【摘 要】
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触觉感知作为获取交互环境信息的重要途径,对人体运动监测、医疗康复和人机交互等领域有重要研究意义。针对柔性触觉传感器中存在的稳定性差,抗干扰能力弱等问题,研发具有碳
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触觉感知作为获取交互环境信息的重要途径,对人体运动监测、医疗康复和人机交互等领域有重要研究意义。针对柔性触觉传感器中存在的稳定性差,抗干扰能力弱等问题,研发具有碳化交联网络的复合导电材料,实现柔性触觉传感器稳定性与抗干扰能力的提升。本研究选取三聚氰胺海绵作碳化材料,结合浸渍涂覆工艺,制备具有全包覆密封交联骨架的压力敏感材料。通过对碳化材料孔径、厚度设计、碳化温度、浸涂次数及溶液浓度等相关参数的分析研究,结合热重/差热分析、元素分析和X射线衍射等微观表征手段,获取工艺参数对复合导电网络压敏特性及导电机理的影响规律。基于碳化交联骨架结构压敏材料设计高稳定性、抗干扰能力强的柔性触觉传感器,其具备宽工作范围(0-550k Pa),快速响应(~120ms)以及优异的重复性(~10000个周期)等性能。利用该柔性触觉传感器研究人体关节弯曲和不同运动模式下足底压强变化规律,结合传感器电学信号变化曲线实现关节弯曲角度测量及多种运动模式区分。设计柔性触觉传感器阵列,并研究其在压力检测和实时分布感知领域中的应用,结合支持向量机实现对抓取状态的识别分类。基于全包覆密封交联骨架敏感材料的柔性触觉传感器,具有易制备,高稳定性,抗干扰能力强等优点,在智能机器人电子皮肤、运动监测、医疗康复、虚拟现实和人机交互等领域具有重要研究意义。
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