本发明属于柔性压阻式压力传感器制备方法领域，具体涉及一种柔性压阻式压力传感器，本发明还涉及上述柔性压阻式压力传感器的制备方法以及应用。
背景技术：
1、柔性压阻式压力传感器可用于复杂表面、恶劣环境下的压力信号检测，例如电池包内部气压监测、软机器人、智能机械手等工业制造领域；心电图、肌电图等智慧医疗领域；自行车功率计、智能坐垫、电子皮肤等运动检测领域；智能鞋垫、柔性显示等可穿戴设备；桌面压力检测、货架检测等商业设备。
2、目前基于印刷工艺的大面积柔性传感器的电极层与活性层中间夹着由导电剂及其他粘结材料复合而成的压力敏感材料，且该压敏材料多被印刷加工制备为平面二维结构，当有压力施加时，压力敏感材料发生压缩形变，发生形变时使得压力敏感材料内部的导电材料的内部微结构发生压缩变形，导致内部导电连接状态发生改变，从而使平面二维结构的压力敏感材料电阻发生改变，实现压力传感功能。
3、传统的柔性压阻式压力传感器主要依靠平面二维结构的压力敏感层受压形变而产生的压力敏感层电阻变化来感知压力，压力敏感层受压形变量完全取决于压力敏感材料中导电剂及粘结材料的弹性性能，而一旦压力敏感层材料确定，其弹性性能也随之固定，所以，受限于压力敏感层的弹性模量及硬度等弹性性能，导致压力敏感层的受压变形量有限，且灵敏度高度取决于压敏材料的硬度，从而现有柔性压力传感器的灵敏度和传感范围都受到制约。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种柔性压阻式压力传感器，解决了现有的柔性压阻式压力传感器灵敏度低和检测范围受限的问题。
2、本发明所采用的技术方案是，一种柔性压阻式压力传感器，包括：
3、从下至上依次设置的下基底层、电极层、立体导电层、活性层、上基底层；
4、立体导电层为印刷在活性层上的立体结构，立体结构包括多个规则排列或随机排列的弹性导电体，弹性导电体是形状为锥形或者柱形的立体结构，多个弹性导电体的厚度均不同。
5、优选地，每个弹性导电体的横截面形状为点状、圆形、三角形、长方形、菱形、多边形或其余不规则的形状。
6、优选地，立体导电层的厚度为0.1um-50um，电极层的厚度为0.5um-50um，活性层的厚度为0.5um-50um。
7、本发明采用的另一技术方案是，一种柔性压阻式压力传感器的制备方法，具体包括以下步骤：
8、印刷电极层：在下基底层上印刷电极层；
9、印刷活性层：在上基底层上印刷所述活性层；
10、印刷立体导电层：
11、将导电纳米材料和溶剂置于容器中进行水浴超声形成导电材料分散液；
12、在弹性体材料中加入导电纳米材料和导电材料分散液，对上述混合液加热搅拌，待搅拌至溶液完全挥发时停止搅拌，此时立体导电层油墨制作完成；
13、在立体导电层油墨中加入固化剂进行固化，固化完成后使用立体导电层油墨在所述活性层上印刷得到立体导电层；
14、组装：立体导电层印刷完成后与电极层进行组装。
15、优选地，活性层由活性层导电油墨在上基底层上通过丝网印刷、凹版印刷、柔板印刷、喷墨打印其中的一种印刷方式印刷得到，所述活性层导电油墨由导电炭黑、碳纳米管、粘结剂、溶剂以及添加剂混合制备得到；
16、优选地，电极层由电极层导电油墨在所述下基底层上通过丝网印刷、凹版印刷、柔板印刷、喷墨打印其中的一种印刷方式印刷得到，所述电极层导电油墨由微纳米金线、微纳米金属粒、导电聚合物、粘结剂、溶剂以及添加剂混合制备得到；
17、优选地，立体导电层为立体导电层油墨在活性层上通过丝网印刷、凹版印刷、柔板印刷、喷墨打印其中的一种印刷方式印刷得到的立体结构，立体结构由多个形状为锥形或柱形的弹性导电体组成，多个所述弹性导电体随机或者规则排列在所述活性层表面；
18、优选地，印刷立体导电层时通过改变丝印制版、凹印制版、柔印制版的印刷图案，能将组成立体导电层的每个弹性导电体的横截面形状印刷为点状、圆形、三角形、长方形、菱形、多边形或其余不规则形状；
19、优选地，印刷立体导电层时通过设定网板膜厚、凹版网穴深度、柔版网点结构，或者通过设定喷墨分辨率，能调控所述立体导电层的厚度，最后印刷得到的立体导电层的厚度为0.1um-50um。
20、优选地，导电纳米材料为碳纳米管、导电炭黑、足球烯、石墨烯、石墨片、金属纳米颗粒、纳米银线、过渡金属碳化物、硅、锗、砷化镓、导电聚合物中的任意一种或几种；
21、优选地，弹性体材料为工业橡胶、热塑性橡胶、苯乙烯类弹性体聚合物、热塑性聚烯烃、热塑性硫化橡胶、苯乙烯类热塑性弹性体、苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯嵌段共聚物、线性三嵌共聚物、三元乙丙橡胶、聚烯烃弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、热塑性聚酯弹性体、聚苯醚、聚二甲基硅氧烷中的任意一种或几种；
22、优选地，溶剂为乙醇、纯水、甲苯、氯仿、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、丙二醇、二甲基硅油、正己烷、异佛尔酮、二价酸酯中的一种或几种。
23、优选地，制作所述导电材料分散液时导电纳米材料和溶剂的质量比为：0.1％-1％。
24、优选地，制作所述立体导电层油墨时所述弹性体材料、导电纳米材料以及导电材料分散液的质量比是5：0.1：10到5：0.4：10。
25、本发明所采用的另一技术方案是，如上所述的柔性压阻式压力传感器用于电子皮肤或压力传感检测装置。
26、本发明的有益效果是：
27、本发明公开的一种柔性压阻式压力传感器，该传感器包括从下至上依次设置的下基底层、电极层、立体导电层、活性层、上基底层，其中活性层主要是提供一个较大的电阻以及给分布在活性层上的立体导电层作为一个电极，方便与电极层形成通路，其中打印在活性层表面的立体导线层具有三维立体结构，该三维立体结构由很多大小高度不一样的印刷点(弹性导电体)组成，当施加压力时，首先导电材料发生形变，内部的导电网络改变，也改变了电阻；其次，由于受到压力，弹性导电体的高度降低，同时面积增大，使得材料与插指结构电极的接触面积增大，这也改变了电路的电阻大小；另外由于弹性导电体的高度不同，当高度较高的导电弹性体高度降低至和较低导电弹性体相同高度时，较低的导电弹性体也开始参与工作，即使此时较高的导电弹性体已经达到了检测极限，电阻不再发生变化，灵敏度降低，但是高度较低的这批导电弹性体依旧具有较高的灵敏度，在增加了检测范围的同时，也使传感器在更大的检测范围内具备了更高的灵敏度。
1.一种柔性压阻式压力传感器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种柔性压阻式压力传感器，其特征在于，每个所述弹性导电体的横截面形状为点状、圆形、三角形、长方形、菱形、多边形或其余不规则的形状。
3.根据权利要求1所述的一种柔性压阻式压力传感器，其特征在于，所述立体导电层(3)的厚度为0.1um-50um，所述电极层(4)的厚度为0.5um-50um，所述活性层(2)的厚度为0.5um-50um。
4.一种柔性压阻式压力传感器的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种柔性压阻式压力传感器的制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的一种柔性压阻式压力传感器的制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求4所述的一种柔性压阻式压力传感器的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求4所述的一种柔性压阻式压力传感器的制备方法，其特征在于，制作所述导电材料分散液时导电纳米材料和溶剂的质量比为：0.1％-1％。
9.根据权利要求4所述的一种柔性压阻式压力传感器的制备方法，其特征在于，制作所述立体导电层油墨时所述弹性体材料、导电纳米材料以及导电材料分散液的质量比是5：0.1：10到5：0.4：10。
10.权利要求1～3任一项所述柔性压阻式压力传感器或权利要求4～9任一项所述柔性压阻式压力传感器制备方法制备得到的柔性压阻式压力传感器用于电子皮肤或压力传感检测装置。
