜覆盖前三者使用过丙烯酸系胶粘剂完成封装。接下来将柔性传感单元阵列在空间中弯折，并使用过丙烯酸系胶粘剂将传感器上盖，柔性传感单元阵列和传感器底座进行粘接，得到柔性六维力传感器。

[0102] 请参见图4，图4为本申请实施例所提供的一种柔性六维力传感器结构示意图，401为传感器上盖，402为弯折后的柔性传感单元阵列，403为传感器底座，图中的S为传感器底座的第一承载面。

[0103] 传感器上盖和传感器底座采用了类似中国传统建筑的榫卯结构，从上至下依次为传感器上盖、柔性传感单元阵列和传感器底座。上盖和底座形状凹凸互锁，柔性传感器单元阵列经弯折后可以恰好嵌合在传感器上盖和底座中间。

[0104] 请参见图5，图5为本申请实施例所提供的一种智能数据手套结构示意图。智能数据手套的5个手指的指腹中心处均安装柔性六维力传感器，柔性六维力传感器采用热熔胶粘接在智能数据手套上，在每个柔性六维力传感器的8个柔性传感单元的柔性电极处连接有8条引线，每个柔性六维力传感器的8条引线经集成后与智能数据手套手背处的信号处理模块连接。

[0105] 信号处理模块使用热熔胶粘接在智能数据手套手背处，信号处理模块包括以下4部分：带有微控制器的电路板、蓝牙通讯模块、400mAh的可充电锂电池和保护外壳。

[0106] 蓝牙通讯模块焊接在电路板上，电路板整体通过螺丝固定在保护外壳底座上，锂电池固定在保护外壳上盖的托槽中。其作用分别为：微控制器用于处理采集到的多个电压信号，蓝牙通讯模块用于将采集的电压信号传输给上位机，可充电锂电池为传感器和信号处理模块供电，保护外壳用于固定开发板和锂电池，并起保护作用。

[0107] 柔性六维力传感器独特的结构，使得在不同方向的外界力刺激下会产生多种接触变形模式，在不同的变形模式下，柔性传感器单元阵列的8个传感单元会产生不同形变，进而发生电阻变化。在柔性传感器单元阵列的电路中，每个传感单元和5kΩ外接固定电阻相串联，当传感单元电阻变化后，固定电阻两端分压发生变化，通过柔性电极和引线，将该电压信号变化传输到信号处理模块。信号处理模块采集传感器的电压信号变化，并按照从大拇指到小拇指的顺序，依次将电压信号传输至上位机进行电压‑力/力矩转变处理。

[0108] 电压‑力/力矩转变处理过程如下：首先使用传感器静态加载标定平台对传感器进行静态标定，通过对传感器顺序加载六维力得到传感器的实验标定曲线，根据传感器实验标定曲线可知传感器在Fx和Fy方向的量程为‑1.5N~1.5N，Fz的量程为‑2N~0N，Mx、My和Mz的量程为‑5N·mm 5N·mm。当力和力矩的检测范围超过量程时，传感单元的电压变化太小，将无~法区分压力变化。

[0109] 请参见图6，图6为本申请实施例所提供的一种静态标定流程图，包括如下步骤：静态标定开始后，系统预热启动标定软件，测量分支输出电压信号滤波，执行六维方向依次加载操作，计算标定矩阵和性能指标，静态标定结束。执行六维方向依次加载操作包括：各分支初始电压清零，各维力/力矩每1kgf/0.1kgf·m为一个加载点，加/卸载砝码，采集各分支输出电压，保存电压数据；判断加载完成是否完成，若未完成则进入加/卸载砝码的操作，若完成则判断是否数据异常；若数据异常则进入各分支初始电压清零的操作；若数据不异常，则进入计算标定矩阵和性能指标的步骤。

[0110] 请参见图7，图7为本申请实施例所提供的一种传感器实验标定曲线示意图，图中（a）、（b）、（c）分别表示三个方向的力Fx、Fy、Fz与ΔV/V0的对应关系，（d）、（e）、（f）分别表示三个方向的力矩Mx、My和Mz与ΔV/V0的对应关系。N表示牛顿，mm表示毫米。S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8表示8个柔性传感单元中的传感单元。V0是未施加外力时传感器测量电路外接的5kΩ固定电阻的两端电压，ΔV是施加外力后固定电阻两端电压与初始V0的差值。

[0111] 加载的标定力/力矩与分支输出电压之间的映射关系式为：Fs=GcU；

[0112] 上式中：Fs表示空间六维标定力；U表示测量分支传感单元输出电压；Gc表示标定力与测量分支输出电压之间的映射矩阵。

[0113] 若六维力传感器是一个理想的线性系统，那么仅需要对其施加六个线性无关的六维标定力，即可根据测量分支传感单元输出电压求得标定矩阵。但实际情况中，传感器的输入与输出通常并不是理想的线性关系，因此需要在传感器测量范围内进行多点加载获得多组数据，并对数据采用基于遗传算法优化的反向传播神经网络算法（GA‑BP算法）进行映射和校准，最终确定输入量与输出量之间的映射关系，得到标定矩阵。

[0114] 本实施例中的智能数据手套可以对常用的7种推拿理疗手法的六维按摩力的大小和方向进行信息采集。请参见图8，图8为本申请实施例所提供的一种推拿理疗手法示意图。图8中的7种推拿理疗手法包括：(a)直推法、(b)分推法、(c)旋推法、(d)抓捏法、(e)轻叩法、(f)指尖按压法、(g)捻法。

[0115] 如图8所示，凭借采集后的信息可以构建推拿理疗的力信息数据集，以此训练远程推拿理疗机器人。在推拿理疗培训过程中，可以检测智能数据手套佩戴者的六维按摩力，通过和已有的力信息数据集进行对比，进行可视化定量分析指导，提高教学效率。

[0116] 本实施例提供一种柔性六维力传感器的制备方法，能够制备出的传感器具有体积小、灵敏度高、误差小等优点，可以实现精准的力和力矩测量；传感器模具可以重复使用，制备方法经济性高；本实施例设计的智能数据手套可以采集多种常用推拿手法的各个手指的六维推拿力信息，既可以构建推拿理疗的力信息数据集，也可以在推拿培训过程中对智能数据手套佩戴者的推拿力进行可视化定量分析，提高教学效率。

[0117] 本申请实施例还提供一种柔性六维力传感器的制备系统，该系统可以包括：

[0118] 激光烧结模块，用于通过选择性激光烧结技术对尼龙粉末进行烧结，得到具有预设微观结构的模具；其中，所述预设微观结构为包含多个突出部和凹陷部的微观结构；

[0119] 第一浇筑模块，用于将聚二甲基硅氧烷混合物浇筑至所述模具中，以使所述聚二甲基硅氧烷混合物在所述模具中固化形成聚二甲基硅氧烷薄膜；其中，所述聚二甲基硅氧烷薄膜具有所述预设微观结构；

[0120] 喷涂模块，用于将多壁碳纳米管喷涂至所述聚二甲基硅氧烷薄膜具有所述预设微观结构的表面，得到传感单元；其中，所述传感单元为具有所述预设微观结构且喷涂了所述多壁碳纳米管的聚二甲基硅氧烷薄膜；

[0121] 电极刻蚀模块，用于将含有铜纳米颗粒的溶液滴涂至衬底，以形成导电层；还用于对所述导电层进行激光刻蚀得到电极结构；

[0122] 第二浇筑模块，用于将聚酰亚胺溶液浇筑至所述衬底，以使所述聚酰亚胺溶液固化形成柔性电极薄膜；其中，所述柔性电极薄膜的表面嵌入有所述导电层的铜纳米颗粒；

[0123] 封装模块，用于将所述传感单元与所述柔性电极薄膜进行面对面封装，得到柔性传感单元；其中，所述传感单元中被喷涂所述多壁碳纳米管的表面与所述柔性电极薄膜中嵌入铜纳米颗粒的表面相接触；

[0124] 制备模块，用于利用所述柔性传感单元制备柔性六维力传感器。

[0125] 本实施例通过对尼龙粉末进行烧结得到具有预设微观结构的模具，在将聚二甲基硅氧烷混合物浇筑至模具后形成聚二甲基硅氧烷薄膜。聚二甲基硅氧烷薄膜包含多个突出部和凹陷部的微观结构，这种结构提高了与外界环境的接触面积，使用上述聚二甲基硅氧烷薄膜制备的柔性六维力传感器对外界刺激具有较好的响应能力。本实施例还在将多壁碳纳米管喷涂至所述聚二甲基硅氧烷薄膜具有所述预设微观结构的表面，得到传感单元；通过喷涂多壁碳纳米管提高了聚二甲基硅氧烷薄膜的导电性和机械强度，使用上述传感单元制备的柔性六维力传感器能够快速响应外力变化，提高了测量的灵敏度。本实施例将铜纳米颗粒溶液滴涂在衬底并进行激光刻蚀形成电极结构，还将聚酰亚胺溶液浇筑至所述衬底得到表面嵌入有所述导电层的铜纳米颗粒的柔性电极薄膜，该柔性电极薄膜能够提供稳定的电学连接。本实施例将传感单元与所述柔性电极薄膜进行面对面封装，得到柔性传感单元，并利用所述柔性传感单元制备柔性六维力传感器。可见，通过上述方式制备的柔性六维力传感器能够实现对六维力的高灵敏度和高精度测量。

[0126] 进一步的，制备模块利用所述柔性传感单元制备柔性六维力传感器的过程包括：制备传感器上盖和传感器底座；其中，所述传感器上盖和所述传感器底座为凹凸互锁的榫卯结构，所述传感器底座包括8个第一承载面，相邻的第一承载面具有不同的姿态，所述传感器上盖具有与每一所述第一承载面对应的第二承载面；将8个所述柔性传感单元封装于第一薄膜和第二薄膜之间，形成柔性传感单元阵列；其中，所述柔性传感单元阵列中的8个所述柔性传感单元对称排布且处于同一平面，所述第一薄膜为利用聚酰亚胺制备的薄膜，所述第二薄膜为利用聚二甲基硅氧烷制备的薄膜，所述柔性传感单元中的柔性电极薄膜与所述第一薄膜接触；所述柔性传感单元中的传感单元与所述第二薄膜接触；根据所述传感器底座的形状对所述柔性传感单元阵列进行弯折，并将弯折后的柔性传感单元阵列装配至所述传感器上盖和所述传感器底座之间，得到所述柔性六维力传感器；其中，所述柔性六维力传感器中每一所述柔性传感单元均嵌入至对应的所述第一承载面和所述第二承载面之间。

[0127] 进一步的，制备模块制备传感器上盖和传感器底座的过程包括：利用3D打印设备制备上盖模具和底座模具；向所述上盖模具和所述底座模具浇筑聚二甲基硅氧烷混合物并去除气泡，得到所述传感器上盖和所述传感器底座。

[0128] 进一步的，还包括：

[0129] 溶液去除模块，用于在对所述导电层进行激光刻蚀得到电极结构之后，在将聚酰亚胺溶液浇筑至所述衬底之前，去除所述衬底上含有铜纳米颗粒的溶液。

[0130] 由于系统部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此系统部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

[0131] 本申请还提供了一种存储介质，其上存有计算机程序，该计算机程序被执行时可以实现上述实施例所提供的步骤。该存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read‑Only Memory ，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory ，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0132] 本申请还提供了一种电子设备，可以包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时，可以实现上述实施例所提供的步骤。当然所述电子设备还可以包括各种网络接口，电源等组件。

[0133] 说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请的保护范围内。

[0134] 还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。