多交联水凝胶纤维传感器

宽域线性应变感知

以多层物理化学交联的水凝胶为基体，配合同轴硅胶封装，解决连续体机器人大变形传感中封装与水性环境稳定性难题，实现高线性度、低漂移的形变感知。

潘立志 · Tianze, Zhang · Qianyu, Wei · Zhikang, Ma · Zhao, Jianchang · 李锦华 · 李建民 · 原续波

Chemical Engineering Journal 2026

参数信息

电导率

11.1 S/m

最大拉伸应变

500 %

线性应变范围

0–120 %

技术优势

拉伸超过500%

多层物理化学交联赋予水凝胶优异的拉伸性，可耐受连续体机器人大变形而不断裂。

线性感知宽应变

在0–120%应变范围内，传感器输出与应变呈良好线性关系，便于标定和形状重构。

封装保水防漂移

同轴硅胶封装提供长期保水性和稳定性，使纤维传感器具有线性、可重复、低漂移的应变-电阻响应。

应用场景

• 手术机器人形变感知：在连续体手术机器人上实时感知3D形状，误差在毫米级，辅助精准操控。
• 可穿戴运动监测：柔性可拉伸传感器可贴附人体，监测大范围运动变形。
• 水凝胶应变传感器：在宽应变范围内提供线性、低漂移的应变信号，简化信号处理。