自支撑薄膜制备方法和压力传感致动器

摘要

本申请涉及一种自支撑薄膜制备方法和压力传感致动器。通过提供表面设置有基底起伏微结构的柔性基底。然后在基底起伏微结构的表面覆涂含有氧化石墨烯和生宣纸碎片的悬浊液，并固化形成固态薄膜。最后将固态薄膜从基底起伏微结构的表面剥离，并对固态薄膜进行还原处理得到自支撑薄膜，自支撑薄膜的表面具有与基底起伏微结构对应的薄膜起伏微结构。纤维在固态薄膜可以起到骨架和支撑的作用，因此在固态薄膜比较薄的状态下，还可以将固态薄膜从基底起伏微结构完整地剥离下来。由于纤维形成在固态薄膜中，固态薄膜还具有一定的刚性。由于本实施例制备的自支撑薄膜具较小的厚度，因此自支撑薄膜的弯曲阻力较小，自支撑薄膜具有较好的弯曲能力。

权利要求

1.一种压力传感致动器，其特征在于，包括：由自支撑薄膜(220)制成的第一自支撑膜(410)和第二自支撑膜(420)，所述第一自支撑膜(410)具有薄膜起伏微结构(320)的表面和所述第二自支撑膜(420)具有薄膜起伏微结构(320)的表面相对接触；

所述第一自支撑膜(410)远离所述第二自支撑膜(420)的表面包括间隔设置的第一支撑层(430)和吸热层(440)，所述吸热层(440)的热膨胀系数大于所述第一自支撑膜(410)的热膨胀系数；

所述第二自支撑膜(420)远离所述第一自支撑膜(410)的一侧设置有第二支撑层(450)，所述第一支撑层(430)和所述第二支撑层(450)相对设置；所述第二自支撑膜(420)、所述第二支撑层(450)、所述第一支撑层(430)和所述第一自支撑膜(410)与所述第二自支撑膜(420)相对的部分通过胶带封装成所述压力传感致动器的自由端；其中，所述自支撑薄膜(220)的制备方法包括：

S10,制备含有氧化石墨烯和生宣纸碎片的悬浊液(200)；

S20,提供柔性基底(100)，所述柔性基底(100)的表面设置有基底起伏微结构(110)；

S30,将所述悬浊液(200)涂覆于所述基底起伏微结构(110)的表面并固化形成固态薄膜(210)；

S40,将所述固态薄膜(210)从所述基底起伏微结构(110)的表面剥离，并对所述固态薄膜(210)进行还原处理得到所述自支撑薄膜(220)，所述自支撑薄膜(220)的表面具有与所述基底起伏微结构(110)对应的薄膜起伏微结构(320)。

2.如权利要求1所述的压力传感致动器，其特征在于，所述自支撑薄膜的制备方法中，所述S20包括：

S210，提供模板(300)，所述模板(300)表面设置有起伏微结构(310)；

S220，将液态有机硅涂覆于所述模板起伏微结构(310)的表面并固化形成所述柔性基底(100)，所述柔性基底(100)的表面形成与所述模板起伏微结构(310)对应的所述基底起伏微结构(110)；

S230,将所述柔性基底(100)与所述模板(300)相互剥离，得到设置有基底起伏微结构(110)的所述柔性基底(100)；

其中，所述模板(300)为植物叶片，所述植物叶片表面具有连绵起伏状。

3.如权利要求1所述压力传感致动器，其特征在于，所述自支撑薄膜的制备方法中，所述S10包括：

S110，将所述生宣纸碎片、所述氧化石墨烯和去离子水混合形成混合液；

S120，对所述混合液进行超声混合，得到所述悬浊液(200)。

4.如权利要求1所述的压力传感致动器，其特征在于，还包括电源(500)，所述第一自支撑膜(410)和所述第二自支撑膜(420)分别与所述电源(500)的正极和负极连接。

5.如权利要求1所述的压力传感致动器，其特征在于，所述第一自支撑膜(410)表面的薄膜起伏微结构(320)为多个锯齿结构。

6.如权利要求5所述的压力传感致动器，其特征在于，所述第二自支撑膜(420)表面的薄膜起伏微结构(320)均为多个锯齿结构。

7.如权利要求6所述的压力传感致动器，其特征在于，所述第一自支撑膜(410)表面的锯齿结构和所述第二自支撑膜(420)表面的锯齿结构错位设置，所述第一自支撑膜(410)表面的锯齿结构靠近所述第二自支撑膜(420)表面的锯齿结构时，所述第一自支撑膜(410)表面的锯齿结构的齿尖首先触碰所述第二自支撑膜(420)表面的锯齿结构的齿侧壁。

8.如权利要求1所述的压力传感致动器，其特征在于，所述第一自支撑膜(410)表面的薄膜起伏微结构(320)和所述第二自支撑膜(420)表面的薄膜起伏微结构(320)均为波纹结构。

9.如权利要求8所述的压力传感致动器，其特征在于，所述第一自支撑膜(410)表面的波纹结构和所述第二自支撑膜(420)表面的波纹结构对位设置，所述第一自支撑膜(410)表面的波纹结构靠近所述第二自支撑膜(420)表面的波纹结构时，所述第一自支撑膜(410)表面的波纹结构的波峰首先触碰所述第二自支撑膜(420)表面的波纹结构的波峰。

10.如权利要求8所述的压力传感致动器，其特征在于，所述第一自支撑膜(410)表面的薄膜起伏微结构(320)和所述第二自支撑膜(420)表面的薄膜起伏微结构(320)为多个间隔设置的凸起(630)。

说明书

自支撑薄膜制备方法和压力传感致动器

技术领域

[0001] 本申请涉及材料领域，特别是涉及一种自支撑薄膜制备方法和压力传感致动器。

背景技术

[0002] 目前，利用致动材料制备的致动器应用在人工肌肉、机器人等领域有巨大应用潜力，并逐渐成为目前智能材料研究领域的热点之一。通过致动材料对给予一定刺激，致动材
料会发生形变，可以达到弯曲、抓取、抬高及移动等效果。

[0003] 但是，现有技术中如果制作的致动材料的厚度较大，其变形程度和速度受到较大的限制。而致动材料的厚度较小时，不易成型，且刚度较差。这都影响了致动材料的应用和
发展。

发明内容

[0004] 基于此，有必要针对致动材料的厚度较大，其变形程度和速度受到较大的限制，而致动材料的厚度较小时，致动材料不易成型，且刚度较差的问题，提供一种自支撑薄膜制备
方法和压力传感致动器。

[0005] 一种自支撑薄膜制备方法，包括：

[0006] S10,制备含有氧化石墨烯和生宣纸碎片的悬浊液；

[0007] S20,提供柔性基底，所述柔性基底的表面设置有基底起伏微结构；

[0008] S30,将所述悬浊液涂覆于所述基底起伏微结构的表面并固化形成固态薄膜；

[0009] S40,将所述固态薄膜从所述基底起伏微结构的表面剥离，并对所述固态薄膜进行还原处理得到所述自支撑薄膜，所述自支撑薄膜的表面具有与所述基底起伏微结构对应的
薄膜起伏微结构。

[0010] 在一个实施例中，所述S10包括：

[0011] S110，将所述生宣纸碎片、所述氧化石墨烯和去离子水混合形成混合液；

[0012] S120，对所述混合液进行超声混合，得到所述悬浊液。

[0013] 在一个实施例中，所述S20包括：

[0014] S210，提供模板，所述模板表面设置有模板起伏微结构；

[0015] S220，将液态有机硅涂覆于所述模板起伏微结构的表面并固化形成所述柔性基底，所述柔性基底的表面形成与所述模板起伏微结构对应的所述基底起伏微结构。

[0016] S230,将所述柔性基底与所述模板相互剥离，得到设置有基底起伏微结构的所述柔性基底。

[0017] 一种压力传感致动器，包括：

[0018] 由所述自支撑薄膜制成的第一自支撑膜和第二自支撑膜，所述第一自支撑膜具有薄膜起伏微结构的表面和所述第二自支撑膜具有薄膜起伏微结构的表面相对接触；

[0019] 所述第一自支撑膜远离所述第二自支撑膜的表面包括间隔设置的第一支撑层和吸热层，所述吸热层的热膨胀系数大于所述第一自支撑膜的热膨胀系数；

[0020] 所述第二自支撑膜远离所述第一自支撑膜的一侧设置有第二支撑层，所述第一支撑层和所述第二支撑层相对设置；

[0021] 所述第二自支撑膜、所述第二支撑层、所述第一支撑层和所述第一自支撑膜与所述第二自支撑膜相对的部分通过胶带封装成所述压力传感致动器的自由端。

[0022] 在一个实施例中，还包括电源，所述第一自支撑膜和所述第二自支撑膜分别与所述电源的正极和负极连接。

[0023] 在一个实施例中，所述第一自支撑膜表面的薄膜起伏微结构和所述第二自支撑膜表面的薄膜起伏微结构均为多个锯齿结构。

[0024] 在一个实施例中，所述第一自支撑膜表面的锯齿结构和所述第二自支撑膜表面的锯齿结构错位设置，所述第一自支撑膜表面的锯齿结构靠近所述第二自支撑膜表面的锯齿
结构时，所述第一自支撑膜表面的锯齿结构的齿尖首先触碰所述第二自支撑膜表面的锯齿
结构的齿侧壁。

[0025] 在一个实施例中，所述第一自支撑膜表面的薄膜起伏微结构和所述第二自支撑膜表面的薄膜起伏微结构均为波纹结构。

[0026] 在一个实施例中，所述第一自支撑膜表面的波纹结构和所述第二自支撑膜表面的波纹结构对位设置，所述第一自支撑膜表面的波纹结构靠近所述第二自支撑膜表面的波纹
结构时，所述第一自支撑膜表面的波纹结构的波峰首先触碰所述第二自支撑膜表面的波纹
结构的波峰。

[0027] 在一个实施例中，所述第一自支撑膜表面的薄膜起伏微结构和所述第二自支撑膜表面的薄膜起伏微结构为多个间隔设置的凸起。

[0028] 本申请实施例中，通过提供表面设置有基底起伏微结构的柔性基底。然后在所述基底起伏微结构的表面覆涂含有氧化石墨烯和生宣纸碎片的悬浊液，并固化形成固态薄
膜。最后将所述固态薄膜从所述基底起伏微结构的表面剥离，并对所述固态薄膜进行还原
处理得到所述自支撑薄膜，所述自支撑薄膜的表面具有与所述基底起伏微结构对应的薄膜
起伏微结构。由于所述悬浊液中含有生宣纸碎片，因此当所述悬浊液固化后形成的所述固
态薄膜中含有生宣纸。由于生宣纸中含有纤维，所述纤维在所述固态薄膜可以起到骨架和
支撑的作用，因此在所述固态薄膜比较薄的状态下，还可以将所述固态薄膜从所述基底起
伏微结构完整地剥离下来。由于所述纤维形成在所述固态薄膜中，所述固态薄膜还具有一
定的刚性。由于本实施例制备的所述自支撑薄膜具较小的厚度，因此所述自支撑薄膜的弯
曲阻力较小，所述自支撑薄膜具有较好的弯曲能力。

附图说明

[0029] 图1为本申请实施例提供的自支撑薄膜制备方法流程图；

[0030] 图2为本申请另一个实施例提供的自支撑薄膜制备方法流程图；

[0031] 图3为本申请实施例提供的压力传感致动器示意图；

[0032] 图4为本申请实施例提供的压力传感致动器弯曲示意图；

[0033] 图5为本申请实施例提供的压力传感致动器俯视图；

[0034] 图6为本申请实施例提供的压力传感致动器仰视图；

[0035] 图7为本申请实施例提供的夹取装置示意图；

[0036] 图8为本申请实施例提供的压力传感致动器灵敏度曲线图；

[0037] 图9为本申请实施例提供的压力传感致动器弯曲曲率变化示意图。

[0038] 附图标记说明：

[0039] 柔性基底 100

[0040] 基底起伏微结构 110

[0041] 悬浊液 200

[0042] 固态薄膜 210

[0043] 自支撑薄膜 220

[0044] 薄膜起伏微结构 320

[0045] 模板 300

[0046] 模板起伏微结构 310

[0047] 压力传感致动器 20

[0048] 第一自支撑膜 410

[0049] 第二自支撑膜 420

[0050] 第一支撑层 430

[0051] 吸热层 440

[0052] 第二支撑层 450

[0053] 电源 500

[0054] 夹取装置 600

[0055] 第一夹取片 610

[0056] 第二夹取片 620

[0057] 凸起 630

具体实施方式

[0058] 为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请的自支撑薄膜制备方法和压力传感致动器进行进一步详细说明。应当理解，此
处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

[0059] 本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和
间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、
“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关
系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示
或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解
为对本申请的限制。

[0060] 在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0061] 请参见图1‑2，本申请实施例提供一种自支撑薄膜220制备方法。所述方法包括：

[0062] S10,制备含有氧化石墨烯和生宣纸碎片的悬浊液200；

[0063] S20,提供柔性基底100，所述柔性基底100的表面设置有基底起伏微结构110；

[0064] S30,将所述悬浊液200涂覆于所述基底起伏微结构110的表面并固化形成固态薄膜210；

[0065] S40,将所述固态薄膜210从所述基底起伏微结构110的表面剥离，并对所述固态薄膜210进行还原处理得到所述自支撑薄膜220，所述自支撑薄膜220的表面具有与所述基底
起伏微结构110对应的薄膜起伏微结构320。

[0066] 所述S10中，所述氧化石墨烯可以为粉末状。所述生宣纸可以的原材料可以包括青檀和稻草等。青檀和稻草中包括大量植物纤维，因此所述生宣纸中含有大量纤维。

[0067] 在一个实施例中，所述S10包括：

[0068] S110，将所述生宣纸碎片、所述氧化石墨烯和去离子水混合形成混合液；

[0069] S120，对所述混合液进行超声混合，得到所述悬浊液200。

[0070] 请参见图1中的b图,所述S110中，可以利用剪刀将生宣纸切割成细碎纸片，将所述细碎纸片与所述氧化石墨烯投入烧杯中的去离子水中构成所述混合液。在一个实施例中，
所述生宣纸的品质可以为30毫克，所述氧化石墨烯可以为40毫克，去离子水可以为20毫升。

[0071] 所述S120中，可以利用超声波设备对所述混合液处理，以使得混合液中的生宣纸片絮化，以使所述生宣纸、所述氧化石墨烯和所述去离子水构成悬浊液200。在一个实施例
中，超声处理的时间可以为10分钟。

[0072] 所述S20中，所述柔性基底100可以为有机柔性材料。所述柔性基底100材料可以为聚二甲基硅氧烷(PDMS)。所述聚二甲基硅氧烷具有良好的粘附性和良好的化学惰性。所述
基底起伏微结构110的尺寸可以在微米级。所述起伏微结构可以使得所述柔性基底100的表
面有凸起630和凹陷的形态。

[0073] 请参见图2中的a图、图2中的b图和图2中的c图，在一个实施例中，所述S20包括：

[0074] S210，提供模板300，所述模板300表面设置有模板起伏微结构310；

[0075] S220，将液态有机硅涂覆于所述模板起伏微结构310的表面并固化形成所述柔性基底100，所述柔性基底100的表面形成与所述模板起伏微结构310对应的所述基底起伏微
结构110。

[0076] S230,将所述柔性基底100与所述模板300相互剥离，得到设置有基底起伏微结构10的所述柔性基底100。

[0077] 所述S210中，所述模板300可以通过开模形成，也可以为表面具有所述模板起伏微结构310的物体。在一个实施例中，所述模板300可以为天然植物叶片。由于所述植物叶片具
有的经脉使得所述植物叶片的表面具有连绵起伏状的微穹结构。因此。在所述植物叶片的
表面可以具有所述基底起伏微结构310。在一个实施例中，所述植物叶片可以为白掌叶片。
所述白掌叶片的中的经脉丰富，可以构成密度较大的所述基底起伏微穹结构310。

[0078] 所述S220中，所述液态有机硅可以为所述PDMS。所述PDMS可以为弹性透明硅橡胶。所述弹性透明硅橡胶可以包括A、B两种组分。A组分可以为无色透明硅橡胶单体，B组分可以
为无色透明固化剂。将A、B两种组分混合并充分搅拌即可形成所述PDMS。在一个实施例中，
将10ml的所述无色透明液体硅橡胶和2ml所述无色透明液体固化剂在塑胶烧杯中混合然后
倒在所述模板起伏微结构310的表面，在室温下、空气中静置12小时固化，而后将固化后的
薄膜从模板表面剥离形成所述柔性基底100。

[0079] 所述步骤S230中，可以通过镊子将所述柔性基底100与所述模板300相互剥离，使得所述柔性基底100脱离所述模板300。

[0080] 所述S30中,可以将所述悬浊液200倾倒在所述柔性基底100具有所述基底起伏微结构110的表面。可以通过经过加热干燥使得所述悬浊液200在所述基底起伏微结构110的
表面固化。所述悬浊液200在所述基底起伏微结构110的表面的厚度可以为2毫米至4毫米。

[0081] 在一个实施例中，可以将所述柔性基底100放置于鼓风干燥箱中，温度可以设定为45℃。加热时间可以设定为5‑8小时。在一个实施例中，所述加热时间可以为6小时。

[0082] 请参见图1中的d图,所述S40中，可以利用镊子夹住所述固态薄膜210的边角，然后将所述固态薄膜210从所述基底起伏微结构110的表面剥离。可以理解，由于所述固态薄膜
210中含有生宣纸碎屑，因此所述固态薄膜210中含有大量纤维材料。所述纤维材料可以构
成所述固态薄膜210的骨架，因而可以支撑起所述固态薄膜210。因此当将所述固态薄膜210
从所述基底起伏微结构110的表面剥离时，所述固态薄膜210不易撕裂，能够保证所述固态
薄膜210的完整性。且由于所述骨架的存在，所述固态薄膜210还可以具有一定的刚性。

[0083] 在一个实施例中，可以所述固态薄膜210放置真空干燥箱中进行还原。所述真空干燥箱的温度可以设定在250℃到400℃之间。还原时间可以设定为3小时以上。将所述固态薄
膜210还原后可以得到还原氧化石墨烯，即所述自支撑薄膜220。所述还原氧化石墨烯可以
具有导电性，因此所述自支撑薄膜220可以具有导电的性能。

[0084] 本申请实施例中，通过提供表面设置有基底起伏微结构110的柔性基底100。然后在所述基底起伏微结构110的表面覆涂含有氧化石墨烯和生宣纸碎片的悬浊液200，并固化
形成固态薄膜210。最后将所述固态薄膜210从所述基底起伏微结构110的表面剥离，并对所
述固态薄膜210进行还原处理得到所述自支撑薄膜220，所述自支撑薄膜220的表面具有与
所述基底起伏微结构110对应的薄膜起伏微结构320。由于所述悬浊液200中含有生宣纸碎
片，因此当所述悬浊液200固化后形成的所述固态薄膜210中含有生宣纸。由于生宣纸中含
有纤维，所述纤维在所述固态薄膜210可以起到骨架和支撑的作用，因此在所述固态薄膜
210比较薄的状态下，还可以将所述固态薄膜210从所述基底起伏微结构110完整地剥离下
来。由于所述纤维形成在所述固态薄膜210中，所述固态薄膜210还具有一定的刚性。由于本
实施例制备的所述自支撑薄膜220具较小的厚度，因此所述自支撑薄膜220的弯曲阻力较
小，所述自支撑薄膜220具有较好的弯曲能力。由于所述自支撑薄膜220中含有还原氧化石
墨烯，因此所述自支撑薄膜220还具有导电的性能。

[0085] 请参见图3‑6，本申请实施例还提供一种压力传感致动器20。所述压力传感致动器20包括由所述自支撑薄膜220制成的第一自支撑膜410和第二自支撑膜420。所述第一自支
撑膜410具有薄膜起伏微结构320的表面和所述第二自支撑膜420具有薄膜起伏微结构320
的表面相对接触。所述第一自支撑膜410远离所述第二自支撑膜420的表面包括间隔设置的
第一支撑层430和吸热层440。所述吸热层440的热膨胀系数大于所述第一自支撑膜410的热
膨胀系数。所述第二自支撑膜420远离所述第一自支撑膜410的一侧设置有第二支撑层450，
所述第一支撑层430和所述第二支撑层450相对设置。所述第二自支撑膜420、所述第二支撑
层450、所述第一支撑层430和所述第一自支撑膜410与所述第二自支撑膜420相对的部分通
过胶带封装成所述压力传感致动器的自由端。可以理解，所述第一自支撑膜410远离所述第
一支撑层430的一端可以作为所述压力传感致动器20的固定端。所述述吸热层440靠近所述
固定端设置。当所述吸热层440受热膨胀时，所述吸热层440通过所述第一自支撑膜410带动
所述自由端弯曲。

[0086] 所述第一自支撑膜410具有薄膜起伏微结构320的表面在所述第二自支撑膜420的垂直投影可以完全覆盖所述第二自支撑膜420具有薄膜起伏微结构320的表面。

[0087] 本实施例中，所述第一自支撑膜410的长度可以大于所述第二自支撑膜420的长度。所述第一支撑层430和所述第二支撑层450可以为聚对苯二甲酸类塑胶薄膜。通过所述
第一支撑层430和所述第二支撑层450可以分别加强所述第一自支撑膜410和所述第二自支
撑膜420的刚度。且所述第一自支撑膜410和所述第二自支撑膜420的表面的某个位置受到
压力时，所述第一支撑层430和所述第二支撑层450可以分别减小所述第一自支撑膜410和
所述第二自支撑膜420单位面积受到的压强，避免所述第一自支撑膜410和所述第二自支撑
膜420损坏。

[0088] 所述吸热层440可以为双向拉伸聚丙烯薄膜。由于所述吸热层440的热膨胀系数大于所述第一自支撑膜410的热膨胀系数，因此所述吸热层440受到光源照射时，所述吸热层
440吸热膨胀，并朝向所述第一自支撑膜410所在的一侧弯曲。在所述自由端，所述第一自支
撑膜410在所述吸热层440的带动下推动所述第二自支撑膜420弯曲。此时若第二支撑层450
触碰到物体，则所述第一自支撑膜410具有所述薄膜起伏微结构320的表面和所述第二自支
撑膜420具有所述薄膜起伏微结构320的表面之间会产生接触压力。所述薄膜起伏微结构
320能够增加所述第一自支撑膜410的表面积和所述第二自支撑膜420的表面积。因此所述
第一自支撑膜410的所述薄膜起伏微结构320和所述第二自支撑膜420的所述薄膜起伏微结
构320之间的压力增大时，所述薄膜起伏微结构320之间的接触面积逐渐增大，且相比于平
面接触，所述薄膜起伏微结构320的接触面积变化的程度更大。因此当将所述第一自支撑膜
410和所述第二自支撑膜420作为压力感测器中的电阻时，所述第一自支撑膜410和所述第
二自支撑膜420构成的电阻阻值变化更灵敏，因而能够提高所压力传感致动器20测量压力
的精确性。

[0089] 在机器人领域，所述压力传感致动器20能够对所述压力传感致动器20由于与其它物体接触产生的形变通过所述第一自支撑膜410和所述第二自支撑膜420构成的电阻测量
与反馈。

[0090] 请参见图7，在一个实施例中，所述压力传感致动器20还可以用于夹取装置600。所述夹取装置600可以包括第一夹取片610和第二夹取片620。所述第一夹取片610和所述第二
夹取片620之间可以为待夹取物。所述压力传感致动器20可以构成所述第一夹取片610。所
述第二自支撑膜420远离所述第一自支撑膜410的表面可以为夹取面。当所述吸热层440受
到光照后变形带动所述第一自支撑膜410弯曲，则所述第二支撑层450与所述待夹取物接
触，以配合另所述第二夹取片620夹取所述待测物。所述第一夹取片610和所述第二夹取片
620夹取所述待测物时压力会逐渐变大，所述第一自支撑膜410表面的薄膜起伏微结构320
和所述第二自支撑膜420表面的薄膜起伏微结构320构成的电阻会随着所述压力变化而变
化。因而通过所述压力传感致动器20还能够精确测量所述第一夹取片610和所述第二夹取
片620对所述待夹取物的压力。

[0091] 请参见图8,图示中平缓的曲线表示的是第一自支撑膜410和所述第二自支撑膜420表面光滑时的测量压力的灵敏度。较陡峭的曲线表示的是第一自支撑膜410和所述第二
自支撑膜420表面具有薄膜起伏微结构320的测量压力的灵敏度。所述压力传感致动器20在
低压力区间具有高度的灵敏度，且应用范围可以达到500Pa以下，可以应用于运动压力传
感，机器人手指端的压力传感，医学检测、生物检测等领域。

[0092] 请参见图9，图9所示为不同光功率密度下压力传感致动器20的形变弯曲曲率图。‑1
由图示可知，所述压力传感致动器20的最大弯曲曲率可以大于1.0cm 。

[0093] 在一个实施例中，所述压力传感致动器20还包括电源500。所述第一自支撑膜410和所述第二自支撑膜420分别与所述电源500的正极和负极连接。因此所述第一自支撑膜
410和所述第二自支撑膜420与所述电源500构成回路。所述第一自支撑膜410和所述第二自
支撑膜420之间的电阻大小能够反应所述第一自支撑膜410和所述第二支撑膜之间的压力
变化。所述第一自支撑膜410和所述第二自支撑膜420之间电阻的变化可以通过所述回路的
电流大小计算。

[0094] 在一个实施例中，所述第一自支撑膜410的边缘和所述第二自支撑膜420的边缘可以涂上银浆再贴合金属片，通过金属片与所述电源500连接。所述金属片可以为黄铜等导电
材料。

[0095] 在一个实施例中，所述第一自支撑膜410表面的薄膜起伏微结构320和所述第二自支撑膜420表面的薄膜起伏微结构320均为多个锯齿结构。锯齿结构制作简单。两个所述锯
齿结构相互靠近时接触面积变化程度大。因而提高所述第一自支撑膜410和所述第二自支
撑膜420作为电阻的灵敏度。

[0096] 在一个实施例中，所述第一自支撑膜410表面的锯齿结构和所述第二自支撑膜420表面的锯齿结构错位设置。所述第一自支撑膜410表面的锯齿结构靠近所述第二自支撑膜
420表面的锯齿结构时，所述第一自支撑膜410表面的锯齿结构的齿尖首先触碰所述二自支
撑膜表面的锯齿结构的齿侧壁。对于所述锯齿结构，当所述第一自支撑膜410表面的锯齿结
构的齿尖触碰所述第二自支撑膜420表面的锯齿结构的齿侧壁后，所述第一自支撑膜410和
所述第二自支撑膜420在相互靠近的过程中，所述第一自支撑膜410表面的锯齿结构的齿尖
会沿着所述第二自支撑膜420表面的锯齿结构的齿侧壁滑至所述锯齿结构的齿根。在滑动
过程中所述第一自支撑膜410与所述第二自支撑膜420的接触面积逐渐增大，因而能够提高
所述第一自支撑膜410和所述第一自支撑膜410构成的电阻的阻值逐渐增大，从而能提高所
述电阻的灵敏度。

[0097] 在一个实施例中，所述第一自支撑膜410表面的薄膜起伏微结构320和所述第二自支撑膜420表面的薄膜起伏微结构320均为波纹结构。波纹结构制作简单，且能显著提高所
述第一自支撑膜410和所述第二自支撑膜420的表面积。

[0098] 在一个实施例中，所述第一自支撑膜410表面的波纹结构和所述第二自支撑膜420表面的波纹结构对位元设置。所述第一自支撑膜410表面的波纹结构靠近所述第二自支撑
膜420表面的波纹结构时，所述第一自支撑膜410表面的波纹结构的波峰首先触碰所述第二
自支撑膜420表面的波纹结构的波峰。所述薄膜结构具有一定弹性，因此在所述第一自支撑
膜410表面的波纹结构的波峰首先触碰所述第二自支撑膜420表面的波纹结构的波峰时所
述第一自支撑膜410和所述第二自支撑膜420的接触面积最小，所述第一自支撑膜410和所
述第二自支撑膜420继续靠近的过程中，由于所述波纹结构在压力作用下会逐渐变形，因此
所述第一自支撑膜410和所述第二自支撑膜420的接触面积逐渐增大。因而该结构能够提高
所述电阻的灵敏度。

[0099] 在一个实施例中，所述第一自支撑膜410表面的薄膜起伏微结构320和所述第二自支撑膜420表面的薄膜起伏微结构320为多个间隔设置的凸起630。所述凸起630结构设置简
单，所述凸起630结构的横截面可以为圆形。所述凸起630结构能够提高所述第一自支撑膜
410和所述第二自支撑膜420的表面积。所述第一自支撑膜410和所述第二自支撑膜420相互
靠近所述薄膜起伏微结构320之间的接触面积会逐渐增大，所述第一自支撑膜410和所述第
二自支撑膜420构成的电阻阻值也会逐渐增大，因而提高了所述电阻的灵敏性。

[0100] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存
在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0101] 以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为本专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在
不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。