同面多叉指电极结构的电容式三维力触觉传感器设计

题名

DOI

作者

孙英1,2 刘非1,2 翁玲1,2 陈铮1,2 苑子鹏1,2

作者单位

1.河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室；2.河北工业大学河北省电磁场与电器可靠性重点实验室

摘要

为了解决普通同面电极结构触觉传感器灵敏度低和初始电容小的问题,提出了同面多叉指电极结构的柔性电容式触觉传感器设计方案。该传感器利用电场的边缘效应,通过改变介质层的相对介电常数实现电容的变化。对叉指电极和普通同面电极的电场分布进行了COMSOL仿真分析,对所提出的传感器分别进行了仿真分析和实验验证。结果表明,该传感器不仅提高了同面电极结构触觉传感器的灵敏度和初始电容,还可实现0～10 N量程的三维力检测,且法向和切向的平均灵敏度分别为0.0186N-1和0.0103N-1。

关键词

多叉指电极；同面电极；三维力；灵敏度；触觉传感器；COMSOL仿真

刊名

传感器研究

ISSN

3079-0042

年、卷(期)

20206

所属期刊栏目

数学与物理