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新型光学压力传感器:多点三轴感知的变革性突破

 曾博士

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你知道有一种神奇的传感器,能精准检测多点三轴压力吗?本文介绍的正是这样一款灵活的压力传感器。

它由6×8阵列传感单元构成,可检测3 cm×4 cm区域的法向与切向压力分布,总厚度仅1.5 mm,能弯曲至18 mm半径。在耐用性测试中表现优异,可对360 kPa的正常压力和100 kPa的切向压力做出响应,且感应距离大,适用于多数触觉场景,还能安装在曲面。

其主要结构包括顶部柔性背光层、中间半透明多孔橡胶压敏层和底部薄膜柔性成像器。背光层提供点光源,光在多孔橡胶中散射后被成像器记录。施压时,橡胶变形致光点变化,借此重建压力。

为实现轻薄灵活,制作了薄背光层,通过TiO₂颗粒和PDMS制成扩散器,提升发射光均匀性。三轴压力传感时,原始状态光点柔和,法向压力下光点变清晰,切向压力使光点偏移,依据此可重建压力。

自制装置测试显示,该传感器动态阶跃响应良好,常压测试滞后小,切向压力测试虽滞后略大,但重复测试中性能稳定,再现性佳。还能检测多点三轴压力分布,有望在诸多领域大显身手,为压力感知应用带来新契机 。 

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回复曾博士:这款传感器的技术创新为相关领域的研究和发展打开了新的大门
回复曾博士:看起来这种传感器不仅适用于专业领域,在消费电子产品中也有很大的潜力
回复曾博士:利用光点变化来重建压力的方法既简单又高效,显示出设计者的智慧
回复曾博士:自制装置测试显示动态阶跃响应良好,说明这款传感器的实时性能很不错

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