一种基于微气囊结构的柔性三维力传感器的设计

提出了一种基于微气囊结构的柔性三维力传感器,该传感器基于硅橡胶材料设计了一种柔性传力柱结构,其底部均匀分布5个微气囊,通过测量这些微气囊气压值的变化来实现三维力的检测。利用COMSOL Multiphysics有限元分析软件建立了该传感器的仿真模型,分析了传感器在受力后微气囊气压变化情况,并采用BP神经网络算法进行三维力解耦,结果表明该传感器能较好地完成三维力的检测。

柔性三维力传感器的研究进展

随着人工智能技术的迅速发展,柔性三维力传感器在智能机器人、医疗、可穿戴电子设备等领域具有重要的应用价值。近十年来,大量的科研人员对柔性三维力传感器展开了研究,并取得了巨大的进展。本文首先从柔性三维力传感器的基本原理展开论述,接着综述了近年来柔性三维力传感器在结构、材料、解耦方法、三维力加载试验平台及应用等方面的研究进展。最后,展望了柔性三维力传感器未来的重点研究方向。

柔性三维力传感器的研究进展

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。

新型柔性三维力触觉传感器的设计与研究

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。

一种柔性三维力触觉传感器阵列的实现方法

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.

用于人机交互的柔性三维力触觉传感器

研制了一种应用于人机交互的柔性三维力触觉传感器,将其与仿人灵巧手集成,具有仿人灵巧手实时感知法向力与切向力的能力。该传感器采用了碳纳米管和聚二甲基硅氧烷的纳米复合物作为敏感材料,具有2×2的传感单元,每个单元具有双敏感层堆叠结构。三维力解耦实验结果表明,基于上下敏感层的压阻效应,传感器具有较高的灵敏度,x轴和y轴方向灵敏度在0~0.4 N内均为1.8 V/N,z轴灵敏度在0~3 N内为3.1 V/N。将传感器安装集成在仿人灵巧手的手指上,成功实现了仿人灵巧手的稳定抓握、自适应抓取和传递水瓶,保证了仿人灵巧手在人机交互控制上的安全性。