基于PVDF的三維觸覺(jué)-熱覺(jué)傳感器的設(shè)計(jì)與仿真.pdf

1、對(duì)于智能機(jī)器人的發(fā)展而言,觸覺(jué)傳感器是不可或缺的重要傳感器之一。目前,觸覺(jué)傳感器單向力研究已取得了顯著的成果,其技術(shù)比較成熟,部分產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了商品化,但僅能單純的檢測(cè)法向力,局限了觸覺(jué)傳感器的應(yīng)用范圍,而且難以滿足智能機(jī)器人對(duì)觸覺(jué)傳感器柔韌性、多維性以及多功能性的要求。因此,本文設(shè)計(jì)了一種基于聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜的三維觸覺(jué)/熱覺(jué)傳感器,具體的研究工作如下:
　　首先,本文分析了觸覺(jué)/熱覺(jué)傳感器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,研究了各種觸覺(jué)傳

2、感器的原理、性能以及優(yōu)缺點(diǎn),對(duì)觸覺(jué)/熱覺(jué)傳感器存在的問(wèn)題與原因進(jìn)行了分析,并對(duì)利用壓阻效應(yīng)、電容變化、磁致伸縮效應(yīng)、光變化以及壓電效應(yīng)等制作的觸覺(jué)傳感器優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較,為觸覺(jué)/熱覺(jué)傳感器采用壓電效應(yīng)來(lái)制作奠定了理論基礎(chǔ)。
　　其次,本文從敏感材料出發(fā),分析了PVDF壓電薄膜的優(yōu)越性能,詳細(xì)地闡述了PVDF壓電薄膜的傳感原理以及測(cè)量電路。并運(yùn)用有限元分析軟件ANSYS對(duì)不同形狀的PVDF壓電薄膜進(jìn)行了仿真分析,主要分析了曲率和拱高

3、對(duì)PVDF壓電薄膜靈敏度的影響,為設(shè)計(jì)的基于曲面PVDF薄膜的觸覺(jué)/熱覺(jué)傳感器奠定了觸覺(jué)分析基礎(chǔ)。
　　然后,本文對(duì)熱釋電效應(yīng)以及熱釋電材料進(jìn)行了詳細(xì)地闡述,分析了PVDF薄膜熱釋電傳感原理以及熱釋電系數(shù)的測(cè)量方法,為基于PVDF薄膜的觸覺(jué)/熱覺(jué)傳感器的設(shè)計(jì)奠定了熱覺(jué)分析基礎(chǔ)。
　　再次,本文詳細(xì)地介紹了三維觸覺(jué)/熱覺(jué)傳感器的總體結(jié)構(gòu),重點(diǎn)闡述了三維力的檢測(cè)原理以及熱覺(jué)的檢測(cè)原理,分析了PVDF薄膜電壓響應(yīng)信號(hào)的檢出電路,并