仪器仪表学报

作者：张艳芳，刘玉荣，许章铖

单位：张艳芳,1. 华南理工大学微电子学院,,刘玉荣,1. 华南理工大学微电子学院，2. 广东省人工智能与数字经济实验室,,许章铖,1. 华南理工大学微电子学院,

关键词：压电传感器;三维力检测;聚偏氟乙烯薄膜;触觉传感器

基金：国家自然科学基金(61871195)、广东省基础与应用基础研究基金(2021A1515011872)项目资助

在现代机器人技术和柔性电子应用中,迫切需要具有高灵敏度、良好灵活性和三维力测量能力的柔性触觉传感器。本文提出了一种基于聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜的触觉传感器,实现动态三维力测量。传感器由3个夹角为120°的PVDF压电敏感单元构成3个压力敏感区,3个压电敏感单元安置在聚二甲基硅氧烷(PDMS)半球型结构的底面。从PDMS半球顶部传递的三轴接触力引起3个压电敏感单元的电荷分量发生变化,从而计算出接触力的方向和大小。本文推导了基于3个压电敏感单元触觉传感器的三维力算法,对所制备的传感器进行了标定,实现了三维动态力的测试。结果表明,角θ的平均误差为7.75%,角?的平均误差为12.17%,力F的平均误差为7.48%。该三维力触觉传感器在穿戴式电子产品、健康医疗、人机交互等领域拥有很好的应用潜力。

来源：2021年第7期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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