指尖级六轴触觉传感器

力误差<1.6%

由受生物启发的双层弹性体和分级微柱阵列构成，结合视觉传感器的变形编码与电容传感的微型化优势，实现高精度多轴力与位置感知。

Song, Yi · 80252510 · Qiu, Ye · 田野 · 赵沛 · 刘爱萍 · 吴化平

Microsystems and Nanoengineering 2026

具体参数

力测量误差

{'zh': '1.6', 'en': '1.6'} %

接触定位精度

{'zh': '0.1', 'en': '0.1'} mm

推理延迟

{'zh': '1.5', 'en': '1.5'} ms

工作温度范围

{'zh': '0-40', 'en': '0-40'} °C

工作相对湿度范围

{'zh': '40-90', 'en': '40-90'} %

技术优势

六轴力与位置同时测得

通过机器学习框架从电容图像中同时解码六轴力/力矩和三维接触坐标，一次测量即可获得完整接触信息。

定位精度达0.1毫米

高分辨率电容阵列和分级微柱阵列产生的丰富变形模式，使得接触位置可以精确到0.1 mm，满足精细操作需求。

鲁棒的环境稳定性

在0-40 °C和40-90%相对湿度范围内性能稳定，并通过10天循环加载测试，适用于多变工作环境。

应用场景

• 机器人抓取：同时感知抓取力和接触位置，实现稳定抓取和滑移监测。
• 医疗机器人操作：高精度力反馈和位置感知，辅助精细手术操作。
• 电子皮肤：柔性集成于机器表面，提供类皮肤的多维触觉感知。
• 无人机控制：指尖操控可提供六轴力输入，实现直观的无人机飞行控制。
• 软体机器人：传感器的弹性体结构与软体机器人兼容，赋予其触觉反馈能力。