机器人仿生电子皮肤阵列触觉传感器研究

摘要

针对当前用于机器人等复杂三维载体表面或活动关节部位的触觉传感器实现高柔弹性和压力检测的难题,该文提出一种8×8阵列的仿生电子皮肤柔弹性阵列触觉传感器.基于压阻橡胶的导电机理采用微米镍粉填充聚二甲基硅氧烷(PDMS)完成触觉传感器的柔性敏感单元设计与制备,获得压阻橡胶在不同质量比时的压阻特性曲线,采用银纳米线(AgNWs)/PDMS复合材料制作的柔弹性阵列导电薄膜电极层和压阻橡胶圆片结合阵列式"多孔PDMS"中间传感层的多层"三明治"结构并通过模具固化成型工艺制备电子皮肤阵列触觉传感器,设计传感器检测系统检测其特性.实验表明柔弹性触觉传感器具有阵列数密集、测量范围广、线性度好等特点,传感器的空间分辨率为3×3 mm2,测量压力范围达到100～500 kPa,拉伸率可以达到30％,能够覆盖在三维载体表面完成分布式压力的测量,为机器人等复杂三维载体表面或活动关节部位的压力检测反馈和机器人智能化提供基础.