仿生磁致伸缩触觉传感阵列设计与输出特性

• 作者: 刘莎莎 王博文 黄文美 翁玲 高绍阳
• 来源期刊: 电工技术学报
• 关键词: Galfenol细丝 磁致伸缩传感单元 传感阵列 触觉感知
• 年，卷（期）: 2021,（12）
• 所属期刊栏目: 电工理论
• 页码范围: 2576-2584
• 页数: 9页
• 分类号: TP212.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.200428

摘要

受动物毛发的触觉机理启发,该文采用磁敏材料Galfenol细丝设计一种仿生磁致伸缩触觉传感单元.基于逆磁致伸缩效应、线性压磁方程和材料力学原理建立传感单元的输出特性模型,根据模型参数对传感单元进行结构优化以降低空间体积.在COMSOL中搭建传感阵列模型,分析阵列中磁场干扰对输出结果的影响.对3×3传感阵列进行输出特性测试,并将其装载于机械手上进行抓取实验.在H=1.6kA/m的偏置磁场下,传感单元在0～3N作用力下传感阵列输出电压呈线性变化,灵敏度为14.52mV/N,响应时间为30ms;在2N作用力下传感阵列的输出电压均值为96.94mV,灵敏度为48.47mV/N.实验结果表明,研制的传感阵列具有良好的稳定性与灵敏度,应用于机械手抓取物体时能够精确感知接触力信息.