[毕业论文] 基于CNT/Polymer复合材料的柔性触觉传感器设计 [复制链接]

资料简介：

毕业论文-基于CNT/Polymer复合材料的柔性触觉传感器设计，共71页，17922字

中文摘要

将多壁碳纳米管（MWNT）作为导电填充物混入高分子材料 SBS 中，产生的

导电高分子复合材料具有独特的导电性。实验验证掺杂 MWNT 浓度约为 1wt%的

SBS 材料具有良好的渗流特性，在外力作用下 SBS 薄膜中 MWNT 浓度发生变化，

使材料电阻发生显著变化。本文旨在利用 MWNT/SBS 薄膜的力敏特性，构建由

多个力敏单元形成的压力传感阵列，控制并读取在分布力作用下各个传感单元的

电阻变化，并将电阻变化转换成相应作用力大小，将其显示到电脑屏幕上。基于

MWNT/SBS 薄膜的柔性触觉传感器，能应用于非平面表面的压力传感。

关键词：碳纳米管；聚合物；薄膜；压阻；阵列

ABSTRACT

The electric polymer composite material made by filling the multi-walled carbon

nanotubes (MWNT) as conductive filler into the SBS polymer has a unique

conductivity. Experiments show that SBS materials doped with about 1wt% MWNT

has good seepage effect that SBS films under external force change in MWNT

concentration, so that a significant change in electrical resistance occurs. This article

aims to use the pressure sensitivity of MWNT / SBS membrane to build up an array of

force-sensitive pressure sensing elements, control and scan the resistance changes of

each sensing unit under external force, convert the change into the appropriate force

size and show on computer screen. Flexible tactile sensors based on MWNT / SBS

films can be used on non-planar surface for the pressure sensing.

Keywordsbr />
Multi-wall

nanotubes;

Macromolecule

polymer;

Membrane;

Piezoresistive; Sensing array

目录

第 1 章 绪 论 ....1

1.1 触觉传感器国内外研究现状 .....1

1.2 碳纳米管简介 ....3

1.2.1 力学性质 .......4

1.2.2 电学性质 .......4

1.2.3 CNT 的制备 ...4

1.2.4 CNT 复合材料简介 5

1.3 渗流理论简介 ....6

1.3.1 导电高分子复合材料渗流原理 .....6

1.3.2 CNT 复合材料渗流曲线 7

1.4 本论文的研究内容 ....8

第 2 章

MWNT/SBS 薄膜材料的制备工艺 .....9

2.1 MWNT/SBS 薄膜成膜工艺 .9

2.1.1 SBS 包覆的 MWNT 母料制备过程 9

2.1.2 MWNT/SBS 薄膜成形工艺 ..10

2.2 MWNT/SBS 薄膜性能测试 .......11

2.3 电极成形工艺 ..14

2.3.1 传感阵列电极的制备设计工艺 ...14

2.3.2 电极设计图样 .....15

2.3.3 柔性 PCB 电极成品图样与测试 ..16

第 3 章 扫描控制电路的设计与实现 .......19

3.1 扫描原理分析 ..19

3.2 扫描电路设计与分析 .......20

3.2.1 选通原理 .....20

3.2.2 串扰的隔离 .24

3.3 电路功能实测 ...25

第 4 章 控制系统设计 .....26

4.1 8051 单片机简介 ......26

4.1.1 通用 8051 芯片概述 ....26

4.1.2 C8051F410 芯片性能概述 ....26

4.2 控制系统模块设计 ..27

4.2.1 电源 ....28

4.2.2 系统初始化 .28

4.2.3 地址控制 .....28

4.2.4 ADC 控制 .....28

4.2.5 UART 控制 ..29

4.3 整体功能实测 ..29

第 5 章 显示软件设计 .....32

5.1 LabVIEW 系统简介 ..32

5.2 显示软件模块设计 ..32

5.2.1 系统初始化 .33

5.2.2 数据输入控制 .....34

5.2.3 数据分析处理 .....34

5.2.4 数据显示 .....35

第 6 章 实验结果 ....36

第 7 章 总结和展望 .38

插图索引 ...39

参考文献 ...41

致 谢 .44

声 明 .45

附录 A 单片机控制程序（ C 语言） .46

附录 B LabVIEW 显示界面程序 54

附录 C 外文资料的书面翻译 ....55

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• 毕业论文-基于CNT/Polymer复合材料的柔性触觉传感器设计
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