光纤光栅柔性触觉传感器的材质识别功能研究

摘要：

针对目前应用于电子皮肤的触觉传感器不能兼具柔韧性和多模态信息感知等问题,对封装于同一柔性聚合物传感单元中的两根光纤光栅触觉传感器的材质识别功能进行了有限元仿真和实验研究.首先,推导了光纤光栅触觉传感原理和基于热传递的接触物体材质识别机理;然后,对封装材料和接触物体进行了热力学仿真分析;最后,搭建了实验系统平台,对光纤光栅柔性触觉传感器进行了材质识别实验研究.仿真和实验结果表明,当接触物体为70℃的铝、铁、塑料等材质时,由于热传递引起的光纤光栅温度传感器中心波长漂移最大值分别为:△λB1=0.588 9 nm、△λB2=0.277 3 nm和△λB3=0.169 2 nm,且在接触的前10 s内中心波长漂移随时间变化率分别为k1=31 pm/s、k2=19 pm/s和k3=6 pm/s.扩展光纤光栅触滑觉传感器的接触物体材质识别功能,可实现电子皮肤更多模态信息的感知,具有一定的应用价值.

关键词：光纤光栅、材质识别、柔性、触觉、导热系数

所属期刊栏目：43

分类号：TN247;TH741(光电子技术、激光技术)

资助基金：安徽省自然科学基金1908085QF294

在线出版日期：2022-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：206-212