上海維立勝衡傳感器有限公司
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閱讀：86發(fā)布時(shí)間：2025-2-27
沈陽自動(dòng)化研究所機(jī)器人學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與河南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院組成的科研團(tuán)隊(duì)受皮膚結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，研究設(shè)計(jì)了一種基于非對(duì)稱微毛發(fā)（microhair）結(jié)構(gòu)陣列的電容式柔性觸覺傳感器，用于感知剪切力及其方向。通過雙光子聚合（TPP）和復(fù)制得到了非對(duì)稱微毛發(fā)結(jié)構(gòu)。由于微毛發(fā)結(jié)構(gòu)的非對(duì)稱特性，不同的剪切力方向會(huì)導(dǎo)致不同的變形。因此，該研究所設(shè)計(jì)的器件既可以確定靜態(tài)剪切力方向，也可以確定動(dòng)態(tài)剪切力方向。
據(jù)悉，目前論文已在Advanced Science期刊上發(fā)表，并以“Skin-Inspired Capacitive Flexible Tactile Sensor with an Asymmetric Structure for Detecting Directional Shear Forces”為主題。該論文的作者兼通訊作者為于海波研究員，另一位通訊作者為劉連慶研究員。
通過將基于微/納結(jié)構(gòu)的柔性壓力傳感器集成到機(jī)器人中，可以實(shí)現(xiàn)靈敏的觸覺感知。然而，例如金字塔和半球等傳統(tǒng)對(duì)稱結(jié)構(gòu)，只能感知力的大小，卻無法感知力的方向。觸覺不僅由壓力引起，還由剪切力和摩擦力所引起，其方向和大小都很重要。
此研究提出了利用基于TMHA的觸覺傳感器來感知壓力和剪切力。TMHA的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)在不同方向剪切力的作用下可產(chǎn)生不同的彎矩?；赥MHA的觸覺傳感器在壓力和剪切力傳感方面表現(xiàn)出較高的靈敏度和穩(wěn)定性。此外，該研究還嘗試在機(jī)器人和靈巧手上集成基于TMHA的觸覺傳感器，以增強(qiáng)其交互性能和安全性。機(jī)器人抓取實(shí)驗(yàn)證明了該傳感器在機(jī)器人觸覺反饋系統(tǒng)中的應(yīng)用潛力。此類觸覺傳感器為未來剪切力傳感器的設(shè)計(jì)提供了新發(fā)展方向，同時(shí)還可應(yīng)用于開發(fā)人機(jī)界面。
https://doi.org/10.1002/advs.202305883
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