采用机电耦合导体的通用触觉感应
触摸或触觉传感对于从机器人技术到外科医学再到运动科学的一系列现实应用至关重要。触觉传感器以生物触觉为模型,可以帮助研究人员了解人类的感知和运动。一种使用触觉成像技术的压力分布测量新方法。
当前最常见的触觉成像方法涉及使用由压敏材料组成的传感器阵列。然而,这样的阵列需要复杂的制造工艺,并对传感器设计造成限制。两个导体之间的压力与它们之间的接触电阻直接相关。利用这种关系,开发了一种由一对机电耦合导体组成的传感器,其中一个导体具有驱动功能,另一个导体具有探测功能。该传感器无需压敏材料,制造更简单。
这种策略使得开发一种通用的触觉传感器能够使用简单的导电材料(如碳漆)进行接触压力分布测量。该设计理念结合了机电一体化技术的创新(该技术支持开发基于连接到电极的传统导体的柔性传感器)与基于断层扫描的方法来确定耦合导体上的压力分布。
所提出的方法改进了以前基于电阻抗断层扫描的触觉传感技术,为传感器提供了高位置精度、可调节灵敏度和范围以及相对简单的制造过程。传感器可以使用各种导电材料实现,包括导电织物和涂料。制作了片状柔性传感器,以及通过在 3D 打印结构上涂上导电涂料制成的手指形传感器。
灵敏度和感应范围的易于调整以及压力估计精度意味着这种触觉成像方法有望实现对多用途机器人的高级控制。该传感器可用于远程设备操作和工业自动化等领域。
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