柔性三轴光学力传感器

高灵敏宽量程

将软体力传感器与光学感知相结合,实现多维力与接触位置的同步检测,突破传统传感器在柔韧性、精度和成本间的权衡。

Liyan, Mo · 李云泉 · Shiling, Fu · Jiutian, Xia · 章圆方 · 钟勇 · Chen, Xiaoqi · Chase, J. Geoffrey

IEEE Transactions on Industrial Electronics 2025

参数信息

灵敏度
2.88 V/N
切向力范围
3.39 N
切向力范围
3.81 N
切向力范围
3.70 N
切向力范围
3.16 N
分辨率(Fz)
9 mN
响应时间
22 ms
过载能力
450 N

技术优势

成本极低

单个传感器材料成本仅为2.71美元,远低于现有多维力传感器。

量程宽且分辨率高

在宽力响应范围内(Fz达20.28 N)仍保持高分辨率(Fz<9 mN),满足精细操作需求。

三维力解耦精准

采用GRU网络将三维力解耦,各轴误差仅为满量程的5.41%、4.85%和1.62%。

响应迅速且过载能力强

响应时间仅22 ms,且能承受超过450 N的过载,保证在冲击工况下不损坏。

应用场景