柔性触觉传感器主要技术.pdf

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1、2012年第31卷第12期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)综述{!)与评论柔性触觉传感器主要技术王钰，李斌(昆明理工大学化学工程学院，云南昆明650500)摘要：结合理论分析和文献报道对现有柔性触觉传感器的主要技术进行了归纳总结，主要包括微机电系统(MEMS)的压阻原理，通过惠斯顿电桥将力转换成电量的基本原理，基于新型材料聚偏二氟乙烯(PVDF)的压电特性，电介质的力学性质与电学性质的耦合作用，以及基于导电橡胶的柔性触觉传感器导电机理和压阻效

2、应。概述了3种主要技术物理特性，总结了3种主要技术应用在柔性触觉传感器上的优缺点和在各个领域上的实际应用，提出了触觉传感器一些有待解决的问题和研究方向。关键词：柔性触觉传感器；微机电系统；聚偏二氟乙烯；导电橡胶中图分类号：TP212．6文献标识码：A文章编号：1000--9787(2012)12-0001-04MaintechnologyofflexibletactilesensorWANGYu，LIBin(SchoolofChemicalEngineering，KunmingUniversityo

3、fScienceandTechnology，Kunming650500，China)Abstract：Maintechnologiesofflexibletactilesensorissummarizedcombinedwiththeoreticalinvestigationsandreportedliteratures．MainlyincludesMEMSpressure—resistanceprinciple，andtheforcethroughtheWheatstonebridgeisconv

4、ertedtoelectricityofthebasicprinciple．BasedonthePVDFpiezoelectricproperty，thecouplingeffectofthedielectricmechanicalpropertiesandelectricalproperties．Theconductivemechanismandthepiezoresistiveeffectofflexibletactilesensorbasedonconductiverubber．Thephys

5、icalpropertiesandadvantagesanddisadvantagesofthreemaintechnologies，thepracticalapplicationinvariousfieldsaresummarized．Someproblemstobesolvedandresearchdirectionoftactilesensorispresented．Keywords：flexibletactilesensor；MEMS；polyvinylidenefluoride(PVDF)

6、；conductiverubber0引言器，也就是说，至少要能精确测量，y，Z3个方向的作用触觉是人类通过皮肤感知外界环境的一种形式，主要力，并且能够粘贴在非平面、非规则的物体上测量3个方向感知来自外界的温度、湿度、压力、振动等，感受目标物体的的接触力。目前，对于单维力触觉传感器技术的研究已经形状、大小、材质、软硬程度等。基于人类触觉为原理的触较为成熟，也就是只能单纯对法向力进行检测，所以，对触觉传感器功能越来越完善并且已发展到很多领域，其主要觉传感器的应用有很大的局限性，而且已经很难满足智能应用于

7、机器人。同视觉、听觉一样，触觉是机器人感知外部机器人对触觉传感器的要求。这就要求此类柔性触觉传感信息的重要手段。机器人触觉传感器主要是通过检测器除了能够检测所施加的法向力外，还应能够检测出所施和识别功能来判断所接触物体的状态与特征。加的切向力。对于智能服务机器人和仿生物智能机器人来说，触觉在传感器发展的过程中，人们利用不同的技术研究触传感器的柔性化是至关重要的'3j。因此，在智能机器人觉传感器。例如：微机电系统(micro—electro—mechanicalsys-触觉传感器技术领域呈现出了一个新

8、的研究热点一“机tern，MEMS)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidenefluoride，器人柔性敏感皮肤”l4j，机器人的柔性敏感皮肤可以提高PYDF)l8j、导电橡胶、电容、压电、光波导等技术。由于压机器人的工作效率和智能化水平，同时在较为复杂的环境敏导电橡胶具有良好的导电率和柔韧性，以及它的制作工中完成各种精细、高难度的工作。当需要机器人能够准确艺简单，低成本等特点，使压敏导电橡胶可以作为一种地完成抓取任务时就必须具有能感知三维触觉力的传感较为理想的柔性