SOI基底上制备的用于检测机器人手指接触力的微压阻式力传感器

为了使工业机器人可以稳定、高效地完成夹持任务,设计并制备了三种不同结构的微压阻式力传感器。利用热氧化、硼扩散掺杂、光刻、反应离子刻蚀、物理气相沉积和阳极键合等微电子机械系统(MEMS)加工工艺在绝缘体上硅(SOI)基底上制备出了尺寸均为2 mm×2 mm×0.5 mm的三种微压阻式力传感器。通过封装前后对三种传感器在z方向上的应力灵敏度测试,结果表明第二种传感器的灵敏度较佳,封装前可达0.18 mV/mN,封装后仍可达0.096 mV/mN,仅减少了0.084 mV/mN,仍具有良好的线性关系,输出特性的趋势与预计一致。同时,这三种不同结构的传感器各方向之间的串扰均小于5%,非线性小于满量程的3%。通过封装前后力传感器性能对比,为优化此类传感器设计提供了实验数据,为后续配置在机器人的指尖上实现高效、稳定的操作提供了参考。

连杆型欠驱动机械手指设计及抓取稳定性分析

针对欠驱动机械手爪的抓取稳定性问题,提出并设计了一种新型连杆机械手指;该机械手指通过多连杆的联动组合,尽可能的提升抓取过程中手指与物体的接触面,以获得更好的抓取效果;并通过机械手指抓取过程中连杆对物体作用关系及抓取过程中手指接触力的变化对抓取稳定性展开分析;最后,将其搭载到机械手手掌上对其进行了抓取稳定性实验,实验结果表明该手指具有很好的抓取稳定性。