仪器仪表学报

作者：王千，李明明，郭萍萍，翁玲，黄文美

单位：王千,1.河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130； 2.河北工业大学河北省电磁场与 电器可靠性重点实验室天津300130; 3.华北理工大学电气工程学院唐山063210,wqharbour@outlook.com,李明明,1.河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130； 2.河北工业大学河北省电磁场与 电器可靠性重点实验室天津300130,limm@hebut.edu.cn,郭萍萍,1.河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130； 2.河北工业大学河北省电磁场与 电器可靠性重点实验室天津300130,,翁玲,1.河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130； 2.河北工业大学河北省电磁场与 电器可靠性重点实验室天津300130,,黄文美,1.河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130； 2.河北工业大学河北省电磁场与 电器可靠性重点实验室天津300130,

关键词：磁致伸缩;柔性传感器;电沉积薄膜;弯曲;磁性

基金：国家自然科学基金（51801053，52077052，52377007）、河北省自然科学基金（E2022202067）项目资助

具有人体关节弯曲状态和空间位置感知相结合的柔性应变-磁场双模传感器可提供一种响应迅速、界面友好和应用灵活的人机交互方法。受传感结构制约、小型化可穿戴平台算力及功耗的限制，这类器件目前难以实现人体姿态、位置等多信息的同时感知，以及多信息交互所需复杂模型的部署。为了实现高灵敏度和快速响应的力-磁双感知，提出了一种由Co?Fe薄膜和平面磁场传感线圈组成的磁致伸缩柔性传感器。在10~65mm的弯曲半径ρ作用下，传感器的最大灵敏度为22mV/mm。在1~11kA/m的磁场H作用下，传感器的最大灵敏度为1.78mV/(kA/m)。在1~4Hz的不同ρ和H下，传感器灵敏度变化均小于1.6%，具有较好的动态输出稳定性。通过分析双感知传感器的输入/输出信号特征，构建了支持传感器信号处理和传输的传感系统，实现了双感知数据的采集。利用自适应模糊神经网络分析手势和位置信息用于手势识别，对传统应力或弯曲传感器易混淆的12种手势进行分类识别，准确率达到90.1%。此外，结合触觉反馈方法增强系统的信息交互能力，通过产生不同幅度和持续时间的振动反馈，帮助用户更好地掌握虚拟环境中的动作效果和相对位置。传感系统推理用户的手势动作和指令，并触觉反馈设备的响应结果，实现了人与设备之间的双向信息交互。

来源：2024年第8期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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