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六轴力传感器-触觉传感器应用简介

发布时间:2022-10-31      点击次数:154

传感器技术是现代科学技术发展水平的重要标志,它与通信,计算机技术构成了现代信息产业三大支柱。当前,中国已连续5年成为世·界第·一大机器人应用市场,但高·端机器人仍依赖于进口。其中,触觉传感器是工业机器人核心部件,其对于产品精确、稳定的严苛要求。


目前触觉传感器主要应用于以下几个方面:


(1)机器人手指和机器人腿及整个机器人,让假肢获得接近真实的触觉;目前假肢可以让截肢者拥有部分功能但是并不能获得触觉,而触觉传感器可以通过模拟皮肤中的神经元传导信号,即“电子皮肤";


(2)自动化测量和控制,力传感器赋予工业机器人手腕触觉,可以感知机器人和机台的所有力,富士康于2017年引入数千机器人取代工人更是证明了未来制造业采用工业机器人是大势所趋;


(3)仿生学实验,触觉传感器应用于仿生机器人,它们可以在严苛的工作环境下进行作业,替代人类但同时又可以获得相应的感知数据;


(4)风洞试验,流体力学方面的风洞试验指在风洞中安置飞行器或其他物体模型,研究气体流动及其与模型的相互作用,以了解实际飞行器或其他物体的空气动力学特性的一种空气动力实验方法。


(5)柔性触觉传感器,近年来便携式智能电子产品发展日新月异,出现了众多多功能的可穿戴设备。而穿戴式触觉传感器是可模仿人与外界环境直接接触时的触觉功能,主要包括对力信号、热信号的探测。除此之外,触觉传感器的适用范围在未来将大大拓宽,在人机交互系统、智能机器人、移动医疗等领域具有巨大的应用前景。


近年来,触觉传感器由于其多样的应用场景被广泛研究。由于新材料和微纳工程领域的发展,柔性触觉传感器有了相当大的发展。[8]在未来的研究中,针对柔性触觉传感器需要进一步考虑以下问题:

(1)在保证机械灵活性的同时,触觉传感器不应阻挡皮肤或器官的生理活动。应该研究具有高级功能的高性能触觉系统,例如生物相容性和降解性。

(2)需要对设备环境稳定性进行检验。在设计系统时,应进一步考虑人机交互系统的环境可靠性以及生物相容性的封装技术。

(3)为了集成传感器件的工业化应用,应该研究具有成本效益、可扩展制造方法的高级、大面积集成器件。

(4)触觉传感器和人机交互系统的研究应与信号处理和计算相适配,使其能够从日常活动的嘈杂、混合信号中实时提取有意义的数据,包括准确检测运动、生物信号和即时VR/AR通信。


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