基于电容与摩擦发电原理的多功能电子皮肤及其在机器人中的应用

发布时间：2021-02-22 03:17

　　接近感知和触觉感知是智能机器人传感系统必不可少的组成部分,机器人依靠接近感知传感器和触觉感知传感器的配合可以实现从感知物体位置到抓取物体的全过程监测。针对现阶段应用于机器人电子皮肤传感器功能单一、可拉伸性差、灵敏度低等一系列缺陷,本课题设计了一种用于机器人电子皮肤的多传感原理可拉伸传感器,为此本课题做了以下主要工作:（1）本文设计的传感器可以同时在摩擦发电传感和电容模式下进行压力传感测量,该传感器还能进行接近感知测量和拉伸应变测量,还用COMSOL仿真了不同结构的传感器的接近传感特性,并从其中选择出上电极面积大于下电极的结构作为本课题所研究传感器的最终结构;（2）为保证传感器的可拉伸特性,传感器采用镓合金作为电极材料,PDMS作为基底材料;为了提升传感器在摩擦发电传感模式下进行压力测量时的灵敏度,本课题在传感器表面设计了砂纸微结构;为了提升传感器在电容模式下进行压力传感的灵敏度,本课题在电介质层设计了微米孔阵列结构;（3）设计传感器制备工艺流程并制作出传感器单元及其阵列,利用液态金属对金和PDMS亲水性和疏水性的特点完成电极层的制备;采用软光刻技术和PDMS二次倒模的方法制备出具有微米... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

具有高灵敏度的压力触觉传感器Wagner,S.等人[26]

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文接的聚乙烯醇（PVA）纳米线叉指电极的柔性高灵敏度的压力传感器，如图 1.2 所示，由于褶皱石墨烯与内部连接的 PVA 纳米线之间的协同效应，该压力传感器的灵敏度可以达到 28.34KPa-1。 此外，该传感器还能测量出质量大约为 22.4mg 的轻质大米（≈2.24Pa）的压力作用，同时该传感器在 6000 次重复循环后仍然显示出优异的耐用性和可靠性,该压力触觉传感器在人体健康监测方面具有一定的应用前景。

大米（≈2.24Pa）的压力作用，同时该传感器在 6000 次重复循环后仍然显示出优异的耐用性和可靠性,该压力触觉传感器在人体健康监测方面具有一定的应用前景。图 1.2 柔性压阻式压力传感器

【参考文献】：
期刊论文
[1]Tri-Co Robot: a Chinese robotic research initiative for enhanced robot interaction capabilities[J]. Han Ding,Xuejun Yang,Nanning Zheng,Ming Li,Yinan Lai,Hao Wu.  National Science Review. 2018(06)
[2]Current Researches and Future Development Trend of Intelligent Robot: A Review[J]. Tian-Miao Wang,Yong Tao,Hui Liu.  International Journal of Automation and Computing. 2018(05)
[3]浅谈人工智能及其在计算机网络技术中的应用[J]. 陈欢欢,李亚娟,辛晨,彭程.  通讯世界. 2016(20)
[4]基于改进遗传算法的移动机器人路径规划[J]. 张毅,代恩灿,罗元.  计算机测量与控制. 2016(01)
[5]智能机器人的现状及发展[J]. 任福继,孙晓.  科技导报. 2015(21)
[6]浅谈机器人传感器及其应用[J]. 余亮亮.  华章. 2011 (03)



本文编号：3045365