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仿人工皮膚觸覺(jué)傳感器設(shè)計(jì)制備及應(yīng)用研究隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,智能傳感器受到越來(lái)越多的重視。本文用自制的液體芯PVDF(聚偏氟乙烯)壓電纖維作為人工皮膚的智能材料?；谌嵝杂|覺(jué)傳感器制作的人工皮膚是一款可敏感感知物體表面受到的壓力以及物體表面粗糙度的電子器件,它能夠粘貼在物體的表面,實(shí)現(xiàn)物體的觸覺(jué)性能。因此在智能機(jī)器人、可穿戴的電子設(shè)備等領(lǐng)域有非常廣泛的應(yīng)用。具體內(nèi)容主要包括以下四個(gè)方面:第一,用PVDF材料以及自制設(shè)備制備出空心纖維,再注入導(dǎo)電液體,纖維的內(nèi)部引入細(xì)不銹鋼絲,外部噴涂導(dǎo)電銀漿。不銹鋼絲作為一個(gè)電極,導(dǎo)電銀漿作為一個(gè)電極,完成纖維表面制備和提取電極。極化后,單根液體芯纖維作為一個(gè)壓電傳感器。通過(guò)掃描電子顯微鏡分析纖維的橫截面,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析纖維直徑對(duì)人工皮膚靈敏度的影響。第二,根據(jù)第一類(lèi)壓電方程,建立了懸臂梁結(jié)構(gòu)的PVDF壓電纖維的理論傳感模型,研究液體芯PVDF壓電纖維的傳感機(jī)理,搭建壓電測(cè)試平臺(tái)對(duì)人工皮膚的壓電性能以及靈敏度進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)分析了同一根纖維不同位置的響應(yīng)信號(hào)、纖維對(duì)不同距離的沖擊響應(yīng)信號(hào)、人工皮膚的厚度與輸出響應(yīng)信號(hào)的關(guān)系。第三,將人工皮膚應(yīng)用于機(jī)器人手指,通過(guò)人工皮膚感知物體表面凸起高度的實(shí)驗(yàn)和感知物體表面凹槽寬度的實(shí)驗(yàn),測(cè)試人工皮膚感知物體表面粗糙度的能力以及人工皮膚的感知分辨率。實(shí)驗(yàn)研究了手指重量和觸摸物體表面時(shí)的速度與輸出響應(yīng)信號(hào)的關(guān)系。第四,研究人工皮膚的基本動(dòng)態(tài)應(yīng)變感知性能。分析了在彎曲狀態(tài)下人工皮膚的等效模型以及對(duì)應(yīng)的壓電方程,通過(guò)激振器激勵(lì)亞克力板,帶動(dòng)人工皮膚發(fā)生形變。測(cè)量并記錄人工皮膚和激光位移傳感器的輸出波形,研究了人工皮膚的低頻特性、人工皮

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