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用于人工假肢的分布式柔性电容触觉传感器的设计与制造

更新时间：2020-03-25 17:20:15 大小：9M 上传用户：xiaohei1810查看TA发布的资源 标签：触觉传感器 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

本学位论文结合国家重点基础研究发展计划（973计划）“人体运动功能重建的生机电一体化科学基础”（项目编号:2011CB013300）和国家自然科学基金项目“仿生皮肤的柔性触觉敏感构件与微接触印刷制造方法研究”（项目编号:51105333），开展了用于人工假肢的分布式柔性电容触觉传感器设计和制造技术的研究。首先，对分布式柔性电容触觉传感器进行材料选取和结构设计，并进行有限元仿真分析和优化。然后，完成了触觉传感器的加工制造，并进行了静动态性能检测实验，同时，开展了电刺激反馈实验，实现人工假肢的触觉反馈功能。最后，开发了触觉传感器多点检测系统，并设计制造了改进型分布式柔性电容触觉传感器，利用检测系统完成了改进型触觉传感器的实验研究。

  第一章，阐述了论文研究的背景和意义，详细介绍了当前国内外人工假肢和柔性触觉传感器的研究现状，确定了论文的主要研究内容和框架。

  第二章，设计了一种基于PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）和PDMS（聚二甲基硅氧烷）的分布式柔性电容触觉传感器，它由表面凸起层、上极板层和下极板层组成;单轴实验获得了不同质量比PDMS的非线性应力-应变关系以及小变形下的杨氏模量;使用COMSOL软件对传感器进行机电耦合场有限元仿真，并对线条结构介电层进行分析讨论。

  第三章，在PET膜上利用剥离工艺形成Cu电极图案，旋转涂覆一层15μm厚度的20∶1PDMS，完成了上下极板层的制造;基于线切割的Al模具，进行两次复制模铸，得到7.5∶1的PDMS表面凸起层;通过氧等离子体处理粘结表面，对准粘结三层结构，制作的分布式柔性电容触觉传感器色泽明亮，弯曲性能优良。

  第四章，实验获得了传感器的静态特性，在0-200mN测量范围内的灵敏度为0.55‰/mN，300-800mN的灵敏度为0.025‰/mN;通过循环加载和卸载实验，测得传感器的加载响应时间为60ms左右;搭建了包括肌电假肢、触觉传感器、运算放大式电路、电刺激器的触觉信号反馈实验系统，实现了假肢的触觉反馈功能。

  第五章，设计了扫描电路式的触觉传感器多点检测系统，完成了电路原理图的绘制，制作了电路板，并结合单片机的程序流程图完成了程序的编写。

  第六章，设计制造了改进型分布式柔性电容触觉传感器，...

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