可拉伸电容式和电阻式应变传感器：基于直印墨水的易于制造的方法
机器人学
2025-02-26 v1
摘要
随着机器人技术向集成柔软结构、仿人形形状和复杂任务的发展，软且高度可拉伸的机械转换器日益成为必需品。为可靠测量触觉和先天感知数据，同时确保形状顺应性、可拉伸性和适应性，研究人员正在探索多样化的传递原理，并发展可扩展且通用的制造技术。然而，许多当前用于制造可拉伸传感器的方法设计为产生单一传感器配置，从而限制了设计灵活性。本文提出一种易于获取、灵活、基于印刷的制造方法，用于可定制、可拉伸传感器。该方法采用集成于商业 3D 打印机中的自制喷头，实现对固化硅胶基底上墨水的直印（DIW）。通过层状制造工艺（辅以可堆叠托盘）实现在硅胶基质中沉积多层液态导电墨水。为展示该方法在高度设计灵活性方面的能力，我们制造并评估了电容式和电阻式应变传感器。实验表征显示，电容式应变传感器具有高度线性（R^2 = 0.99）、接近理论极限的高灵敏度（GF = 0.95）、最小滞后（DH = 1.36%）和大可拉伸性（550%），相当于文献中报道的当前最先进可拉伸应变传感器。
引用
@article{arxiv.2502.18363,
title = {Stretchable Capacitive and Resistive Strain Sensors: Accessible Manufacturing Using Direct Ink Writing},
author = {Lukas Cha and Sonja Groß and Shuai Mao and Tim Braun and Sami Haddadin and Liang He},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.18363},
year = {2025}
}
备注
6 pages, 8 figures, conference