多孔双模触觉传感器

高低速响应兼顾

集成压阻与电容双模式，无需改变结构即可切换，兼具高灵敏度和宽检测范围，机械稳定性优异。

Zefu, Li · 王朔 · Ding, Wenxuan · Chen, Yonglin · Meng, Chen · 张淑杰 · Liu, Zhuangjian · 杨伟 · 李燕

Composites Science and Technology 2023

参数信息

灵敏度（压阻模式）

0.1059 kPa⁻¹

灵敏度（电容模式）

0.2054 kPa⁻¹

测量范围

0–25 kPa

响应时间（压阻模式）

<130 ms

响应时间（电容模式）

<55 ms

耐久性

>3000 cycles

技术优势

双模切换不改结构

通过多层结构设计，传感器在压阻和电容模式间切换时无需改变器件构型，简化了集成复杂度，提升了多场景适应性。

响应快且寿命长

压阻模式响应时间小于 130 ms，电容模式小于 55 ms，且能承受超过 3000 次循环加载，适合动态信号监测。

机理模型可复现

提出了基于 3D 微 CT 建模的力学本构模型，阐明微结构复合材料的传感机理，为性能优化提供理论依据。

应用场景

• 电子皮肤：双模切换让同一器件既能感知纹理硬度，又能分辨抓握力度，直接用于机器人指尖的电子皮肤。
• 人体健康监测：宽量程和快速响应使其能捕捉脉搏、呼吸等微弱生理信号，用于可穿戴健康监测。
• 压力传感网络：多传感器阵列可实时监测 3D 打印制造应力和结构装配应力，构建制造过程中的压力传感网络。
• 柔性机器人：柔性多孔结构和双模传感能力适合集成到软体机器人表面，提供触觉反馈而无需刚性部件。