基于聚合物的自校准光纤触觉传感器
机器人学
2023-03-02 v1
摘要
人类皮肤在与不同尺寸物体接触时，能够准确感知自解耦的法向力与剪切力。尽管在机器人应用中有许多柔软且贴合的触觉传感器能够解耦法向力与剪切力，但接触物体尺寸对力校准模型的影响通常被忽视。在此，利用接触力可由软光纤纤芯中的光功率损耗推导的原理，我们提出了一种柔软触觉传感器，通过设计嵌入软弹性体中的双层编织聚合物基光纤各向异性结构，解耦法向力与剪切力并基于物体尺寸校准测量结果。基于光纤的各向异性响应，我们开发了一种线性校准算法，用于同时测量接触物体的尺寸以及经物体尺寸校准的解耦法向力与剪切力。通过在机械臂尖端校准该传感器，我们表明机器人可在所有方向0-2N的感知范围内，以法向力平均精度0.15N、X轴剪切力平均精度0.17N、Y轴剪切力平均精度0.18N重建力矢量，并在5-12mm的测试压头直径范围内实现物体尺寸测量平均精度0.4mm。
引用
@article{arxiv.2303.00619,
title = {Polymer-Based Self-Calibrated Optical Fiber Tactile Sensor},
author = {Wentao Chen and Youcan Yan and Zeqing Zhang and Lei Yang and Jia Pan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.00619},
year = {2023}
}
备注
submitted to IROS 2023