【摘 要】
:
柔性压力传感器作为获取压力参数的主要途径,与物联网、云计算等新兴技术融合可有效推动智慧医疗和人机交互等领域的发展。然而,柔性压力传感器在发展和应用中遇到以下技术瓶
论文部分内容阅读
柔性压力传感器作为获取压力参数的主要途径,与物联网、云计算等新兴技术融合可有效推动智慧医疗和人机交互等领域的发展。然而,柔性压力传感器在发展和应用中遇到以下技术瓶颈。第一,缺乏微弱压力感知能力和高灵敏传感能力,一方面,微弱压力感知能力可实现器件对多种微弱压力变量的测量,从而尽早发现重要生理信号变化,降低并预防疾病发作;另一方面,高灵敏传感能力可提高器件电学输出和测量范围,从而增强测试可靠性并拓展应用场景。第二,传统刚性电池体积和重量较大且不具有柔韧性,作为柔性压力传感器的供能电源会给佩戴者带来不适感;并且传统刚性电池无法提供持续稳定的电能供给,使器件无法对人体相关压力参数实时监测。针对上述问题,本研究提出了摩擦起电式/压电式/摩擦-压电复合式柔性压力传感器的力电耦合增强方法,验证了该方法对传感器微弱压力感知能力、灵敏度和测量范围的提升作用,消除了刚性电池对传感器佩戴舒适性和工作时间的影响,研究了所制备传感器的性能指标与潜在应用场景,主要研究内容如下。(1)基于麦克斯韦位移电流传输理论的力电耦合方法研究。系统分析摩擦起电式压力传感技术和压电式压力传感技术的力电耦合机理,提出了多自由度条件下应力协同高效力电耦合方法和摩擦-压电复合式同步诱导电荷输出模型下的力电耦合增强方法。探索了柔性压力传感器制备工艺,实现了微锥台阵列结构PDMS薄膜、纳米纤维以及高填充比复合薄膜的制备。(2)柔性压力传感器的微弱压力感知能力研究。根据提出的多自由度条件下应力协同高效力电耦合方法,构建了基于微锥台阵列结构PDMS薄膜的摩擦起电式柔性压力传感器。该传感器在满足柔性共形特性基础上,灵敏度可达5.67 V/105 Pa并能够对微弱压力变化进行敏感感知,如脉搏跳动和肌肉运动细节信息等。(3)柔性压力传感器的高灵敏传感能力研究。根据提出的摩擦-压电复合式同步诱导电荷输出模型下的力电耦合增强方法,构建了基于一体式形变-接触结构的摩擦-压电复合式柔性压力传感器。该传感器在满足柔性共形特性基础上,兼具微弱压力感知能力、高输出以及宽测量范围特性,灵敏度高达18.96 V/105 Pa并可实现对微弱生理信号和肢体大应变运动信号的测量,如脉搏跳动细节、手指滑动按压和足底压力等。(4)柔性可拉伸压力传感器研究。为了进一步实现与人体皮肤的完美贴合,提出了基于层流位移理论的多相复合薄膜制备工艺方法,构建了基于Ba Ti O3/Ecoflex复合薄膜的压电式柔性可拉伸压力传感器,其中Ba Ti O3/Ecoflex复合薄膜拉伸率可达467%。该传感器兼具优异的电学性能和出色的可拉伸性,能够被固定在肘关节外侧,用于监测关节在不同弯曲角度以及不同弯曲速度下的运动信息。本研究提出的力电耦合增强方法,解决了无感贴敷条件下摩擦起电式柔性压力传感器微弱压力感知差的问题以及摩擦-压电复合式柔性压力传感器测量范围窄、无法实现高灵敏传感的问题,解决了现有柔性压力传感器无法对大应变运动有效监测的问题,为构建柔性压力传感器设计体系提供了新思路,在智慧医疗、人机交互等领域具有广泛应用前景。
其他文献
近年来,通过学者们的不懈努力,计算机视觉得到了快速发展,显著性检测也在机器学习和图像处理等领域得到了更为广泛的应用,其中包括目标识别、图像检索、图像分类、语义分割及图像问答等方面。但是,随着图像数据集的不断扩充以及场景复杂度的增加,传统的显著物体检测方法已经很难满足研究者们的需求,在许多计算机视觉任务(如边缘检测和语义分割)中难以捕获语义信息,存在很大的局限性。最近,随着深度学习技术的迅速发展,显
项目管理的核心是人的管理,要完成项目管理的既定任务,实现预定项目目标,必须依靠一个组织,这个组织就是项目团队。项目的组织与协调涉及团队、物质资源、技术资源等方方面面,但其核心是各相关人组成的项目团队,一个成功的项目,背后都存在一个优秀的项目团队。得到认可并为之努力的项目目标,权责相当的项目负责人,合理互补的团队构成,相互信任与依赖的团队成员,高度的凝聚力,良好有效的沟通,密切协作等等,都是一个优秀
纯苯是一种重要的化工原料,其生产原料主要来源于石油炼制过程中产生的石油苯和煤焦化过程中产生的焦化粗苯。焦化苯中的硫化物主要以噻吩形式存在,加工过程中会导致催化剂中毒、生产设备遭到腐蚀以及影响纯苯的质量。以噻吩作为基础原料生产的α-噻吩衍生物和β-噻吩衍生物在合成医药、农药、染料以及高分子助剂等领域充当着重要角色。因此,寻求一种既能高效率脱除焦化粗苯中的噻吩又能使噻吩得到充分利用的方法具有重要的意义
无人机由于其成本低、灵活性高和易于部署等特点在各个领域得到了越来越广泛的应用。无人机编队协同作业能够弥补单个无人机能力有限的缺点,使得任务的执行更加高效,同时提高了系统的可靠性。相较于WIFI网络,移动通信网络的覆盖范围更广,基于移动通信网络的无人机编队系统是未来必然的发展趋势。5G系统中的非正交多址接入(NOMA)技术和毫米波Massive MIMO技术提供了大连接、高吞吐的特性,可以满足无人机
随着我国进入社会主义新时代,人民的需要从物质文化需求发展到美好生活需要,全民健身热潮逐渐盛行,马拉松赛事不仅成为了重要的旅游吸引物,也助推着举办城市的发展,马拉松赛事旅游的研究已经成为热点问题。本文选择国内著名马拉松赛事——成都马拉松赛事为研究对象,在举办地成都市以及其马拉松赛事旅游发展现状分析基础之上,运用问卷调查和访谈等多种研究方法,对2019年成都马拉松赛事旅游者满意度进行调查分析,进而提出
近年来,港口逐渐在世界贸易和物流系统中扮演至关重要的角色,港口物流运输已成为物流学科研究的必然趋势。港口货物吞吐量的合理预测是进行港口物流规划与建设物流园区的关键部分,其有利于充分发挥港口效应,促进可持续快速发展。本文针对青岛港货物吞吐量预测的单项模型和组合模型进行初步的理论分析和实践研究,其目的在于寻求一种高准确性和高科学性的吞吐量预测模型来指导青岛港港口物流规划布置。首先,在吞吐量预测前期对青
太阳活动区是各类太阳活动的主要能量来源,剧烈的太阳活动会直接影响人类的生存环境,因此准确地检测与跟踪太阳活动区对监控和预报空间天气非常重要。太阳活动区的跟踪是一种
快速发展的中国,汽车产业连续28年快速增长,连续10年产销量居世界第一,直至2018、2019连续两年出现销量负增长。中国汽车经销商也由昔日的黄金产业、遍地开花,转变为当下汽车经销商集团重组、洗牌、优胜劣汰的局面。A汽车经销商是国内首批Infiniti品牌汽车经销商,历经十载辉煌,然而近几年却出现了企业发展的瓶颈期,经营业绩下滑、员工满意度不高等问题,为保证其可持续稳定的长期发展,重新规划并实施适
全面的评估森林公园旅游承载力对森林公园的可持续发展十分必要。塞罕坝国家森林公园算是中国第一大人工林森林公园,在全国森林旅游中占有不可或缺的位置。因此旅游承载力研究势在必行。本研究首先查阅了与森林旅游承载力相关的各类文献,对其相关概念等做了一个总结。其次,利用问卷调查的数据对游客进行特征分析,从游客角度分析和查找调控承载力的方法。再次,依据测算模型计算出塞罕坝国家森林公园的承载力。最后,结合游客特征
随着科技的发展以及“平安城市”、“平安校园”等以维护社会稳定为目标的项目的推进,监控设备的普及率已得到极大提高。监控摄像头数量的增加就意味着每天会产生数量巨大的监控数据,一旦发生事件,警务人员就需要人工查看大量监控,这就造成了极大的资源浪费。针对这类问题,行人重识别(Person Re-Identification)技术由此横空出世。最近几年,由于深度学习技术的迅速兴起,越来越多的研究者开始将深度