分布式柔性双波导触觉传感器制备及其性能评价
摘要
为解决现有触觉传感器件的制造成本高、机械柔韧性有限且存在信号串扰等问题，基于全内反射理论，设计并制作了一种基于损耗诱导块的分布式柔性双波导触觉传感器。通过多层复合结构设计，实现了力/位置信号的物理隔离，有效避免了信号串扰的产生；基于波导结构的差异响应机制，建立了光波导材料的应力、应变、光损耗感知模型，并利用光束传播法对传感原理进行了仿真验证。结果表明所提出的触觉传感器能够定量解耦受力大小与接触位置，具备双参量定量解耦能力。为满足分布式集成需求，融合光纤热拉技术进行光波导制作，这降低了柔性光波导传感器的制造成本，且可实现批量制造。最后，对所提出的传感器进行了测试，测试结果表明，所提出的传感器（尺寸70 mm×5 mm×3.5 mm）具备6 mm的空间分辨率和0~8 N的宽动态测量范围，经3000次循环测试后信号衰减低于5%且未出现结构损伤，其综合性能满足机器人抓取作业的触觉需求。
引用本文（GB/T 7714）
高旭 Gao Xu, 陈勉 Chen Mian, 陈再平 Chen Zaiping, 等. 分布式柔性双波导触觉传感器制备及其性能评价[J]. Acta Optica Sinica, 2025.
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