柔性干式电极能够解决Ag/AgCl湿式电极易使皮肤过敏、无法长期监测和传统干式电极无法与皮肤贴合紧密等诸多问题,从而具有广阔的应用前景。本文提出利用激光加工方法制备出具有仿生微针阵列的柔性干式电极,分别对其力学性能、电学性能进行研究,并对其结构进行优化。主要研究内容如下:1、设计了一种具有仿生微针阵列的柔性干式电极。在对比柔性基底材料的基础上,重点介绍了柔性基底的制备及导电性能研究。以金边龙舌兰植物钩刺为原型设计出仿生微针,并利用激光加工方法制得,最后对仿生微针阵列的激光加工原理及柔性干式电极制备流程进行探究。所研发的柔性干式电极具有较高的兼容性、良好的导电性能及稳定的皮肤贴附性能。2、基于理论分析基础,对三种形状微针的力学性能进行了对比研究。.重点研究了同一加工参数所得的三种微针的刺入性能、破坏强度及金属微针与PDMS柔性基底间的结合强度。实验结果表明本文所提出的仿生微针具有较小的刺入力、良好的抗破坏性能,且与PDMS柔性基底间的结合强度能够满足使用需求。3、在分析生物电信号采集原理的基础上,利用柔性干式电极对EMG、ECG信号进行了测量。结果表明:与Ag/AgCl湿式电极相比,柔性干式电极测量到的EMG信号具有峰值集中,振幅更大,噪声更低等优点。其次,利用柔性干式电极所采集到的ECG信号波形清晰,周期规律、且每个周期内的典型波显著。4、对柔性干式电极结构优化获得了多通道阵列可控柔性干式电极,并对其电学性能与实际应用进行研究。结果表明:导线1cm长时所采集到的EMG信号较优;肌肉内部产生的肌电信号会随手臂负重的增大而更强;不同部位肌肉在同样动作条件下产生的肌电信号不同;利用3通道阵列可控柔性干式电极所采集的3组手指动作相对应EMG信号可实现机械手相同动作运动。研发出低成本、可重复使用的柔性干式电极与皮肤接触界面贴合紧密,结构优化后一个电极即可实现生物电信号的多通道高效采集。且其具有优异的生物兼容性、力学性能及电学性能,在生物电信号测量与检测领域具有广阔应用前景。