多孔介质电容式触觉阵列

法向剪切力双感知

嵌入增强多孔介质层的电容式三维力触觉传感阵列，通过真空辅助渗透和糖粒致孔，实现高弹性和宽量程的法向力与剪切力同步感知。

余建平 · Shengjie, Yao · Aoyun, Zhuang · Xiaoliang, Jiang · 李欣 · 姚喆赫

IEEE Sensors Journal 2023

参数信息

法向压力检测范围

>250 kPa

剪切压力检测范围

>60 kPa

法向压力灵敏度

1.63 %/kPa

剪切压力灵敏度

1.61 %/kPa

技术优势

宽量程法向力检测

多孔介质层提高了弹性，使法向压力检测范围超过250 kPa，远高于常规固态介质层传感器。

同步感知剪切力

表面凸点结构在剪切力作用下倾斜，引起电容变化，实现对剪切力的检测，范围超过60 kPa。

高灵敏度

法向和剪切压力灵敏度分别达到1.63%/kPa和1.61%/kPa，能够分辨微小力变化。

稳定耐用

实验显示良好的重复性和结构稳定性，可承受反复加载。

应用场景

• 机器人触觉感知：为机器人手指提供法向与剪切力信息，支撑抓取与操作。
• 智能假肢：赋予假肢手触觉，提升握持稳定性和灵巧性。
• 柔性压力传感器：以柔性结构实现高灵敏度和宽量程的压力检测。
• 电子皮肤：模拟人类皮肤多维力感知，用于机器人覆盖层。