双腔差分光纤触觉传感器

抗温湿干扰

采用双腔差分结构抵消环境温度与湿度波动，实现机器人手指内的高精度分布式力与位移测量。

Cha, Guozhi · Wang, Ruoyu · Ma, Jiangtao · 刘暾东

Infrared Physics and Technology 2023

参数信息

力灵敏度

105.2 ns/N

位移灵敏度

53.2 ns/mm

接触检测精度

19 μm

抓取力分辨率

0.0095 N

技术优势

抗温湿干扰

双腔差分结构将温度、湿度作为共模信号抵消，传感器输出不受环境波动影响。

灵敏度高

力灵敏度达 105.2 ns/N、位移灵敏度达 53.2 ns/mm，并且线性良好。

精度够高

接触检测精度最高 19 μm，抓取等操作中的力分辨率达 0.0095 N。

便于分布式组网

支持时分复用，以较低成本实现多点分布式测量，适合机器人手指场景。

应用场景

• 机器人触觉：用光信号测量接触力与位移，不受温湿度波动影响，适合手指连续触觉反馈。
• 灵巧手：传感器可嵌入手指壳体，分布式测量多点接触，辅助精细抓取操作。
• 具身智能传感器：提供高精度力/位移信号，作为具身智能体感知物理交互的数据源。
• 工业机器人夹爪：时分复用方案成本低，适合在工业夹爪上组网监测夹持力。