基于EIT技术的柔性触觉传感器的设计.pdf

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1、第29卷第2期传感技术学报Vo1．29No．22016年2月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSFeb．2016TheDesignofFlexibleTactileSensorBasedonEITCHENGWenfang一，WANGXiaofie，DONGShuai'(1．DepartmentofAutomation，UniversityofScienceandTechnologyofChina，Hefei230027，China；2．Chineseacademyof

2、sciences，HefeiInstituteofPhysicalscience，InstituteofAdvancedManufacturingTechnology，ChangzhouJiangsu213164。China)Abstract：Therapiddevelopmentofrobottechnologyhasledtonewapplicationsofsoftsensorsforroboticsensitiveskin．Inthispaperwepresentastudyonthedesi

3、gnofflexibletactilesensorbasedonthepiezoresitivityofanewconductivepolymerwhichhasbeendevelopedbyourselves．TheconductivepolymerismadebyblendingPDMS(polydimethylsiloxane，polydimethylsiloxane)withasmallamountofmulti-walledcarbonnanotubes(MWCNTs)whichhasahi

4、ghsensitivityinresistance-pressureresponse．TheElectricalImpedanceTomography(EIT)isusedtocreatetheflexibletactilesensor．TheperipheralhardwarecircuitsbasedonEITaredesignedandmanufactured．Thedataobtainedfromhardwarecircuitsisprocessedbycomputer．Thefiniteel

5、ementmodelingandimage~econ—structuehasbeenperformedwithatoolkitcalledEIDORS．Theexperimenthasbeencarriedouttosuccessfullyidentifythepositionsofthetargetsin1~3goalswhentouchingonthesensorsurface．Keywords：flexibletactilesensor；EIT；conductiverubber；EIDORSEE

6、ACC：7230doi：10．3969／j．issn．1004-1699．2016．02．001基于EIT技术的柔性触觉传感器的设计程文芳，王晓杰，董帅(1．中国科学技术大学自动化系，合肥230027；2．中国科学院合肥物质科学研究院先进制造技术研究所，江苏常州213164)摘要：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(PolyDiMethylSiloxane)和多壁碳

7、纳米管(MwcNTs)混合而成的导电橡胶作为传感器主体，运用EIT(ElectricalImpedanceTomography)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。关键词：柔性触觉传感器；EIT；导电橡胶；EIDORS中图分类号：TP212．1文献标识码：A文章编号：1004-1699(2O16)O

8、2一O155—0155一O6随着传感器技术的不断发展，适用于机器人国内外的研究者采用不同的技术研究改进“皮肤”的柔性触觉传感系统引起了人们的广泛关各种柔性触觉传感器。EIT(ElectricalImpedance注。柔性触觉传感器具有优越的延展性和敏感的Tomography)技术又叫电阻抗断层成像技术，广泛应传感特性，可以很好地覆盖在机器人的表面完成多用于医学上人体内部病变组织的检测。其原理是种感知任务⋯。目前，由多个传感单元组成的柔性在人体表面电极上施