基于海绵介质层的电容式三维力触觉传感器

摘要

为了提高电容式触觉传感器在较大量程范围内的灵敏度,应用P DMS(聚二甲基硅氧烷)海绵微结构作为介质层,设计了电容式三维力触觉传感器.利用有限元软件对海绵介质层和普通薄膜介质层进行性能对比,同等压力作用下,海绵微结构触觉传感器拥有更高的灵敏度.对传感器单元进行有限元分析,得到传感器在三维力作用下的形变情况和电容变化趋势.制备了传感器单元,并进行三维力加载实验,采集和分析实验数据,计算出了传感器的灵敏度.样机实测结果表明,该传感器可以实现在0～10 N法向力和0～4 N切向力较大的量程范围内的检测,且法向和切向的平均灵敏度都较高,分别可以达到0.065 pF/N、0.071 pF/N和0.076 pF/N.