面向假肢手臂的人工皮肤模块的低成本不锈钢/纸基触控式压力传感元件
机器人学
2024-12-25 v1 信号处理
摘要
电容式压力传感器在机器人、自动化、航空航天、生物医学和消费电子等领域具有多项优势。本文采用 DIY 技术，提出一种基于不锈钢/纸的触控式柔性电容式压力传感元件的数学建模、有限元分析（FEA）、制造与实验表征。该压力传感元件用于设计低成本假肢手臂的大面积电子皮肤。所呈现的传感器在正常模式、过渡模式、触控模式和饱和模式下进行表征。相较于正常模式（0 至 8 kPa）、过渡模式（8 至 10 kPa）和饱和模式（超过 40 kPa），该传感器在触控模式操作时（10 至 40 kPa）灵敏度和线性度更高，响应时间为 15.85 毫秒。所呈现的传感器的优势包括更高的灵敏度、线性响应、较小的振膜面积、夹紧边缘区域的von Mises应力较低、低温漂、稳健结构以及大压力测量时与正常模式电容式压力传感器相比的较小分离间隙。利用压力变化的线性范围，可用于无线通信控制机器人机械臂的伺服电机位置，以实现精确运动，可用于设计低成本假肢手臂的皮肤式结构。
引用
@article{arxiv.2412.17844,
title = {Low-cost foil/paper based touch mode pressure sensing element as artificial skin module for prosthetic hand},
author = {Rishabh B. Mishra and Sherjeel M. Khan and Sohail F. Shaikh and Aftab M. Hussain and Muhammad M. Hussain},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.17844},
year = {2024}
}