通过对压电双胞胎信号的时间域分析,对表面微观结构进行定量触觉感知

科学领域:

• 机器人和材料科学 机器人和材料科学
• 先进的触觉传感技术 触觉传感技术

背景情况:

• 人形机器人需要复杂的触觉感应来与环境互动.
• 现有的方法往往依赖于动态力量和机器学习,缺乏没有运动控制的定量分析.

研究的目的:

• 开发一个定量触摸表面造型策略.
• 消除在触摸测量中需要外部运动控制系统的需求.
• 为了实现高精度的现场表面表征.

主要方法:

• 使用压电双薄膜架构产生时间延迟的电压信号.
• 采用时间域信号分析用于微结构高度,宽度和边缘配置.
• 在没有外部运动控制系统的情况下展示了触觉感应.

主要成果:

• 在测量1~1000μm高的表面微观结构时,获得了>99.2%的准确性.
• 成功地将高峰电压与微观结构高度相关联.
• 通过时间信号分析推导出微结构宽度和边缘配置文件.
• 在增材制造过程中启用在线质量检查.

结论:

• 呈现的触觉传感器可以进行量化,无需运动控制的表面造型.
• 这项技术对人形机器人和现场制造质量控制有重大影响.
• 压电双薄膜架构为先进的触觉传感能力提供了一条途径.