一种柔性三维力触觉传感器阵列的实现方法 被引量：5

1

作者 张正勇 孔德义 +5 位作者 梅涛 单建华 倪林 孙磊 吕晓庆 孟庆虎 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第11期2382-2385,共4页

介绍了一种可安装在曲面上,对三维力进行检测的柔性三维力触觉传感器阵列的实现方法.首先采用MEMS技术制备三维力触觉传感器阵列,再将多个三维力触觉传感器单元分别通过倒装焊技术集成在已加工好的柔性电路板基底上,实现了传感器与信号... 介绍了一种可安装在曲面上,对三维力进行检测的柔性三维力触觉传感器阵列的实现方法.首先采用MEMS技术制备三维力触觉传感器阵列,再将多个三维力触觉传感器单元分别通过倒装焊技术集成在已加工好的柔性电路板基底上,实现了传感器与信号处理电路的互连和传感器阵列(4×4)的柔性化.采用信号选通的多路信号采集方法简化了传感器阵列的信号处理电路.测试结果表明,柔性触觉传感器阵列可弯曲变形90°以上,检测三维力的分辨率达到0.1 N. 展开更多

关键词 MEMS技术 柔性三维力触觉传感器阵列 倒装焊技术 多路信号选通

在线阅读 下载PDF 职称材料

新型柔性三维力触觉传感器的设计与研究 被引量：1

2

作者 秦冲 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第10期99-102,共4页

对柔性三维力触觉传感器进行了研究和设计,详细分析了该器件的基本结构和材料选型,基于实验方式对器件的性能和功能进行了验证分析。根据验证的结果可知,该传感器具备了较高的灵敏度,其中,在x,y轴上可以达到1.8 V/N,而在z轴内则为3.1 V... 对柔性三维力触觉传感器进行了研究和设计,详细分析了该器件的基本结构和材料选型,基于实验方式对器件的性能和功能进行了验证分析。根据验证的结果可知,该传感器具备了较高的灵敏度,其中,在x,y轴上可以达到1.8 V/N,而在z轴内则为3.1 V/N,验证该传感器的性能良好。在灵巧手中集成设计的传感器,进一步进行实验验证,结果表明:可以实现对水杯的自适应抓取控制,验证了该传感器的性能,可用于工业机器人设计等领域中。 展开更多

关键词 柔性三维力触觉传感器 纳米复合物 触觉感知 人机交互 仿人灵巧手 自适应抓取

在线阅读 下载PDF 职称材料

电容式三维力柔性触觉传感器及软抓取研究

3

作者 方定 汤秀芳 +3 位作者 洪炜强 陈叶馨 潘明启 郭小辉 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第3期50-53,57,共5页

电子皮肤的发展迫切需要具有三维力感知能力的高灵敏度柔性触觉传感器。基于3D打印及层层组装技术,提出一种低成本、高灵敏度、响应速度快、实用性强等特点的电容式三维力柔性触觉传感器。传感器由柔性触头、半圆形凹槽、上下电极和基... 电子皮肤的发展迫切需要具有三维力感知能力的高灵敏度柔性触觉传感器。基于3D打印及层层组装技术,提出一种低成本、高灵敏度、响应速度快、实用性强等特点的电容式三维力柔性触觉传感器。传感器由柔性触头、半圆形凹槽、上下电极和基底构成,并利用触觉传感器测试装置对该传感器进行静态/动态特性测试与软抓取应用研究,测试结果表明,该传感器在法向力0~0.3 N和切向力0~0.3 N范围内,其灵敏度分别为7.12 N^(-1)和0.91 N^(-1),具有较快的响应时间(约60 ms)和较低的迟滞误差(约6.43%)。通过将三维力柔性触觉传感器与智能仿生手一体化集成实现目标物软抓取应用研究,实验验证了传感器的有效性和应用性。 展开更多

关键词 电子皮肤 三维力传感器 触觉传感器 高灵敏度

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种新型机器人三维力柔性触觉传感器的设计 被引量：18

4

作者 黄英 明小慧 +2 位作者 向蓓 仇怀利 葛运建 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1695-1699,共5页

基于柔性力敏导电橡胶材料,设计了一种能测量三维力的新型机器人柔性触觉传感器。研究了力敏导电橡胶材料的压阻效应,阐述了触觉传感器的设计思想,分别进行了触觉传感器单元设计和阵列结构设计和研究。获得了计算三维力的数学模型,并通... 基于柔性力敏导电橡胶材料,设计了一种能测量三维力的新型机器人柔性触觉传感器。研究了力敏导电橡胶材料的压阻效应,阐述了触觉传感器的设计思想,分别进行了触觉传感器单元设计和阵列结构设计和研究。获得了计算三维力的数学模型,并通过实验进行了三维力的验证。结果表明,设计的机器人三维力柔性触觉传感器具有设计简单,造价低廉,柔顺性好等优点,而且布置成阵列结构可用于医疗、体育、机器人等领域中检测三维力信息。 展开更多

关键词 触觉传感器 导电橡胶 柔性 三维力

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于新型导电橡胶的三维力柔性阵列触觉传感器研究 被引量：10

5

作者 徐菲 葛运建 +2 位作者 双丰 丁俊香 李珊红 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1350-1356,共7页

针对目前多维阵列触觉传感器不能兼有柔韧性和测量多维力特征信息等难题,研究了一种基于导电橡胶的新型柔性三维力触觉传感器,通过检测橡胶的电阻变化来分析受力信息。该传感器的敏感单元采用"整体液体成型"的方法制作而成,... 针对目前多维阵列触觉传感器不能兼有柔韧性和测量多维力特征信息等难题,研究了一种基于导电橡胶的新型柔性三维力触觉传感器,通过检测橡胶的电阻变化来分析受力信息。该传感器的敏感单元采用"整体液体成型"的方法制作而成,操作简便,有利于触觉传感器的产品化。介绍了该传感器的基本结构及其工作原理,并对三维力的检测进行了仿真研究,结果表明该传感器能够实现对三维力信息的检测。 展开更多

关键词 触觉传感器 柔性 三维力 导电橡胶 力敏特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种新型三维力柔性阵列触觉传感器研究 被引量：13

6

作者 徐菲 黄英 +2 位作者 丁俊香 郝传光 葛运建 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1542-1546,共5页

研究了一种基于压敏导电橡胶的新型三维力柔性阵列触觉传感器,突破了目前触觉传感器不能兼有柔韧性和检测三维力的局限性,实现了真正类皮肤。该传感器利用了压敏橡胶的压敏特性,通过检测橡胶的电阻变化来分析受力信息。介绍了该传感器... 研究了一种基于压敏导电橡胶的新型三维力柔性阵列触觉传感器,突破了目前触觉传感器不能兼有柔韧性和检测三维力的局限性,实现了真正类皮肤。该传感器利用了压敏橡胶的压敏特性,通过检测橡胶的电阻变化来分析受力信息。介绍了该传感器的基本结构,分析了其工作原理,给出了导电橡胶受力时的有限元分析结果,并对传感器进行了初步的仿真研究,结果表明该传感器能够实现检测三维力信息,为三维力柔性阵列触觉传感器的设计研究提供了新思路。 展开更多

关键词 触觉传感器 三维力 压敏导电橡胶 有限元分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

三维力柔性触觉传感器电极研究与实验 被引量：12

7

作者 黄英 缪伟 +3 位作者 李雷鸣 蔡文婷 杨庆华 葛运建 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2013年第1期57-63,共7页

为了实现机器人智能皮肤对三维力的探测,基于炭黑/碳纳米管/硅橡胶的表面压阻效应,设计了2种不同排布的对称结构的四叉指电极三维力柔性触觉传感器.理论分析了这2种三维力传感器的工作原理,并对这2种结构的传感器进行了量程、灵敏度、... 为了实现机器人智能皮肤对三维力的探测,基于炭黑/碳纳米管/硅橡胶的表面压阻效应,设计了2种不同排布的对称结构的四叉指电极三维力柔性触觉传感器.理论分析了这2种三维力传感器的工作原理,并对这2种结构的传感器进行了量程、灵敏度、线性度等实验对比,实验证明四电极方形排布的传感器在剪切力方向拥有更高的灵敏度和更好的线性度,但量程相对十字形排布的传感器较小。通过三维力实验表明,这2种新型的三维力柔性触觉传感器均具备检测三维力的功能,可在机器人皮肤等实际应用场合,根据工作量程和灵敏度的不同要求来选择传感器结构。 展开更多

关键词 触觉传感器 三维力 力敏导电橡胶 机器人皮肤

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种基于导电橡胶的三维力柔性触觉传感器阵列机理与仿真研究 被引量：6

8

作者 李珊红 汪玉冰 +4 位作者 曹会彬 丁俊香 黄英 双丰 葛运建 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期476-480,共5页

根据接触力学理论和导电橡胶的电阻应变关系,对一种基于压敏导电橡胶的三维力柔性触觉传感器阵列的传感机理进行深入的探索,并应用静电比拟法导出传感器节点间电阻与表面应力激励的关系,建立了传感器阵列表面三维力激励与输出电阻的物... 根据接触力学理论和导电橡胶的电阻应变关系,对一种基于压敏导电橡胶的三维力柔性触觉传感器阵列的传感机理进行深入的探索,并应用静电比拟法导出传感器节点间电阻与表面应力激励的关系,建立了传感器阵列表面三维力激励与输出电阻的物理模型。以此为基础对传感器输入输出特性进行了仿真,并基于仿真结果对传感器结构进行优化。仿真结果验证了该传感器结构设计的合理性。 展开更多

关键词 触觉传感器 导电橡胶 三维力 传感机理 结构优化

在线阅读 下载PDF 职称材料

柔性三维力传感器的研究进展 被引量：1

9

作者 曾剑涛 王勇 +1 位作者 江国权 张元祥 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第15期264-274,共11页

柔性传感器作为柔性可穿戴电子设备的关键组成部分,在健康监测、人机交互和智能机器人等新兴领域广泛应用而备受关注。传统的单一检测法向压力的柔性传感器无法满足复杂和先进智能系统中的使用需求,而柔性三维力传感器因其独特的多角度... 柔性传感器作为柔性可穿戴电子设备的关键组成部分,在健康监测、人机交互和智能机器人等新兴领域广泛应用而备受关注。传统的单一检测法向压力的柔性传感器无法满足复杂和先进智能系统中的使用需求,而柔性三维力传感器因其独特的多角度和全方位力学检测能力,逐渐成为研究的热点。为实现高性能柔性三维力传感器的研制目标,需要综合协调考虑传感机制、结构、材料和解耦方法等多种因素。近年来,许多学者致力于设计和制备高性能柔性三维力传感器,包括结构设计和新型材料的开发、数据处理和机器学习算法的改进,多方面的创新推动着其进一步发展。本文旨在概述柔性三维力传感器的研究进展,首先详细介绍了柔性三维力传感器各种形式的传感机理,并分析比较了各自的特点和优势;然后系统总结了柔性三维力传感器在结构设计、材料、解耦方法等方面的研究进展及相互影响,以及在智能机械臂、运动姿态检测、人机交互和无线健康监测等领域的应用;最后分析了柔性三维力传感器当前所面临的挑战,并对其未来发展进行了展望。 展开更多

关键词 柔性三维力传感器 传感机理 结构设计 功能材料 解耦方法

在线阅读 下载PDF 职称材料

用于检测三维力的柔性触觉传感器结构研究及有限元分析 被引量：2

10

作者 刘彩霞 黄英 +3 位作者 缪伟 蔡文婷 袁海涛 曹广辉 《计量学报》 CSCD 北大核心 2014年第5期458-462,共5页

基于力敏导电橡胶材料，设计了一种四电极对称结构的三维力柔性触觉传感器。利用有限元分析软件ANSYS，结合橡胶材料的Mooney—Rivlin本构模型，对传感器加载垂直力和剪切力进行有限元分析，得到传感器在三维力作用下的应力应变分布状... 基于力敏导电橡胶材料，设计了一种四电极对称结构的三维力柔性触觉传感器。利用有限元分析软件ANSYS，结合橡胶材料的Mooney—Rivlin本构模型，对传感器加载垂直力和剪切力进行有限元分析，得到传感器在三维力作用下的应力应变分布状态，并进行了实验验证，结果表明了传感器结构设计和数学模型构建的合理性。通过对传感器传力的触头材料和形状进行有限元分析，表明触头选择硬度相对较大的材料，制成长椭球状半径（a=1．5b），可以优化传感器的性能，为用于检测三维力的柔性触觉传感器的实际应用提供了依据。 展开更多

关键词 计量学 触觉传感器 三维力 力敏导电橡胶 有限元

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于力敏导电橡胶的新型三维力柔性触觉传感器仿真研究 被引量：6

11

作者 徐菲 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期359-364,共6页

针对目前触觉传感器研究中不能兼有柔韧性和多维力测量等难题,设计了一种基于力敏导电橡胶的具有整体两层非对称网状式结构的触觉传感器,通过检测导电橡胶的电阻值变化来分析三维力信息。本文介绍了该传感器的基本结构,并基于理想力敏... 针对目前触觉传感器研究中不能兼有柔韧性和多维力测量等难题,设计了一种基于力敏导电橡胶的具有整体两层非对称网状式结构的触觉传感器,通过检测导电橡胶的电阻值变化来分析三维力信息。本文介绍了该传感器的基本结构,并基于理想力敏导电橡胶的力学特性建立了三维力并行测量的数学模型,通过对该模型的求解解决了三维力及各受力点之间复杂的耦合问题。仿真实验结果表明该传感器能够实现对表面任意单点三维力、多点三维力以及三维面力信息的测量。 展开更多

关键词 触觉传感器 柔性 三维力 力敏导电橡胶

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种可感知三维力的新型柔性触觉传感器及滑觉识别算法研究 被引量：12

12

作者 毛磊东 黄英 +2 位作者 郭小辉 张阳阳 刘平 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期891-897,共7页

针对智能机器人在软抓取过程中对三维力感知和滑觉识别的需求,以炭黑/石墨烯为敏感材料,硅橡胶为基体,聚酰亚胺为柔性电极,设计了可以实现三维力感知的柔性触觉传感器;同时设计了一种可以实现滑觉识别的基于小波变换-相空间重构-支持向... 针对智能机器人在软抓取过程中对三维力感知和滑觉识别的需求,以炭黑/石墨烯为敏感材料,硅橡胶为基体,聚酰亚胺为柔性电极,设计了可以实现三维力感知的柔性触觉传感器;同时设计了一种可以实现滑觉识别的基于小波变换-相空间重构-支持向量机(DWT-PSR-SVM)的融合算法。针对机器人软抓取的实验结果表明,该传感器能够有效地检测三维力,通过所设计融合算法能识别在机器人抓取任务中的滑动状态和非滑动状态,可以进一步应用在机器人软抓取的工作中。 展开更多

关键词 三维力触觉传感器 相空间重构 滑觉识别 融合算法 软抓取

在线阅读 下载PDF 职称材料

三维柔性触觉传感器静态标定方法研究 被引量：11

13

作者 黄斌 余晓芬 +2 位作者 黄英 黄海阳 王标 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2003-2009,共7页

为了解决三维柔性触觉传感器的静态标定问题,本文对三维柔性触觉传感器标定的特殊性以及采用砝码标定法标定三维触觉传感器时标定装置中的静摩擦力引起的误差进行了分析,提出了基于六维力测量来标定三维触觉传感器的方法,研制了一种基... 为了解决三维柔性触觉传感器的静态标定问题,本文对三维柔性触觉传感器标定的特殊性以及采用砝码标定法标定三维触觉传感器时标定装置中的静摩擦力引起的误差进行了分析,提出了基于六维力测量来标定三维触觉传感器的方法,研制了一种基于六维力测量的气浮式标定平台;该平台采用气浮的方法将一个矩形六面体结构的浮板完全浮起,通过测量每组气浮承压腔内的压力来求取作用在浮板上沿X、Y、Z坐标轴方向的外力和绕X、Y、Z坐标轴方向的外力矩;给出了作用在标定平台表面上任意力的大小、方向和作用点坐标的计算公式。实测数据表明,研制的气浮式标定平台性能可满足三维柔性触觉传感器的静态标定要求。 展开更多

关键词 三维柔性触觉传感器 标定平台 六维力测量

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于PVDF的三维力机器人触觉传感器的设计 被引量：17

14

作者 潘奇 万舟 易士琳 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期648-653,共6页

当机器手抓取时物体受力信息检测是抓取过程顺利进行的基础,检测三维方向上的力便可充分反映物体的受力信息。当前用于抓取过程中三维力检测的触觉传感器还存在着一些不足,基于此,论文拟设计一种基于PVDF的三维力机器人触觉传感器。论... 当机器手抓取时物体受力信息检测是抓取过程顺利进行的基础,检测三维方向上的力便可充分反映物体的受力信息。当前用于抓取过程中三维力检测的触觉传感器还存在着一些不足,基于此,论文拟设计一种基于PVDF的三维力机器人触觉传感器。论文展示了传感器的结构设计,建立了压电薄膜及传感头结构的数学模型,设计了调理电路并对传感器进行测试和验证,结果表明该传感器能有效检测机器手抓取过程中的三维力信息。 展开更多

关键词 触觉传感器 PVDF 三维力 压电薄膜

在线阅读 下载PDF 职称材料

同面多叉指电极结构的电容式三维力触觉传感器设计 被引量：4

15

作者 孙英 刘非 +2 位作者 翁玲 陈铮 苑子鹏 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2020年第2期6-10,共5页

为了解决普通同面电极结构触觉传感器灵敏度低和初始电容小的问题,提出了同面多叉指电极结构的柔性电容式触觉传感器设计方案。该传感器利用电场的边缘效应,通过改变介质层的相对介电常数实现电容的变化。对叉指电极和普通同面电极的电... 为了解决普通同面电极结构触觉传感器灵敏度低和初始电容小的问题,提出了同面多叉指电极结构的柔性电容式触觉传感器设计方案。该传感器利用电场的边缘效应,通过改变介质层的相对介电常数实现电容的变化。对叉指电极和普通同面电极的电场分布进行了COMSOL仿真分析,对所提出的传感器分别进行了仿真分析和实验验证。结果表明,该传感器不仅提高了同面电极结构触觉传感器的灵敏度和初始电容,还可实现0~10 N量程的三维力检测,且法向和切向的平均灵敏度分别为0.0186N^-1和0.0103N^-1。 展开更多

关键词 多叉指电极 同面电极 三维力 灵敏度 触觉传感器 COMSOL仿真

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于海绵介质层的电容式三维力触觉传感器 被引量：2

16

作者 赵智忠 张松 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2021年第2期6-11,共6页

为了提高电容式触觉传感器在较大量程范围内的灵敏度,应用PDMS(聚二甲基硅氧烷)海绵微结构作为介质层,设计了电容式三维力触觉传感器。利用有限元软件对海绵介质层和普通薄膜介质层进行性能对比,同等压力作用下,海绵微结构触觉传感器拥... 为了提高电容式触觉传感器在较大量程范围内的灵敏度,应用PDMS(聚二甲基硅氧烷)海绵微结构作为介质层,设计了电容式三维力触觉传感器。利用有限元软件对海绵介质层和普通薄膜介质层进行性能对比,同等压力作用下,海绵微结构触觉传感器拥有更高的灵敏度。对传感器单元进行有限元分析,得到传感器在三维力作用下的形变情况和电容变化趋势。制备了传感器单元,并进行三维力加载实验,采集和分析实验数据,计算出了传感器的灵敏度。样机实测结果表明,该传感器可以实现在0~10 N法向力和0~4 N切向力较大的量程范围内的检测,且法向和切向的平均灵敏度都较高,分别可以达到0.065 pF/N、0.071 pF/N和0.076 pF/N。 展开更多

关键词 触觉传感器 三维力 微结构介质层 灵敏度 电容式

在线阅读 下载PDF 职称材料

电涡流柔性触觉传感器的结构设计与实验

17

作者 朱姿娜 张芮 +1 位作者 曾阳浩 陈赛旋 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第5期865-873,共9页

基于电涡流原理设计了一种可检测三维力的柔性触觉传感器。该传感器的结构采用多线圈阵列与柔性材料相结合的方式,外部施加的力使柔性材料形变,从而使金属薄层与线圈的间距改变,进而各线圈的感应电压发生变化。通过外部施加的力与线圈... 基于电涡流原理设计了一种可检测三维力的柔性触觉传感器。该传感器的结构采用多线圈阵列与柔性材料相结合的方式,外部施加的力使柔性材料形变,从而使金属薄层与线圈的间距改变,进而各线圈的感应电压发生变化。通过外部施加的力与线圈输出的感应电压之间的关系,建立对应的特征函数,判断外力施加的方向和大小。根据所设计的传感器结构确定制造工艺并进行制备,经一系列试验测试了传感器的输出特性,结果表明所设计的传感器具备三维传感能力,满足机器人柔性触觉感知和三维测量工作的需要。 展开更多

关键词 电涡流 触觉传感器 柔性 三维传感

在线阅读 下载PDF 职称材料

三维柔性触觉/热觉传感器设计与仿真 被引量：5

18

作者 谢娜 秦岚 《传感器与微系统》 CSCD 2015年第2期106-108,128,共4页

针对目前触觉传感器研究中不能兼有柔韧性、多维力测量和热觉与触觉信号混杂等难题,设计了一种柔性多功能触觉/热觉传感器。介绍了该传感器的基本结构,并基于聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜的特性建立了三维力并行测量的数学模型。触觉检测基于P... 针对目前触觉传感器研究中不能兼有柔韧性、多维力测量和热觉与触觉信号混杂等难题,设计了一种柔性多功能触觉/热觉传感器。介绍了该传感器的基本结构,并基于聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜的特性建立了三维力并行测量的数学模型。触觉检测基于PVDF的压电效应,热觉检测基于PVDF的热释电效应。通过对触觉和热觉信号做比例减法运算,从而彻底区分触觉和热觉信号。 展开更多

关键词 多功能触觉传感器 三维力 聚偏氟乙烯 有限元分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

三维力触觉传感器滑觉识别融合的信息提取分析 被引量：3

19

作者 赵江涛 张明 《电子测量技术》 2019年第11期79-82,共4页

设计了一种应用于机器人的软抓取或各类软操作三维力触觉传感器,其包含3部分结构,其中上层由硅橡胶触头组成,中间层是由多个具有凸结构敏感单元构成,底层是柔性电路板。设计了信息提取算法流程,研究得到:在时间序列中包含了许多非常重... 设计了一种应用于机器人的软抓取或各类软操作三维力触觉传感器,其包含3部分结构,其中上层由硅橡胶触头组成,中间层是由多个具有凸结构敏感单元构成,底层是柔性电路板。设计了信息提取算法流程,研究得到:在时间序列中包含了许多非常重要的隐藏信息,同时相空间重构成为了一种能够重构时间序列以及准确提取有效信息的方法。采用相空间重构的方法,能够继续维持原始信息的性质,还能够有效表示原始信息的特征。当保持状态与滑动状态都处于τ=4的情况下得到第一个极小值,选择τ=4为最佳延迟时间;在嵌入维度达到9以上时伪近邻率低于5%,将m取值确定为9。 展开更多

关键词 三维力触觉传感器 相空间重构 滑觉识别 融合算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于PVDF三维力传感器设计 被引量：9

20

作者 张艳芳 刘玉荣 许章铖 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期66-72,共7页

在现代机器人技术和柔性电子应用中,迫切需要具有高灵敏度、良好灵活性和三维力测量能力的柔性触觉传感器。本文提出了一种基于聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜的触觉传感器,实现动态三维力测量。传感器由3个夹角为120°的PVDF压电敏感单... 在现代机器人技术和柔性电子应用中,迫切需要具有高灵敏度、良好灵活性和三维力测量能力的柔性触觉传感器。本文提出了一种基于聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜的触觉传感器,实现动态三维力测量。传感器由3个夹角为120°的PVDF压电敏感单元构成3个压力敏感区,3个压电敏感单元安置在聚二甲基硅氧烷(PDMS)半球型结构的底面。从PDMS半球顶部传递的三轴接触力引起3个压电敏感单元的电荷分量发生变化,从而计算出接触力的方向和大小。本文推导了基于3个压电敏感单元触觉传感器的三维力算法,对所制备的传感器进行了标定,实现了三维动态力的测试。结果表明,角θ的平均误差为7.75%,角θ的平均误差为12.17%,力F的平均误差为7.48%。该三维力触觉传感器在穿戴式电子产品、健康医疗、人机交互等领域拥有很好的应用潜力。 展开更多

关键词 压电传感器 三维力检测 聚偏氟乙烯薄膜 触觉传感器

在线阅读 下载PDF 职称材料