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基于PVDF的柔性皮肤力敏温敏特性研究及系统设计
资料介绍
聚偏氟乙烯（简称PVDF）是目前运用最为广泛的有机压电热释电聚合物材料。其广泛地运用于日常生活以及工作中，包括大面积柔性水声换能器件、耳机内部的压电薄膜以及用于红外探测的敏感阵列。国内外的学者对PVDF展开了广泛的研究，包括力敏和温敏的检测以及机器人柔性皮肤方面等。
本文从柔性皮肤力敏和温敏的角度出发，采用Multisim对PVDF材料的压电性和热释电性能进行了电路仿真，分析了信号处理电路中元器件的选择对于输出结果的影响，发现处理电路的时间参数和PVDF传感单元信号产生的速率之间存在密切的联系。要想保证此类传感电路输出值的准确性，就必须要提高积分电路的时间常数，至少要比PVDF材料信号产生的时间高一个数量级。
试验内容包括悬臂梁振动检测，触滑觉检测，冲击试验，温敏检测，实验数据表明PVDF可以有效地感测触滑觉信号、悬臂梁的振动、冲击以及温度的微小变化。重点分析了PVDF冲击动态响应曲线，得出了不同硬度的衬底会对试验结果产生重大的影响。利用Origin对数据进行处理分析，发现柔性衬底上的PVDF在冲击响应的过程中输出幅值与冲击力度成正比关系，但是在刚性衬底上，输出的幅值基本不会变化，但是作用的时间与高度则表现出一定的线性关系。
本文提出了一款PVDF柔性敏感皮肤单元，并利用Proteus和Keil软件对该单元进行了力敏和温敏的检测仿真，实现了基于单片机电路的温敏和力敏信号的处理以及显示。
本文为柔性皮肤的设计提供了大量的参考数据以及先进的设计理念，具有重要的实践意义和商业价值。
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