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用于检测三维力的柔性触觉传感器结构研究及有限元分析
  • ISSN号:1000-1158
  • 期刊名称:《计量学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB931[机械工程—测试计量技术及仪器;一般工业技术—计量学]
  • 作者机构:[1]合肥工业大学电子科学与应用物理学院,合肥安徽230009
  • 相关基金:国家自然科学基金(61072032);合肥工业大学校科研基金(2012HGXJ0065)
中文摘要:

基于力敏导电橡胶材料,设计了一种四电极对称结构的三维力柔性触觉传感器。利用有限元分析软件ANSYS,结合橡胶材料的Mooney—Rivlin本构模型,对传感器加载垂直力和剪切力进行有限元分析,得到传感器在三维力作用下的应力应变分布状态,并进行了实验验证,结果表明了传感器结构设计和数学模型构建的合理性。通过对传感器传力的触头材料和形状进行有限元分析,表明触头选择硬度相对较大的材料,制成长椭球状半径(a=1.5b),可以优化传感器的性能,为用于检测三维力的柔性触觉传感器的实际应用提供了依据。

英文摘要:

Based on flexible pressure-sensitive conductive rubber, a flexible tactile sensor with four-electrode symmetrical structure, which has three-dimensional force detection function, is designed. Combined finite element analysis software ANSYS with the Mooney-Rivlin theory of rubber, the strain and stress information of the flexible tactile sensor under the action of vertical force and shear stress is obtained through Finite element analysis. The rationality of the structure of three-dimension force tactile sensor and the mathematical models of calculating three dimension forces was verified by experiment. By using finite element analysis on the materials properties and geometric configuration of force transmission hemisphere, the research indicates that the harder materials and the prolate ellipsoid shape (radius a = 1.5b) can optimize the characteristic of the sensor. It provides the basis for the practical application of the flexible tactile sensor for the detection of three-dimensional force.

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期刊信息
  • 《计量学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国家质量监督检验检疫总局
  • 主办单位:中国计量测试学会
  • 主编:赵晓娜
  • 地址:北京1413信箱
  • 邮编:100013
  • 邮箱:csml@A-1.net.cn
  • 电话:010-64271480
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1158
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1864/TB
  • 邮发代号:2-798
  • 获奖情况:
  • 1992年获得中国科协优秀学术期刊二等奖,1992年获得全国优秀科技期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:6491