柔性触觉传感器用导电橡胶压阻特性及其拟合

以炭黑(CB3100)为导电相,硅橡胶为基质制备柔性触觉传感器用导电复合材料.分析了测量压阻特性的电极置于导电橡胶体内或覆盖于导电橡胶表层对压阻实验数据的影响.实验结果表明,压阻特性非线性特性明显,采用二次多项式拟合压阻实验数据可获得高拟合优度,且电极内嵌于导电橡胶测得的压阻数据拟合的相关系数均高于电极外贴在导电橡胶上测得的压阻数据拟合的相关系数.灵敏度与材料的初始电阻正相关,电极外贴于导电橡胶表面的传感器结构可获得较高的力灵敏度.     

三维力柔性触觉传感器设计

对力敏导电橡胶的压阻特性进行了分析和实验验证,得到了传感器单元三维力信息获取的数学模型,并进行了传感器阵列结构和信号处理电路的设计;通过实验对三维力触觉传感器单元进行了验证,并分析了实验结果.实验结果表明,基于力敏导电橡胶的柔性三维力触觉传感器符合设计要求,为进一步研究三维力柔性传感器提供了一种新思路.     

导电海绵-AgNWs复合柔性应力传感器灵敏度优化

以导电海绵为基底,并将其与银纳米线（AgNWs）复合作为柔性电极,制备了一系列柔性应力传感器,其具有良好的灵敏度和重复性.研究发现AgNWs均匀附着在导电海绵的泡沫网络中.受力时随着海绵泡沫结构大形变的同时,AgNWs结构在微观上也产生次级形变,这种多层次的导电网络结构变化有利于增强应力传感器的灵敏度.考察了不同介电材料、介电层厚度、AgNWs滴涂层数等条件对灵敏度的影响,并优化了制备条件,实现了传感器的可控制备.本文制备的传感器制备方法简单,有一定实际应用前景.     

碳纳米管/炭黑并用导电橡胶的制备与性能研究

文章基于溶液共混法,制成了一种新型的碳纳米管/炭黑/硅胶多相复合材料.实验利用TEM、压阻测试平台等手段表征和分析了碳纳米管的功能化、添加比例对复合材料性能的影响.实验结果表明:功能化可以有效改善碳纳米管的表面特性,进而改善其在聚合物中的分散性;不同维度纳米材料(碳纳米管/炭黑)的并用会在橡胶体系中形成“葡萄串”结构,...     

人手柔性触觉感知特性

提出了一种新颖的基于弹性梁有效变形长度控制的柔性触觉感知再现方法,并研制了柔性触觉感知装置.通过在该柔性触觉装置上进行实验,对人手的柔性触觉感知特性进行了研究,得出一些结论.刚度越大,分辨率越低,随着刚度的增大,相比较的2个物体间需具有更大的刚度差异才能够分辨.当人们触摸物体时,习惯的次数为2～6次,按压频率主要分布在0.3～1.3 Hz.实验点的刚度越大越难记忆.连续感知的正确率要明显高于不连续感知的正确率.本实验方法简单有效,得出的实验结论不仅可用来改进触觉再现装置的设计,而且为触觉再现技术的研究提供了生理学依据.     

组合式高性能触觉传感器的研究

采用压电效应和压光转换原理,制作了高性能触觉传感器样机。介绍了其结构原理和实验结果,所达到的力灵敏阈值和图像清晰度十分令人满意。     

压敏导电橡胶的压敏性测试

压敏导电橡胶作为一种新型的敏感材料已被用于压力分布测量系统中.简单介绍了压敏导电橡胶的导电机理,对导电橡胶的压敏性进行了测试,最后总结了一下压敏导电橡胶作为制作压力传感器的敏感材料的优缺点.     

基于PVDF的压电触觉传感器的研究进展

聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜因具有柔韧性强、机械强度高、灵敏度高、频响范围宽等优点,在触觉传感器、超声换能器等领域具有广泛的应用前景.文中首先介绍了基于PVDF的压电触觉传感器的工作原理和制作工艺,然后从器件的压电性能优化、微结构化、集成化、柔性化、仿生化5个方面系统概述了PVDF压电触觉传感器的研究现状与发展趋势,讨论了其在机器手、微创手术、健康监测领域的应用研究与进展,最后分析了目前PVDF压电触觉传感器发展的不足和未来的主要研究趋势.     

机器人阵列式触觉传感器系统的研究

文章讨论了一种基于压阻效应的阵列式触觉传感器及信息处理技术,介绍了系统组成与性能,分析了敏感阵列的结构和信号读出与图象采集电路的工作原理及实现。此外,对触党图象的处理和辨识方法也进行了深入的研究。实验样机表明,系统能实现对常见规则物体的识别,本设计为阵列式触觉传感器的实用化奠定了基础,也有助于智能机器人的进一步发展。     

机器人主动触觉搜索方法的研究

设计了一种双指手指结构，提出了新的主动触觉搜策略，利用多种传感器的输出来不断改变机械手的姿态，从而有序地搜索到三维物体的特征信息，并据此生成物体的三维图形。     

基于导电织物的柔性可拉伸天线设计

基于柔性导电织物设计一种工作于2.45 GHz的柔性可拉伸天线, 并研究不同拉伸应变对柔性织物天线性能的影响规律及辐射特性. 仿真及实测结果表明, 在中心频率2.45 GHz处, 回波损耗的仿真与实测值分别为-40,-26 dB, 仿真与实测增益方向图在中心频率处一致性良好.     

基于导电织物的柔性可拉伸天线设计

基于柔性导电织物设计一种工作于2.45 GHz的柔性可拉伸天线, 并研究不同拉伸应变对柔性织物天线性能的影响规律及辐射特性. 仿真及实测结果表明, 在中心频率2.45 GHz处, 回波损耗的仿真与实测值分别为-40,-26 dB, 仿真与实测增益方向图在中心频率处一致性良好.     

高机械灵敏度悬空导电薄膜的制备方法研究

微机电系统中的悬空薄膜的制备技术是微结构制备的关键技术之一.研究了周边固支方形薄膜的机械灵敏度及通过浓硼扩散自停止腐蚀法制备高灵敏度悬空导电薄膜.实验结果表明,当扩散温度为1 175℃,扩散时间为3h,去除硼硅玻璃后四甲基氢氧化铵(TMAH)腐蚀液中腐蚀7.5h,可得到厚度为3μm,边长为5 mm,方块电阻为1.12 Ω/sq,致密均匀的悬空导电薄膜.给出了详细的制备工艺;针对扩散过程中出现的硼硅玻璃等问题,给出了切实可行的解决办法.     

篷盖类柔性复合材料应力松弛性能的模拟及探讨

对篷盖类经编双轴向及机织柔性复合材料应力松弛性能的研究表明；可以采用标准线性三元件和并联一个非线性弹簧的三元件力学模型以及欧林模型对织物的应力松弛性能进行模拟。欧林模型可以更好地描述柔性复合材料的应力松弛性能。     

Studies of Stability in Electrical Property and Sensitivity of Polypyrrole Conductive Fabrics Used for Intelligent Flexible Sensors

Electrically conducting fabrics used as flexible sensors can be produced by vacuumed vapor deposition. The research of what impacts the wide and reliable application of the flexible sensors shows that the stability of flexible sensors is one of the critical issues. The electrical performance of weft knitted fabrics in course and wale direction does not show significant differences underdifferent ambient conditions,which include time,temperature,and relativehumidity. Tests of stimuli responding sensitivity of conductive fabrics indicate that the sensitivity keeps at a constant level and the average sensitivity is stable over 38 days.     

深海柔性立管弯曲加强器力学建模及参数敏感性分析

柔性立管系统在深海资源开发中使用越来越广泛。弯曲加强器作为立管系统的重要构件,其设计和研究对立管系统在复杂工况下的正常作业有着十分重要的意义。同时考虑材料的非线性力学行为、几何大变形,以及弯曲加强器与立管之间的接触摩擦,建立典型三段式弯曲加强器-立管系统的三维非线性力学模型,并与工程常用线性简化模型结果进行对比,说明非线性力学建模的必要性。在此基础上,通过非线性计算对典型三段式弯曲加强器的关键结构设计参数进行敏感性分析。结果表明,弯曲加强器的各段长度比例、厚度等结构参数对系统工作性能都有一定影响,在弯曲加强器设计时应给予充分考虑。     

HTPB/HMX复合粒子的制备及其机械感度研究

为了降低奥克托今(HMX)的机械感度,以端羟基聚丁二烯(HTPB)和甲苯二异氰酸酯(TDI)为包覆材料,采用相分离法对HMX颗粒进行了表面包覆,制备了HTPB/HMX复合粒子.采用SEM和XPS对包覆样品进行表征,对包覆前后样品的机械感度进行测试和对比.探讨了包覆工艺对包覆效果和机械感度的影响,并分析了包覆机理和钝感机理.结果表明,当用HTPB和TDI同时包覆时,样品易出现大块粘连,摩擦感度降低,而撞击感度不降反升.经1%(质量分数)HTPB包覆后,HMX的摩擦爆炸概率P由100%降至46%,特性落高H50由32.5 cm降至28.6 cm.而先用HTPB包覆再用TDI包覆时,样品的流散性良好,包覆层均匀,机械感度明显降低;当HTPB的包覆量为1%时,H50可升高到45.7 cm,P可降至32%.     

检测器误差对路网流量推算影响的灵敏度分析

以路网检测器布设可测流问题中检测器误差对路网流量推算的影响为研究对象,采用基于交叉口转弯比的流量守恒方程和网络检测器布设模型,给出灵敏度分析方法并将其作为检测器误差分析的通用方法.将路段流量推算结果受误差源路段检测器误差的影响定义为关键系数,通过理论推导得出,多个误差源路段流量检测器误差对路网流量推算结果的影响为单个误差源路段流量检测器误差影响的线性叠加.最后以方格式路网为实例,采用在路网的只进和只出路段布设检测器两种方案,利用关键系数给出了检测路段流量误差对未检测路段流量推算的影响.     

基于动物胡须特征的触觉传感器

通过综合机器人领域中常见的接近觉和滑觉的结构特点,根据仿生学的原理,设计出一种同时具备接近觉和滑觉功能的触觉传感器,该传感器突出的特点是仅用一根触须就完成了接近觉传感器和滑觉传感器的双重功能,利用它可以监测机械手指与被抓物体之间是否产生滑动和分离的现象。对该系统进行了实验,验证了方法的正确性和有效性。