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题名导丝头端柔性压力传感器设计及灵敏度分析
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作者
张立品
彭瀚旻
唐雄峰
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机构
南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室
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出处
《振动．测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2024年第6期1196-1200,1250,1251,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51875280)
机械结构力学及控制国家重点实验室自主研究课题资助项目(MCMS-I-0322K01)
江苏高校优势学科资助项目。
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文摘
为了感知血管介入手术时导丝头端与血管壁的接触力大小,通过分析导电复合高分子材料的传感机理,研制了一种以羧基化单壁碳纳米管(carboxylated single-walled carbon nanotubes,简称COOH-SWCNTs)为导电填料的压阻式柔性压力传感器,安装在导丝头端,其外径为1.8 mm,长度为5 mm,具有尺寸小、灵敏度高的优点。首先,通过有限元方法,建立了压阻的灵敏度仿真计算模型;其次,搭建了实验平台测试其灵敏度曲线,对传感器进行标定;最后,建立了血管介入手术过程的仿体模型,测量了导丝介入时头端与血管壁的接触力变化值。仿真计算和实验结果表明:柔性压力传感器的灵敏度为2.05×104Ω/N,量程为1 N,在导丝介入血管的过程中,导丝头端与血管壁的最大接触力不超过0.5 N,能够有效感知血管介入时导丝头端与血管壁动态的接触情况,为血管介入手术机器人的力反馈控制提供了新的方法。
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关键词
导丝
力感知
压阻式柔性压力传感器
羧基化单壁碳纳米管
血管介入器械
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Keywords
guidewire
force perception
piezoresistive flexible pressure sensor
carboxylated single-walled carbon nanotubes(COOH-SWCNTs)
vascular interventional device Low Frequency Sound Absorption Characteristics of“Horn Shape
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分类号
TP212.3
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TH789
[机械工程—精密仪器及机械]
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