人工皮肤用四叉指电极式三维力触觉传感器

摘要

本发明公开了人工皮肤用四叉指电极式三维力触觉传感器，其特征是：在柔性电路板上，四个相同的叉指电极处在同一平面上互成90°对称排布；在各叉指电极上覆盖压敏材料层分别形成电阻R₁、R₂、R₃和R₄，在压敏材料层的上表面覆盖有半球形触头构成设置在被检测区域表面的三维力触觉传感单元。

主权项

人工皮肤用四叉指电极式三维力触觉传感器，其特征是：在柔性电路板(3)上，四个相同的叉指电极(4)处在同一平面上互成90°对称排布；在所述各叉指电极(4)上覆盖压敏材料层(2)分别形成电阻R₁、电阻R₂、电阻R₃和电阻R₄，在所述压敏材料层(2)的上表面覆盖有半球形触头(1)构成设置在被检测区域表面的三维力触觉传感单元；所述三维力触觉传感单元中三维力按下式解析获得：$k_x{F}_x=\frac{\Delta R_2/R_2-\Delta R_4/R_4}{2}$$k_y{F}_y=\frac{\Delta R_1/R_1-\Delta R_3/R_3}{2}$$k_z{F}_z=\frac{\Delta R_1/R_1+\Delta R_2/R_2+\Delta R_3/R_3+\Delta R_4/R_4}{4}$式中：F_x、F_y、F_z分别为半球形触头在x、y和z三个方向所受的作用力；k_x、k_y和k_z分别为三维力传感单元对于作用力F_x、F_y、F_z的电阻系数，所述k_x、k_y和k_z经试验标定得到；R₁、R₂、R₃和R₄分别是三维力触觉传感单元在未受力状态下的y轴正方向上的电阻初始阻值、x轴正方向上的电阻初始阻值，y轴负方向上的电阻初始阻值，x轴负方向上的电阻初始阻值；ΔR₁、ΔR₂、ΔR₃和ΔR₄分别是三维力触觉传感单元受力后的R₁、R₂、R₃和R₄的变化量。