传感器技术是机器人技术持续发展的重要后盾，随着机器人技术的发展，面临着越来越多的特殊信号和特殊环境，对各种传感器提出了更高的要求，同时传感器可以透明、灵活、延伸、自由弯曲和折叠随着柔性基材的发展，满足上述各趋势特点的柔性传感器应运而生。

作为传感器行业的“元老”，压力传感器是其领域内的重要组成部分。 另一方面，柔性压力传感器由于具有高柔软性、高灵敏度、高分辨率、高速响应等优异的机械和电气特性，因此得到了广泛的应用。

根据压力传感器的工作机理，可以大致分为压电电阻式、静电电容式、压电式和其他类型的压力传感器。

压阻式柔性压力传感器是基于压阻效应的传感器在外力作用下活性物质发生变形，间接地使内部导电材料的分布和接触状态发生变化，从而使活性物质的电阻有规律地发生变化。

压阻式传感器常见的传感机理和典型的装置示意图[1]

与电容式和压电式压力传感器相比，不需要复杂的传感器结构，功耗低，测试压力范围广，制造过程简单。 它们可以用于医学检查、密封检查、体育训练等。 市场上已经有了智能穿戴等商业化产品，可以通过电阻的变化来监测心率，预防心脏病等疾病的发生。

Kim型压阻式压力传感器(来源[3]

Kim等人提出了基于PDMS矩阵的压电电阻型压力传感器。 这种压力传感器灵敏度高，

结构简单，具有可穿戴功能。 该传感器显示出良好的传感器性能，其灵敏度高达0.3 kPa-1，响应时间为162 ms，保证了能够检测人体关节的运动[3]。

压阻式柔性压力传感器

电容式柔性压力传感器是基于平行平板电容原理的装置，具有灵敏度高、响应快、动态范围宽等优点。 其工作机理是在施加外力时，通过改变平板电容器之间的距离来改变传感器的静电电容，其传导机理和代表性装置的形象如下图。

电容式传感器常见的传感机理和典型装置示意图[1]

近年来，精密电容传感器的发展引起了人们的关注。 对这类器件的设计、特性、操作和可能的应用进行了不同的研究。

Kentaro Noda等人提出的能够检测柔性三维压力的电容式传感器，传感器能够检测正向的力和剪切力。 传感器被拉伸或压缩时，传感器的输出状况会发生变化。 该传感器由四个压力传感器单元和一个带有导电液体的拉伸传感器单元组成。 传感器不仅可以检测压力，还可以从现在的传感器拉伸的样子、静电电容上知道力的大小、从电阻上知道传感器延伸的样子。 由于可以补偿传感器延伸的部分，因此可以应用于因运动而延伸或压缩的机器人关节[4]，如所示。

kentaro电容式柔性传感器(来源[4]

电容式柔性压力传感器

某个电介质材料在某个特定方向上受到外部的力时，在其内部会发生极化，其相反的两个表面会出现相反的电荷，或者产生潜在的差异。 这种现象称为正/逆压电效应。 基于介质压电效应开发的一种传感器称为压电传感器。

压电传感器中常见的传导机制和代表性的装置形象(出处(1) ) ) ) ) () ) ) ) ) ) ) ) )；(1)和(2) ) )

压电材料变形后可以发电，反之亦然。 压电材料的这种双重功能为越来越多的应用，特别是可穿戴或嵌入式系统提供了基础。 作为具体的例子，可以列举家电产品的可持续电源和用于测量血压的传感器等生物医学设备。 材料科学、力学和制造业的发展使超薄、柔软、机械可伸缩的压电器件的结构成为可能。

Chen等人提出了一种具有纳米线/Graphene异质结构的新型静态测量压力传感器。 与以往单纯的纳米线和Graphene类压电压力传感器相比，可以测量静压，灵敏度更高

度可达9.4×103kPa，响应时间低至 57 ms。该压力传感器在电子皮肤和可穿戴设备上有着十分广阔的应用潜力。

新型静态测量压力传感器 （来源[6]）

在过去的十年中，对柔性可穿戴传感器设备的研究迅速增长，随着智能机器人和可穿戴电子设备的蓬勃发展，各种顺应任意曲线曲面的基于柔性压力传感器的新型设备研究也正在快速进行，未来柔性传感技术会发挥着越来越重要的作用。

[1]Xu F., Li X., Shi Y., et al. Recent developments for flexible pressure sensors: A review.

Micromachines-Basel, 2018, 9 (11): 580.

[2]威武的含羞草. 基于压力传感器和致动器的智能感知器件研究[D].华中科技大学,2019.

[3]90Kim K.-H., Hong S. K., Jang N.-S., et al. Wearable resistive pressure sensor based on

[4]highly flexible carbon composite conductors with irregular surface morphology. ACS Appl.

Mater. Interfaces, 2017, 9 (20): 17500~17508.

[5]Zhu B, Niu Z, Wang H,et al. Microstructured graphene arrays for highly sensitive flexible tactile sensors[J]. Small, 2014, 10(18): 3625-3631.

[6]Chen Z., Wang Z., Li X., et al. Flexible piezoelectric-induced pressure sensors for static measurements based on nanowires/graphene heterostructures. ACS Nano, 2017, 11 (5): 4507~4513.