[发明专利]一种六自由度触觉传感器及其解耦设计方法

摘要

本发明公开了一种六自由度触觉传感器及其解耦设计方法。触觉传感器基于电容传导机理，由剪切力感应单元、扭转感应单元、正压力阵列感应单元组成，可同时感知剪切、空间载荷、扭矩等丰富的多维度信息。本发明以交叉轴灵敏度作为衡量解耦精度标准，以指导传感器结构设计，巧妙地实现各维度力/力矩信息分解到三个分立感应单元，降低解耦难度及提高解耦精度，可独立表征六自由度力/力矩分量。与此同时，通过构造双叉指电极结构和疏松网格状电介质结构，使传感器实现超高灵敏度测量。本发明降低了传感器多维度测量的耦合度与解耦难度，显著提高了解耦效率，实现了六维力/力矩的解耦表征。

主权项

1.一种六自由度触觉传感器，包括剪切感应单元、扭转感应单元和正压力阵列感应单元；其特征在于：所述剪切感应单元、扭转感应单元和正压力阵列感应单元感应机理均基于电容传导，其中，剪切感应单元和正压力阵列感应单元分层堆叠排列，扭转感应单元设置在剪切感应单元中心，与剪切感应单元同层排列；/n所述剪切感应单元包括四份双叉指状电极结构电容器，作为水平X/Y向力检测模块，其中两份电容器的极板呈横向分布，两份呈纵向分布；所述扭转感应单元为一个圆环状电容器，作为Z向扭矩检测模块，其中上层极板为正弦曲线替代外圆构成的圆环接地极，下层极板为八等分的圆环感应极；所述正压力阵列感应单元包括2×2阵列排布的4份矩形电容器，作为垂直Z向力和X/Y向力矩检测模块。/n