基于纤维布拉格格的方形孔结构的指压触摸传感器的研究
Guan Lu1, Shiwen Fu1, Tianyu Zhu1
1School of Mechanical Engineering, Nantong University, Nantong 226019, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|August 12, 2023
概括
一个新的灵活的触觉传感器使用纤维布拉格格 (FBG) 具有方形孔结构有效地减少横向力干扰和机器人手指的非均应变. 这种传感器表现出高可重复性,抗爬行性和低干扰率,用于改进机器人触觉感知.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光学工程是指光学工程.
背景情况:
- 机器人手指在压力触摸感应过程中经常遭受横向力干扰和不均的应变.
- 现有的触觉传感器在没有外力扭曲的情况下准确检测压力方面面临挑战.
研究的目的:
- 提出和验证一个灵活的触觉传感器,基于纤维布拉格格 (FBG) 的方形孔结构.
- 为了有效地减少横向力干扰,并解决机器人触摸感应中的非均应变问题.
主要方法:
- 有限元模拟以确定最佳的FBG嵌入深度.
- 基于机器人手指尺寸和模拟分析的方形孔结构的设计.
- 使用聚甲基 (PDMS) 弹性矩阵制造FBG传感器的制造.
- 开发FBG压力触觉传感系统平台,用于实验验证.
主要成果:
- 开发的触觉传感器表现出良好的重复性和抗爬动性.
- 获得了8.85pm/N的灵敏度和0.2N的分辨率.
- 证明负载灵敏度为27.3 pm/N,机器人手指的适合度为0.996.
- 记录了7.63%的平均干扰,明显低于固体结构传感器.
结论:
- 拟议的FBG触觉传感器具有方形孔结构,有效地减轻横向力干扰和非均应变.
- 传感器与机器人手指具有很高的兼容性,这表明智能触觉感知具有重要的应用价值.
- 实验结果证实了传感器的性能和适用于先进机器人应用的适用性.
