三轴力解耦测量的高灵敏触觉传感器

作     者：崔晶 张锦涛 宋婷 楚中毅 CUI Jing;ZHANG Jin-tao;SONG Ting;CHU Zhong-yi

作者机构：北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124 上海航天控制技术研究所上海201109 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.61773028) 上海航天科技创新基金资助项目(No.SAST2017-090) 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2019年第27卷第11期

页      码：2410-2419页

摘      要：针对传统的电容式触觉传感器因存在信号耦合测量,导致切向灵敏度远低于法向灵敏度的问题,基于多层电容结构,设计了一种三轴力解耦测量的高灵敏触觉传感器。传感器分为切向和法向测量单元,切向测量单元采用对称分布的差分式指状结构保证切向高灵敏测量,并结合超薄弹性硅胶介质,提高切向介质层有效压缩刚度,以抑制法向信号的耦合干扰;法向测量单元的介质层采用一种弹性稀疏网状微结构,用于法向高灵敏测量,并通过拓展法向接地极消除切向信号的耦合干扰。在对电容结构参数化设计的基础上,完成触觉传感器的制备,并搭建三轴力测试系统进行测试。结果显示,传感器的切向X,Y以及法向的测量灵敏度为0.206 pF/N,0.251 pF/N,0.148 pF/N;切向X-Y以及切向-法向之间的最大静态耦合比分别为7.636%,1.051%。本传感器实现了三轴力的解耦测量及切向、法向相同量级的高灵敏特性。

主 题 词：触觉传感器 多层电容结构设计 解耦测量 高灵敏 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/OPE.20192711.2410

馆 藏 号：203835729...