(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210629501.0 (22)申请日 2022.06.06 (71)申请人 中国科学技术大学 地址 230026 安徽省合肥市包河区金寨路 96号 (72)发明人 刘建伟　陈诚　李新林　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 专利代理师 刘颖 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) G01D 11/00(2006.01) (54)发明名称 一种仿生多功能传感器及其制备方法、 应用 (57)摘要 本发明涉及可穿戴传感器技术领域， 本申请 提供了一种仿生多功能传感器及其制备方法、 应 用， 该传感器包括柔性电路板和多孔热电薄膜， 所述多孔热电薄膜呈条状且倾斜设置于柔性电 路板上， 所述的多孔热电薄膜长度方向两端与柔 性电路板的电路导电连接。 本发 明提供的上述仿 生多功能传感器， 能同时感知热源靠近、 温度、 压 力、 气流以及高频震动； 而且该传感器结构简单， 其制备流程也非常简单， 具有全自动化、 机械化 生产的潜力， 同时对这些信号的感知具有卓越的 表现， 这将使其在仿生机器人、 智能监测以及人 机界面等领域具有重要的应用前 景。 权利要求书1页 说明书6页 附图4页 CN 115014438 A 2022.09.06 CN 115014438 A 1.一种仿生多功能传感器， 其特征在于， 包括柔性电路板和多孔热电薄膜， 所述多孔热 电薄膜呈条状且倾斜设置于柔性电路板上， 所述的多孔热电薄膜长度方向两端与柔性电路 板的电路导电连接 。 2.根据权利要求1所述的仿生多功能传感器， 其特征在于， 所述多孔热电薄膜包括： 倾 斜设置于柔性电路板上的柔性多孔基底薄膜， 以及复合在柔性多孔基底薄膜至少一个表面 上的热电薄膜； 所述热电薄膜呈 条状， 且长度方向两端与柔 性电路板的电路导电连接 。 3.根据权利要求2所述的仿生多功能传感器， 其特征在于， 所述热电薄膜厚度为200～ 700nm， 塞贝克因子为5 0～200 μV/K。 4.根据权利要求2所述的仿生多功能传感器， 其特征在于， 所述热电薄膜长度方向至少 一端连接导电薄膜， 用于与柔 性电路板的电路导电连接 。 5.根据权利要求4所述的仿生多功能传感器， 其特征在于， 所述导电薄膜厚度为50～ 200nm。 6.根据权利要求4所述的仿生多功能传感器， 其特征在于， 所述热电薄膜长度方向仅 一 端连接导电薄膜， 并与导电薄膜形成U形 结构。 7.根据权利要求1～6任一项所述的仿生多功能传感器， 其特征在于， 所述倾斜设置的 多孔热电薄膜与柔 性电路板之间的夹角为 40～70°。 8.根据权利要求7所述的仿生多功能传感器， 其特征在于， 所述柔性电路板由柔性衬底 及其表面的液态金属线路构成， 所述柔性衬底上具有倾斜沟槽， 用于倾斜设置多孔热电薄 膜； 所述液态金属线路与多孔热电薄膜长度方向两端导电连接 。 9.权利要求1～8任一项所述的仿生多功能传感器的制备 方法， 包括以下步骤： 分别提供柔 性电路板、 条状的多孔热电薄膜； 将所述多孔热电薄膜倾 斜设置在柔 性电路板上， 并使两者 导电连接， 封装。 10.权利要求1～8任一项所述的仿生多功能传感器在制造机器人、 人机交互以及健康 监测中的应用。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115014438 A 2一种仿生多功能传感器及其制备方 法、 应用 技术领域 [0001]本发明涉及可穿戴传感器技术领域， 具体涉及一种仿生多功能传感器及其制备方 法、 应用。 背景技术 [0002]可穿戴设备是一种可以安装在人、 动 物和物品上， 并能感知、 传递和处理信息的设 备， 传感器是可穿戴设备的核心器件。 可穿戴的传感器广泛应用于工业生产、 医疗健康以及 日常家居中， 推动了人机交互、 高性能机器人和健康监测等领域的迅猛 发展。 其中， 压力、 应 变、 温度、 震动以及风速传感器等在过去十年受到广泛的关注。 在提高传感器灵敏度、 响应 时间、 测试范围和耐疲劳性的同时， 如何将多种传感功能集于一体也成为了一个重要研究 方向。 研发良好的多功能传感设备， 将极大程度的拓展对周围环境等的感知能力， 同时也能 降低传感设备的使用面积和制造成本 。 [0003]近来， 有文 献(Advanced  Materials， 2019 年， 31卷， 36期， 1902831页)报道， 利用热 释电材料钛酸钡制备传感器阵列检测温度， 同时也可以检测震 荡的压力。 也有文献(Nature   Communications， 2020年， 11卷， 1期， 1 ‑10页)报道了一种利用镍颗粒和PVDF ‑HFP混合制备 的自愈合海绵， 其可实现对压力和靠近的感知。 另有文献(Science  Advances， 2020年， 6卷， 45期， eabd0202页)报道， 将心电图传感器、 温度传感器、 声学以及运动传感器全部集 成在一 张自愈合弹性薄膜上， 来达 到对这些信号的感知。 [0004]但是， 这些报道的传感设备中， 要么检测的信号较少， 仅为双功能感知， 不足以满 足日渐提高的需求； 要么结构复杂， 产生过多且密集的线路， 会对数据读取时间产生更多的 延迟， 而且也需要更多的外接端口。 因此， 如何得到一种多功能感知、 结构简单等综合性能 更加优异的传感器， 已成为该 领域的研究者亟需解决的问题之一。 发明内容 [0005]有鉴于此， 本申请提供一种仿生多功能传感器及其制备方法、 应用， 本发明提供的 多功能传感器在保证温度、 压力、 气流 等多功能感知的同时， 具有简单的结构， 利于应用。 [0006]本发明提供一种仿生多功能传感器， 包括柔性电路板和多孔热电薄膜， 所述多孔 热电薄膜呈条状且倾斜设置于柔性电路板上， 所述多孔热电薄膜长度方向两端与柔性电路 板的电路导电连接 。 [0007]在本发明的实施例中， 所述多孔热电薄膜包括： 倾斜设置于柔性电路板上的柔性 多孔基底薄膜， 以及 复合在柔性多孔基底薄膜至少一个表面上的热电薄膜； 所述热电薄膜 呈条状， 且长度方向两端与柔 性电路板的电路导电连接 。 [0008]在本发明的实施例中， 所述热电薄膜厚度为200～700nm， 塞贝克因子为50～200μ V/K。 [0009]在本发明的实施例中， 所述热电薄膜长度方向至少一端连接导电薄膜， 用于与柔 性电路板的电路导电连接 。说　明　书 1/6 页 3 CN 115014438 A 3