柔性触觉传感器智能感知技术与应用研究进展

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作者 尹宝凡 杨静 +1 位作者 李少波 胡建军 《传感技术学报》 北大核心 2025年第1期1-20,共20页

柔性触觉传感器在信号检测、灵敏度和可拉伸性方面取得了快速发展,展现出在人体活动监测、个人医疗、人机交互和电子皮肤等领域广泛应用的前景。首先,对压阻式、压容式、压电式和摩擦式触觉传感器的基本原理进行了调研,包括结构设计、... 柔性触觉传感器在信号检测、灵敏度和可拉伸性方面取得了快速发展,展现出在人体活动监测、个人医疗、人机交互和电子皮肤等领域广泛应用的前景。首先,对压阻式、压容式、压电式和摩擦式触觉传感器的基本原理进行了调研,包括结构设计、功能材料和性能参数的最新进展。然后,详细分析了柔性触觉传感器在人体活动监测、个人医疗、人机交互和电子皮肤应用场景中的研究现状。最后,指出了柔性触觉传感器研究过程中所面临的挑战,并提出了未来的发展方向。 展开更多

关键词 柔性触觉传感器 电子皮肤 触觉感知 可穿戴电子设备 柔性器件

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用于龙舟训练的仿生柔性触觉传感器 被引量：1

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作者 廖勇胜 程月 +3 位作者 李荣军 谭晶 于源 焦志伟 《塑料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期40-44,60,共6页

为了提高龙舟比赛运动员的训练效果,开发了可用于身体运动识别及压力监测的仿生纤毛柔性触觉传感器。柔性触觉传感器采用了经典的基底-传感层-封装层式“三明治”结构,柔性硅胶基底采用旋涂法制备,传感层为利用Langmuir⁃Blodgett方法得... 为了提高龙舟比赛运动员的训练效果,开发了可用于身体运动识别及压力监测的仿生纤毛柔性触觉传感器。柔性触觉传感器采用了经典的基底-传感层-封装层式“三明治”结构,柔性硅胶基底采用旋涂法制备,传感层为利用Langmuir⁃Blodgett方法得到的大面积碳纳米管传感薄膜,纤毛栽种于传感层,最后封装得到具有仿生纤毛的触觉传感器。由传感器的SEM照片可知,层与层之间的结合特性较好,采用自制的往复测试平台,对传感器进行了测试。传感器耐用性最高可达5500次,最大阻值差可达300%,对于不同方向力的刺激有识别特性,可清晰识别人体的脉搏信号,对未来龙舟训练智能装备开发中的动作识别、力量监测等功能具有较大现实意义。 展开更多

关键词 龙舟训练 柔性触觉传感器 仿生纤毛 碳纳米管 方向力识别

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电阻式柔性触觉传感器的研究与医养健康领域应用现状 被引量：1

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作者 殷霞 张士进 +1 位作者 田明伟 刘红 《丝绸》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期76-84,共9页

近年来,可穿戴智能系统的进步对柔性压力传感器提出迫切的需求。其中,电阻式柔性触觉传感器因其原理简单、易于加工、集成效率高等特点得到了迅速发展。但是,如何实现传感器在宽压力监测范围内,具有高灵敏度仍是研究者们要面临的挑战。... 近年来,可穿戴智能系统的进步对柔性压力传感器提出迫切的需求。其中,电阻式柔性触觉传感器因其原理简单、易于加工、集成效率高等特点得到了迅速发展。但是,如何实现传感器在宽压力监测范围内,具有高灵敏度仍是研究者们要面临的挑战。为了解决上述问题,除了选择先进的功能材料和合适的衬底材料,优化传感器结构也是一个重要的研究方向。本文立足于传感器件的结构设计,分别介绍了一维的纤维纱线传感器件,基于表面微结构、纳米结构构筑的二维平面传感器件及具有空间结构和高空隙的多维立体结构传感器件,通过以上结构设计实现了传感器件性能的提升,最后分析了其在医养健康领域的实际应用进展。 展开更多

关键词 电阻式柔性触觉传感器 结构设计 医养健康 一维纤维纱线传感器件 二维平面结构传感器件 多维立体结构传感器件 健康监测

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基于新型柔性触觉传感器的摩尔斯电码分类识别研究

4

作者 王菲露 孙牛平 +3 位作者 宋杨 蒋秀丽 章王勇 章英 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期569-580,共12页

触觉是人类与外界联系的重要方式,在人机交互系统中赋予机器人触觉感知能力具有重要意义。基于聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF)的压电特性、利用3D打印技术、设计并制备了一种具有高灵敏度(15.02 mV/N)的新型压电式柔性触觉... 触觉是人类与外界联系的重要方式,在人机交互系统中赋予机器人触觉感知能力具有重要意义。基于聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF)的压电特性、利用3D打印技术、设计并制备了一种具有高灵敏度(15.02 mV/N)的新型压电式柔性触觉传感器。通过在传感器表面轻敲“0~9”数字的摩尔斯电码,采集3000组传感器输出的4000维电压时序信号作为实验样本集。在此基础上构建具有强大特征提取能力的卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)与门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)的融合网络模型CNN-GRU,用以实现对数字“0~9”摩尔斯电码的识别,其平均识别准确率为98.17%。实验结果表明,所研究的新型柔性触觉传感器能够准确感知并区分不同摩尔斯电码的敲击模式,具有优良时序记忆能力的CNN-GRU模型能够很好地应用于柔性触觉传感器不同接触模式的分类识别。 展开更多

关键词 压电式柔性触觉传感器 分类识别 CNN-GRU模型 摩尔斯电码 接触模式

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气溶胶喷射打印PVDF多模态柔性触觉传感器

5

作者 武继静 赵纪元 +3 位作者 高玲 房天乐 卓鹏涛 李忠豪 《压电与声光》 北大核心 2024年第6期924-933,共10页

针对柔性传感器的传统制备方法存在的工艺复杂、输出性能不稳定等问题,采用气溶胶喷射打印技术制备了基于Ag NPs材料的柔性电极层,配置了PVDF材料的气溶胶墨水并成功打印了传感器。通过探索导电银线的打印速度与线宽的关系,优化了柔性... 针对柔性传感器的传统制备方法存在的工艺复杂、输出性能不稳定等问题,采用气溶胶喷射打印技术制备了基于Ag NPs材料的柔性电极层,配置了PVDF材料的气溶胶墨水并成功打印了传感器。通过探索导电银线的打印速度与线宽的关系,优化了柔性电极的导电性能。试验结果表明,传感器极化前产生微弱信号,对压力、应变和温度的响应灵敏度分别为1.29 mV/N、1.38 mV/%、0.12 mV/℃。极化后的传感器具有良好的输出响应,同在10 N压力下的输出幅值为145 mV,增幅接近6倍,压力及应变灵敏度分别为13.11 mV/N、4.13 mV/%,具有较大提升,且在1000次循环下性能依旧稳定。将传感器固定在灵巧手手指上并进行屈伸和按压实验,证明该柔性多模态触觉传感器在灵巧手电子皮肤等多领域中具有潜在价值和广阔的应用前景。 展开更多

关键词 气溶胶喷射打印 柔性触觉传感器 PVDF 压电 极化

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基于电阻抗成像的新型柔性触觉传感器

6

作者 欧阳一剑 吴梦涵 《电子制作》 2024年第14期6-10,共5页

针对机器人触觉传感器设计中,传统阵列传感器中的刚性元件和导线所导致的灵活性和扩展性不良等问题,提出一种基于电阻抗成像理论的柔性触觉传感器,设计一种便携式EIT系统。本传感器由导电橡胶和水凝胶制成,通过EIT系统对电极施加激励信... 针对机器人触觉传感器设计中,传统阵列传感器中的刚性元件和导线所导致的灵活性和扩展性不良等问题,提出一种基于电阻抗成像理论的柔性触觉传感器,设计一种便携式EIT系统。本传感器由导电橡胶和水凝胶制成,通过EIT系统对电极施加激励信号采集材料边界电压,利用差分放大电路、数模转换电路进行采集信号处理,运用共轭梯度算法实现图像重建,最终得到触摸力与电导率的相对变化之间信息。实验结果表明,所设计系统在不使用内部电极的情况下实现7.3±4.2mm的单点位置检测误差,可以有效地检测触摸面积和触摸点中心位置,并反映出触摸力度和材料电导率变化之间的定量关系。 展开更多

关键词 电阻抗成像 柔性触觉传感器 数据采集 机器触觉

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柔性触觉传感器用温度敏感导电橡胶的电阻-温度模型 被引量：8

7

作者 刘平 黄英 +2 位作者 廉超 蒋红生 赵小文 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期107-109,共3页

以通用有效介质理论为基础,得出柔性触觉传感器用温度敏感导电橡胶的电阻-温度计算模型。采用炭黑-硅橡胶导电复合体系(导电/炭黑橡胶)作为实验材料,对该模型进行了实验验证。结果表明,在填料分布均匀、体积分数接近渗流体积分数等边界... 以通用有效介质理论为基础,得出柔性触觉传感器用温度敏感导电橡胶的电阻-温度计算模型。采用炭黑-硅橡胶导电复合体系(导电/炭黑橡胶)作为实验材料,对该模型进行了实验验证。结果表明,在填料分布均匀、体积分数接近渗流体积分数等边界条件下,电阻-温度计算模型与实验结果吻合,表现出一致的"电阻-正温度系数"(PTCR)变化规律。在温度场的作用下,基体的体积膨胀而导致炭黑浓度被稀释的过程对PTCR效应存在重要影响;基体的体积膨胀导致材料形状的改变对PTCR效应无显著影响。 展开更多

关键词 温度特性 电阻-正温度系数效应 导电橡胶 柔性触觉传感器

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三维柔性触觉传感器静态标定方法研究 被引量：11

8

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

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压力/温度复合柔性触觉传感器用导电橡胶的外场特性 被引量：5

9

作者 黄英 刘平 +2 位作者 赵兴 仇怀利 葛运建 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期95-98,共4页

分析了不同填料用量及种类对导电橡胶外场特性(压力、温度)的影响。结果表明,导电网络密度的增大与损伤使得导电橡胶呈现"电阻-负压力系数"(NPC)和"电阻-正压力系数"(PPC),热膨胀和热扰动共同作用使得导电橡胶呈现&... 分析了不同填料用量及种类对导电橡胶外场特性(压力、温度)的影响。结果表明,导电网络密度的增大与损伤使得导电橡胶呈现"电阻-负压力系数"(NPC)和"电阻-正压力系数"(PPC),热膨胀和热扰动共同作用使得导电橡胶呈现"电阻-负温度系数"(NTC)和"电阻-正温度系数"(PTC)。热膨胀起主导表现出PTC效应,热扰动起主导则表现出NTC效应。填料用量与种类对于导电橡胶的外场特性影响显著,炭黑(8%)(质量分数,下同)和石墨(5.2%)并用填充导电橡胶,同时消除了PPC和NTC效应,可用于制作压力/温度复合柔性触觉传感器用敏感材料。 展开更多

关键词 负(正)压力系数 负(正)温度系数 导电橡胶 柔性触觉传感器

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柔性触觉传感器在机器人上的应用综述 被引量：13

10

作者 何慧娟 王雷 许德章 《传感器与微系统》 CSCD 2015年第11期5-7,15,共4页

柔性多维触觉传感器的研究对于智能机器人的发展至关重要,研制符合实际应用要求的触觉传感器已经成为智能机器人发展中的关键技术之一。在分析国内外研究现状的基础上,阐述了触觉传感器应用在机器人上的主要技术,包括敏感材料选择、结... 柔性多维触觉传感器的研究对于智能机器人的发展至关重要,研制符合实际应用要求的触觉传感器已经成为智能机器人发展中的关键技术之一。在分析国内外研究现状的基础上,阐述了触觉传感器应用在机器人上的主要技术,包括敏感材料选择、结构设计、解耦算法、信号获取电路、传感器标定以及虚拟触觉的研究等,为触觉传感器的研究提供方向。 展开更多

关键词 综述 机器人 柔性触觉传感器 敏感材料 结构设计 解耦 标定

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柔性触觉传感器主要技术 被引量：25

11

作者 王钰 李斌 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2012年第12期1-4,8,共5页

结合理论分析和文献报道对现有柔性触觉传感器的主要技术进行了归纳总结,主要包括微机电系统(MEMS)的压阻原理,通过惠斯顿电桥将力转换成电量的基本原理,基于新型材料聚偏二氟乙烯(PVDF)的压电特性,电介质的力学性质与电学性质的耦合作... 结合理论分析和文献报道对现有柔性触觉传感器的主要技术进行了归纳总结,主要包括微机电系统(MEMS)的压阻原理,通过惠斯顿电桥将力转换成电量的基本原理,基于新型材料聚偏二氟乙烯(PVDF)的压电特性,电介质的力学性质与电学性质的耦合作用,以及基于导电橡胶的柔性触觉传感器导电机理和压阻效应。概述了3种主要技术物理特性,总结了3种主要技术应用在柔性触觉传感器上的优缺点和在各个领域上的实际应用,提出了触觉传感器一些有待解决的问题和研究方向。 展开更多

关键词 柔性触觉传感器 微机电系统 聚偏二氟乙烯 导电橡胶

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RBF神经网络在柔性触觉传感器解耦中的应用 被引量：2

12

作者 王菲露 宋杨 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2015年第10期20-25,共6页

针对柔性触觉传感器模型高度非线性、解耦难度大等问题,提出一种有效的方法来模拟柔性触觉传感器在实际应用中含噪声的情形。首先在理想条件下的传感器模型上添加不同幅度的高斯白噪声并建立其数学模型,之后通过K-均值和递归最小二乘法... 针对柔性触觉传感器模型高度非线性、解耦难度大等问题,提出一种有效的方法来模拟柔性触觉传感器在实际应用中含噪声的情形。首先在理想条件下的传感器模型上添加不同幅度的高斯白噪声并建立其数学模型,之后通过K-均值和递归最小二乘法优化RBF神经网络,并利用优化后的RBF神经网络算法逼近受噪声干扰的传感器阻值与形变之间的高维非线性映射关系,最后基于不同的展开幅度通过行列阻值解耦出传感器三维形变信息,获得了较好的解耦精度。解耦结果表明,RBF神经网络算法具有较强的鲁棒性和抗噪声能力,能够很好地逼近含噪声的传感器高维非线性数据之间的映射关系。 展开更多

关键词 柔性触觉传感器 解耦 RBF神经网络 高斯白噪声

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一种新型三维柔性触觉传感器的采集分析系统设计 被引量：2

13

作者 郝传光 葛运建 +2 位作者 丁俊香 徐菲 黄英 《仪表技术》 2010年第1期24-26,32,共4页

介绍一种柔性触觉传感器的采集系统的设计。采集分析系统由触觉传感器、加载试验台、数据采集系统、数据处理与性能分析系统、数据输出系统组成。在加载试验台上可以对触觉传感器进行三维力加载,数据采集系统将采集到的触觉传感器的模... 介绍一种柔性触觉传感器的采集系统的设计。采集分析系统由触觉传感器、加载试验台、数据采集系统、数据处理与性能分析系统、数据输出系统组成。在加载试验台上可以对触觉传感器进行三维力加载,数据采集系统将采集到的触觉传感器的模拟信号进行采样并将采样信号保存在数据文件中,数据处理与性能分析系统由主程序和数据处理与性能分析程序组成,主程序按顺序调用各个子模块并传送数据,数据处理与性能分析系统可对数据进行预处理和相关计算,以便得到传感器的性能参数。 展开更多

关键词 柔性触觉传感器 数据采集 数据处理与分析

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电容式柔性触觉传感器设计 被引量：8

14

作者 易艺 宋爱国 +2 位作者 李会军 冷明鑫 徐波 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1123-1129,共7页

为了实现对机器人指端触觉压力的检测,设计了一种电容式柔性触觉传感器。以PORON聚氨酯材料作为电容式触觉传感器电极间的弹性绝缘介质,导电膜在空间上呈垂直分布,分别交叉粘贴于PORON聚氨酯材料上、下表面构成电容式触觉传感器的上、... 为了实现对机器人指端触觉压力的检测,设计了一种电容式柔性触觉传感器。以PORON聚氨酯材料作为电容式触觉传感器电极间的弹性绝缘介质,导电膜在空间上呈垂直分布,分别交叉粘贴于PORON聚氨酯材料上、下表面构成电容式触觉传感器的上、下电极,一起组成柔性电容传感单元。该触觉传感器制备工艺简单,材料成本低廉。测试结果表明,该触觉传感器及其信号采集与处理系统能够检测0~20 N的触觉压力,曲线拟合最大误差为6.44%,重复性误差为6.29%,能够实现触觉压力的检测,为在机器人指端实现触觉压力的检测提供一种参考。 展开更多

关键词 柔性触觉传感器 PORON聚氨酯 电容式 传感器标定装置 传感信息获取

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基于EIT技术的柔性触觉传感器的设计 被引量：7

15

作者 程文芳 王晓杰 董帅 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期155-160,共6页

随着机器人技术的日益发展,柔性传感器在机器人皮肤上的应用也得到了新的发展。本文提出并研究了一种基于导电聚合物压敏电阻效应的柔性触觉传感器的设计,使用由聚二甲基硅氧烷PDMS（Poly Di Methyl Siloxane）和多壁碳纳米管（MWCNTs... 随着机器人技术的日益发展,柔性传感器在机器人皮肤上的应用也得到了新的发展。本文提出并研究了一种基于导电聚合物压敏电阻效应的柔性触觉传感器的设计,使用由聚二甲基硅氧烷PDMS（Poly Di Methyl Siloxane）和多壁碳纳米管（MWCNTs）混合而成的导电橡胶作为传感器主体,运用EIT（Electrical Impedance Tomography）技术,设计并制作了本系统的硬件电路,并用其检测、传输导电橡胶的边缘电势数据。最后在计算机中应用工具包EIDORS进行有限元模型和图像重构技术,有效且直观的将导电橡胶上的受力位置表现出来。实验对1~3个目标分别进行了成像,证明了本设计的可行性。 展开更多

关键词 柔性触觉传感器 EIT 导电橡胶 EIDORS

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基于机器学习的柔性触觉传感器设计 被引量：2

16

作者 郝志良 马刚 +2 位作者 董帅 王彩萍 王晓杰 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期346-350,共5页

提出了一种有效检测压力位置的柔性触觉传感器设计方案。以碳纳米管为导电填料,以聚氨酯为基体,制备了一种可大面积成型的柔性压敏材料。同时,采用微处理器STM32F103、多路模拟开关CD4051和阻抗测量芯片AD5933搭建了信号采集电路,通过... 提出了一种有效检测压力位置的柔性触觉传感器设计方案。以碳纳米管为导电填料,以聚氨酯为基体,制备了一种可大面积成型的柔性压敏材料。同时,采用微处理器STM32F103、多路模拟开关CD4051和阻抗测量芯片AD5933搭建了信号采集电路,通过放置在边界的电极采集柔性材料内部的阻抗信息,利用机器学习分类算法检测压力位置。实验结果表明:柔性传感器能有效检测压力位置,空间分辨率为2.5 cm,准确率为83.63%。此外,提出的传感器内部无导线分布,结构简单,成本较低,易于大规模生产和应用。 展开更多

关键词 柔性触觉传感器 位置检测 碳纳米管 阻抗测量 机器学习

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基于柔性触觉传感器的坐姿压力监测系统设计 被引量：4

17

作者 江子烨 裴荣 吴键 《传感器与微系统》 CSCD 2018年第2期86-88,91,共4页

提出了一种有效监测人体坐姿压力的系统,设计了柔性触觉传感器阵列,基于多路模拟开关CD4051、微处理器MSP430与无线发送模块实现数据的采集与传输,在上位机软件中通过低通滤波、配色与插值算法,并应用分布式压缩感知理论,形成了模拟人... 提出了一种有效监测人体坐姿压力的系统,设计了柔性触觉传感器阵列,基于多路模拟开关CD4051、微处理器MSP430与无线发送模块实现数据的采集与传输,在上位机软件中通过低通滤波、配色与插值算法,并应用分布式压缩感知理论,形成了模拟人体坐姿压力分布的彩色图像,图像真实清晰,便于观察。实验结果表明:系统稳定性和分辨率较好,且能够实现坐姿压力分布的实时测量和显示。 展开更多

关键词 柔性触觉传感器 多路模拟开关 无线通信 分布式压缩感知

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分级倾斜微圆柱结构的高灵敏度柔性触觉传感器 被引量：2

18

作者 郭小辉 洪炜强 +7 位作者 郑国庆 王景溢 唐国鹏 杨金阳 卓超强 许耀华 赵雨农 张红伟 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1079-1087,1126,共10页

为了满足电容式柔性触觉传感器在可穿戴电子设备、智能机器人、人机交互等领域的精准触觉感知应用需求,基于分级倾斜微圆柱结构提出柔性触觉传感器.传感器在受到外界压强作用时,引起倾斜微圆柱分级变形,导致传感器电容增大.结合仿真和... 为了满足电容式柔性触觉传感器在可穿戴电子设备、智能机器人、人机交互等领域的精准触觉感知应用需求,基于分级倾斜微圆柱结构提出柔性触觉传感器.传感器在受到外界压强作用时,引起倾斜微圆柱分级变形,导致传感器电容增大.结合仿真和实验研究传感器结构特征对其灵敏度的影响规律,揭示不同结构参数设计的传感器信号输出与加载压强间的关系,优化触觉传感器结构.实验数据表明,所提传感器具有良好的灵敏度(0.44 kPa^(-1))和低检测下限(2.6 Pa),响应时间为40 ms,最大迟滞误差为6.7%,在2400次循环加/卸载过程中展现了优异的重复性和稳定性.该传感器可以拓展为不同尺寸和形状的“皮肤”阵列,实现了机械手精准感知和人体运动姿态监测. 展开更多

关键词 电子皮肤 柔性触觉传感器 高灵敏度 快速响应 分级倾斜微圆柱

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电阻式柔性触觉传感器的研究进展 被引量：6

19

作者 杨平安 刘中邦 +5 位作者 李锐 屈正微 黄鑫 寿梦杰 杨健健 熊雨婷 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期32-45,共14页

电阻式柔性触觉传感器具有柔韧灵敏、简单可靠、检测范围广、易于集成化等特点,在触觉感知、人机交互、医疗健康等传感应用领域占据着极其重要的地位,具有广阔的应用前景。随着电阻式柔性触觉传感器的发展,其制备技术和结构设计愈加精... 电阻式柔性触觉传感器具有柔韧灵敏、简单可靠、检测范围广、易于集成化等特点,在触觉感知、人机交互、医疗健康等传感应用领域占据着极其重要的地位,具有广阔的应用前景。随着电阻式柔性触觉传感器的发展,其制备技术和结构设计愈加精密成熟,3D打印技术的应用以及各类微结构的设计使传感器柔韧性和灵敏性得到了极大的提高。然而,目前高性能电阻式柔性触觉传感器的制作工艺仍旧十分复杂,严重限制了其批量生产的能力。再加上电阻式柔性触觉传感器不能实现剪裁拼接、高效低耗等功能,因而无法满足人们对其大面积覆盖和高密度触觉感知的期望。此外,就性能而言,电阻式柔性触觉传感器也难以实现高柔与高敏的兼顾效果,在传感上仍有局限性。为了解决这些难点,众多国际学者在柔性衬底材料、导电敏感材料的选择,以及敏感单元、阵列结构的设计上进行了大量的研究,搭建电子皮肤触觉感知系统。如今,电阻式柔性触觉传感器已经朝着微型化、集成化、自愈合、自清洁、生物适应、生物降解、神经接口控制等方向发展,并在多功能传感上取得了卓越成果。本文首先介绍了电阻式柔性触觉传感器的检测原理和性能指标,然后从材料选择、结构设计和性能优化方面概述了电阻式柔性触觉传感器的研究现状和关键技术,讨论了其在触觉感知、人机交互、医疗健康等领域的相关应用,最后指出了目前电阻式柔性触觉传感器研究所存在的技术难题,并对其未来发展进行了展望。 展开更多

关键词 电阻式柔性触觉传感器 柔性衬底 敏感材料 结构设计 性能优化

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基于介质层耦合的柔性触觉传感器空间分辨率补偿方法研究 被引量：3

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作者 陈英龙 解佳森 +2 位作者 朱沣樟 王斌丞 弓永军 《液压与气动》 北大核心 2021年第4期32-39,共8页

传统柔性压力传感器采用离散电容结构,传感器空间分辨率受到最小离散单元的限制。对于作用面积较小的外力接触,现有柔性传感器仅能通过减小离散单元面积确定接触位置,而离散单元过小则会造成制作困难、接线复杂、成本升高。为解决微小... 传统柔性压力传感器采用离散电容结构,传感器空间分辨率受到最小离散单元的限制。对于作用面积较小的外力接触,现有柔性传感器仅能通过减小离散单元面积确定接触位置,而离散单元过小则会造成制作困难、接线复杂、成本升高。为解决微小接触面积下空间分辨率偏低问题,提出了一种基于整体介质层耦合结构柔性传感器,通过建立传感器接触及扩散电容单元的数学模型,能够在不降低电极面积的情况下,通过接触及扩散电容对接触位置进行准确判断,显著提升柔性压力传感器的空间分辨率。仿真及试验结果表明:所设计的基于耦合介质层8×8阵列传感器的受力模型获得了0.2 mm×0.2 mm的空间分辨率,在较低的制作成本以及传感器尺寸稍大的前提下,大大提高了阵列传感器的空间分辨率。 展开更多

关键词 柔性触觉传感器 电容式 介质层耦合 空间分辨率 电子皮肤

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