0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看威廉希尔官方网站 视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

可用于机器人触觉感知的零泊松比柔性传感器

MEMS 来源:MEMS 2024-03-21 09:19 次阅读

超构材料因其超常的机械、物理、化学特性,在诸多领域具有重要的应用前景,但是如何将超构材料融入传感器件并实现超乎寻常的感知性能一直是柔性传感领域的难点。为解决这一问题,华中科技大学机械学院吴豪团队提出了弹性体薄膜泊松比调控新方法,通过调整结构参数控制弹性体薄膜的泊松比。

基于此方法制备的具有零泊松比超构材料结构的柔性传感器能够独立感知双轴信号。近日,上述相关成果“Flexible sensors with zero Poisson’s ratio(零泊松比柔性传感器)”发表于《国家科学评论》(National Science Review, NSR),华中科技大学机械学院博士生黄鑫为论文第一作者,吴豪教授为通讯作者。

29964808-e6dc-11ee-a297-92fbcf53809c.jpg

这项工作将常见的正泊松比结构和负泊松比结构的特点进行融合,并通过结构特征的调节实现弹性体薄膜泊松比的控制,制备出具有零泊松比的柔性薄膜。同时,这种零泊松比结构构筑了仅对单轴应变灵敏的传感区域,在这些传感区域设计波浪形的应力集中结构增强传感灵敏度的同时进一步增强对其他轴信号的抗干扰特性。通过有限元方法分析不同结构参数下薄膜的泊松比,从而优化分析出能够实现零泊松比的最佳参数。

29a948d6-e6dc-11ee-a297-92fbcf53809c.jpg

零泊松比结构设计方法

在单轴拉伸下,零泊松比薄膜中垂直于拉伸轴的传感单元承受局部应变近乎为零且不随整体拉伸应变的变化而变化。在双轴拉伸下,零泊松比薄膜的X轴传感单元的局部应变仅受X轴整体应变的影响,不同的Y轴整体应变对X轴传感单元的局部应变没有影响,从而实现对双轴信号的解耦感知。

29b9aa96-e6dc-11ee-a297-92fbcf53809c.jpg

零泊松比传感器性能表征

为了验证零泊松比传感器对双轴信号的感知能力,文中演示了贴附有该传感器的机械手抓取纸杯过程中的接触力变化。在抓取过程中,纸杯和机械手接触面的曲率会发生较大变化。对零泊松比传感器来说,这种曲率变化对垂直于弯曲方向的传感单元的影响很小,因此零泊松比传感器能够准确检测抓取纸杯过程中的接触力。

然而,对不具有零泊松比结构的普通柔性传感器来说,这种曲率变化对双轴传感单元均有较大影响,导致抓取接触力的错误感知。同时,贴附在仿生四指机械手上的零泊松比传感器能够准确区分机械手的正常工作和碰到障碍物状态,进一步证实零泊松比传感器具有在复杂大变形条件下准确感知触觉信号的能力。

29ca03aa-e6dc-11ee-a297-92fbcf53809c.jpg

零泊松比传感器对抓握接触力的感知

另一方面,将零泊松比传感器贴附在热驱动软体机器人上进一步检验传感器对双轴弯曲信号的独立感知。该传感器能够准确感知软体机器人分别沿X轴和Y轴的运动距离,最终合成机器人整体的运动距离和方向,证明该传感器能够为软体机器人提供自身形变和运动状态的准确感知。

29e611bc-e6dc-11ee-a297-92fbcf53809c.jpg

零泊松比传感器感知软机器人运动状态

论文链接:
https://doi.org/10.1093/nsr/nwae027




审核编辑:刘清

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 传感器
    +关注

    关注

    2550

    文章

    51064

    浏览量

    753290
  • 机器人
    +关注

    关注

    211

    文章

    28400

    浏览量

    207005
  • 软体机器人
    +关注

    关注

    1

    文章

    111

    浏览量

    11702
  • 柔性传感器
    +关注

    关注

    1

    文章

    86

    浏览量

    3894

原文标题:零泊松比柔性传感器,可用于机器人触觉感知

文章出处:【微信号:MEMSensor,微信公众号:MEMS】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    中国科大:在机器人触觉传感器研究中取得重要进展

    提出了一种基于柔性光栅结构色的触觉感知新方法, 在触觉传感器的触点定位分辨率和力识别精度等综合性能上实现了重要突破 。
    的头像 发表于 11-27 17:08 369次阅读
    中国科大:在<b class='flag-5'>机器人</b><b class='flag-5'>触觉</b><b class='flag-5'>传感器</b>研究中取得重要进展

    这批中国企业,在做人形机器人触觉传感器

    日前,Meta公布了旗下FAIR(基础人工智能研究)团队在机器人触觉感知能力上的最新研究成果。其中包含了一款名为Digit 360的高精度传感器,其主要部署在
    的头像 发表于 11-18 18:28 600次阅读

    一文讲透人形机器人常用的四类感知传感器:视觉、力/力矩、触觉、IMU

    随着科技的飞速发展,人形机器人正逐步从科幻电影走进现实生活,成为未来智能社会的重要组成部分。它们不仅能够执行复杂的任务,还能与人类进行自然交互,这一切都离不开先进的传感器威廉希尔官方网站 。在人形机器人
    的头像 发表于 11-14 16:44 990次阅读
    一文讲透人形<b class='flag-5'>机器人</b>常用的四类<b class='flag-5'>感知</b><b class='flag-5'>传感器</b>:视觉、力/力矩、<b class='flag-5'>触觉</b>、IMU

    触觉传感器的发展,对机器人产业有什么影响?

    从工业生产线的自动化到家庭服务的智能化,机器人的身影无处不在,它们正在改变着我们的生活方式和工作模式。而在这一过程中,触觉传感器的发展起到了至关重要的作用。触觉
    的头像 发表于 10-23 18:25 500次阅读

    传感器:人形机器人感知核心(附报告全文)

    在人形机器人中较为重要的几种传感器有力矩传感器触觉传感器、IMU、视觉传感器等。 六维力
    的头像 发表于 08-27 16:45 1271次阅读
    <b class='flag-5'>传感器</b>:人形<b class='flag-5'>机器人</b><b class='flag-5'>感知</b>核心(附报告全文)

    柔性电子威廉希尔官方网站 革新与人形机器人的电子皮肤应用前景

    通过柔性电子威廉希尔官方网站 ,结合柔性拉伸传感器、温度传感器等,可以构建出具有触觉的电子皮肤。电子皮肤最直接的应用是智能
    的头像 发表于 08-06 00:00 845次阅读
    <b class='flag-5'>柔性</b>电子威廉希尔官方网站
革新与人形<b class='flag-5'>机器人</b>的电子皮肤应用前景

    人形机器人感知变化的未来

    电子皮肤作为一种新型的仿生柔性触觉传感系统,在人形机器人感知过程中扮演着至关重要的角色。尽管国内部分厂商已经开始布局
    的头像 发表于 08-05 00:00 829次阅读
    人形<b class='flag-5'>机器人</b><b class='flag-5'>感知</b>变化的未来

    人形机器人感知系统的特点:多模态感知、高精度、实时性

    电子发烧友网报道(文/李弯弯)感知系统是人形机器人实现智能交互和自主行动的关键组成部分。该系统通常包括多种传感器和算法,用于收集、处理和分析来自外部环境的信息。不同企业所采用的
    的头像 发表于 07-30 01:05 4378次阅读

    工业机器人触觉传感器有哪些?传感器作用是什么?

    工业机器人触觉传感器可以帮助工业机器人测量与其环境的任何物理交互。传感器可以测量与传感器和物体接
    的头像 发表于 03-11 08:39 794次阅读

    基于计算设计的超鲁棒性应变传感器,实现软体机器人感知和自主性

    柔性应变传感器对软体机器人感知和自主性至关重要。然而,它们的可变形体和动态驱动在预测传感器制造和长期鲁棒性方面带来了挑战。
    的头像 发表于 03-07 09:50 864次阅读
    基于计算设计的超鲁棒性应变<b class='flag-5'>传感器</b>,实现软体<b class='flag-5'>机器人</b>的<b class='flag-5'>感知</b>和自主性

    用于机器人触觉和非接触距离感知柔性双模态传感器设计

    具有非接触式传感功能的柔性传感器的开发仍然是触觉感知的威廉希尔官方网站 挑战。
    的头像 发表于 02-28 09:58 652次阅读
    <b class='flag-5'>用于</b><b class='flag-5'>机器人</b><b class='flag-5'>触觉</b>和非接触距离<b class='flag-5'>感知</b>的<b class='flag-5'>柔性</b>双模态<b class='flag-5'>传感器</b>设计

    全面分析:人形机器人快速发展,哪些国产传感器将受益?(深度报告)

        传感器是人形机器人感知层的关键,基于MEMS工艺的力控、触觉、惯性传感器有望充分受益。   ① 人形
    的头像 发表于 02-21 09:53 1047次阅读
    全面分析:人形<b class='flag-5'>机器人</b>快速发展,哪些国产<b class='flag-5'>传感器</b>将受益?(深度报告)

    用于机器人物体识别和滑动检测的磁敏触觉传感器

    据麦姆斯咨询报道,近日,中国科学院空天信息创新研究院陈嘉民研究团队开发了一种柔性磁敏触觉传感器,这种传感器模仿了人类皮肤毛发的结构,能够精确地感知
    的头像 发表于 01-26 10:23 1508次阅读
    <b class='flag-5'>用于</b><b class='flag-5'>机器人</b>物体识别和滑动检测的磁敏<b class='flag-5'>触觉</b><b class='flag-5'>传感器</b>

    机器人会用到哪些传感器

    机器人会用到哪些传感器  机器人是一种能够自主行动并感知环境的自动化设备。为了实现这一目标,机器人通常需要使用各种不同类型和功能的
    的头像 发表于 01-03 15:59 2706次阅读

    人形机器人柔性触觉传感器的关键威廉希尔官方网站 分析

    内部传感器主要用于监测机器人的内部状态,如位置、速度和加速度,而外部传感器则专注于捕捉距离、声音、光线和触觉
    发表于 01-02 14:22 3121次阅读
    人形<b class='flag-5'>机器人</b><b class='flag-5'>柔性</b><b class='flag-5'>触觉</b><b class='flag-5'>传感器</b>的关键威廉希尔官方网站
分析