蛛网超材料力传感器

宽量程高分辨

集成柔性蛛网超材料与压电微操作器，实现力敏感与刚度解耦，兼顾宽量程和高分辨力。

Yiteng, Zhang · Tianyu, Song · Yangguang, Xu · Meng, He · 凌明祥 · 汝长海

International Journal of Mechanical Sciences 2026

参数信息

力测量范围

50 N

分辨率

2.5 mN

线性度

0.99

重复性

0.62 %

滞回

2.65 %

技术优势

宽量程高分辨

通过分级柔性蛛网超材料优化刚度与灵敏度平衡，使传感器在保持高刚度的同时实现精细分辨率。

感测驱动解耦

传感器与压电驱动器之间的交叉耦合低，避免力测量受到驱动信号的干扰。

线性重复好

传感器线性度R²=0.99，重复性0.62%，滞回2.65%，保证测量结果可靠一致。

应用场景

• 精密力测量：在宽量程内提供毫牛级分辨力，适合精密力测量任务。
• 微操作机器人力反馈：作为末端执行器集成力传感器，实现微操作机器人的力反馈控制。
• 微创手术工具：通过生物组织穿刺实验验证，可感知手术工具与组织的接触力。
• MEMS力传感器：与压电微操作器集成，兼具高刚度和灵敏度，适合MEMS力传感器应用。