蛇形多模式柔性传感器

识别触觉与滑移

采用蛇形结构和PVDF-TrFE/Fe3O4纳米纤维，能在弯曲应变下测量多种信号，且灵敏度高，适合用于机器人触觉和滑移识别。

Tian, Hongying · Hui, Chen · Liu, Chang · Tong, Junye · 郝惠敏 · 黄家海 · 熊晓燕

Measurement: Journal of the International Measurement Confederation 2024

参数信息

β相含量

94 %

灵敏度

5.02 V/N

抓取识别成功率

92 %

技术优势

β相高达94%

添加5 wt% Fe₃O₄纳米颗粒即可将压电相含量提升至94%以上，无需高压极化等后处理。

灵敏度5.02 V/N

复合纳米纤维膜的力-电压响应达到5.02 V/N，触觉信号无需复杂放大电路即可采集。

抓取成功率高

集成到Arm32机器人末端后，对四种不同物体重复抓取50次的识别成功率超过92%，可直接用于机器人触觉反馈。

老化后仍稳定

循环振动老化实验证实传感器鲁棒性优异，可在长期机械载荷下维持性能。

应用场景

• 软体机器人：蛇形可拉伸电极能随软体结构变形，同时反馈触觉和滑移，避免抓取时捏碎或滑落。
• 电子皮肤：纳米纤维膜柔软且β相高，可贴合曲面皮肤，输出触觉信号，适合电子皮肤。
• 可穿戴医疗设备：传感器能感知温度变化，且柔性结构适合贴附人体，可用于穿戴式健康监测。
• 先进机器人：集成到Arm32末端后实现92%以上抓取成功率，为先进机器人提供可靠触觉反馈。
• 物联网与传感网：传感器信号可通过有线方式采集并接入网络，用于物联网节点。