浮动电极触觉传感阵列

高鲁棒三轴测压

用浮动电极结构把易损互连从软体转移到柔性电路板上，在过弯和大变形下大幅降低失效概率。

余建平 · Shengjie, Yao · 李欣 · Ghaffar, Abdul · 张元祥 · Jiang, Xiaoliang · Lin, Huan · 姚喆赫

Measurement: Journal of the International Measurement Confederation 2023

参数信息

法向压力灵敏度

0.04 kPa⁻¹

剪切压力灵敏度

0.10 kPa⁻¹

法向压力检测范围

>300 kPa

剪切压力检测范围

>62 kPa

响应时间

<60 ms

技术优势

结构不再脆弱

互连和传感电极从软体转移到FPC层，把易损部分置于更耐弯折的基板上，过弯和大变形下失效概率急剧降低。

软性介质增敏

采用分层多孔PDMS复合材料，宏孔和微孔均匀分布产生协同效应，法向灵敏度达0.04 kPa⁻¹、剪切灵敏度达0.10 kPa⁻¹，分别比传统固体介质提升数倍。

宽量程测压

法向压力检测范围超过300 kPa，剪切压力范围超过62 kPa，能够覆盖从轻触到强压的多种交互场景。

响应足够快

响应时间小于60 ms，满足机器人实时反馈控制的要求，能及时感知抓取和滑动过程中的压力变化。

应用场景

• 电子皮肤：给机器人表面加一层可弯折的三轴压力感知层，像皮肤一样感知法向力和剪切力。
• 机器人触觉：装在机械手末端，抓取时实时测出接触力大小和方向，防止滑脱或捏碎物体。
• 外骨骼力反馈：贴在外骨骼接触部位，把人体受到的接触力和方向反馈给控制系统，提升穿戴安全性。
• 医疗触诊：医生用它做触诊探头，量化按压力度和组织回弹，帮助发现组织异常。
• 仿生皮肤：模仿人体皮肤感知法向压力和剪切力，用于假肢或人形机器人获得接近人的触觉。