PVDF薄膜在触觉滑觉传感中的应用探索

"这篇硕士论文探讨了基于PVDF（聚偏氟乙烯）薄膜的三维触觉/热觉传感器的设计与仿真。作者通过分析现有触觉传感器的局限性，提出了一种创新的传感器方案，旨在满足智能机器人对柔韧、多维和多功能触觉传感器的需求。" 在智能机器人领域，触觉传感器是关键的感知元件之一，它能够提供有关物体接触和环境互动的重要信息。目前，尽管单向力检测的触觉传感器技术相对成熟，但它们仅能检测垂直方向的力，无法满足全方位的触觉感知需求。因此，这篇由谢娜同学完成、秦岚教授指导的重庆大学硕士论文，聚焦于开发一种结合触觉和热觉感知的三维传感器。 论文首先综述了触觉/热觉传感器的国内外研究进展，对比了各种类型的触觉传感器，包括基于压阻效应、电容变化、磁致伸缩效应、光变化和压电效应的传感器，分析了它们的优缺点。作者强调了压电效应在触觉传感器设计中的潜力，为后续研究奠定了理论基础。 接着，论文深入研究了PVDF压电薄膜的特性，这种材料在受力时能产生电荷，非常适合用于触觉传感。通过ANSYS软件的有限元分析，作者模拟了不同形状的PVDF薄膜，特别是探讨了曲率和拱高对传感器灵敏度的影响，为基于曲面PVDF的触觉/热觉传感器设计提供了实证依据。 此外，论文还详细讨论了热释电效应和热释电材料，尤其是PVDF薄膜在热释电传感中的应用。热释电传感器能够检测温度变化，为实现集成触觉和热觉感知提供了可能。 总体而言，这篇论文通过理论分析、材料选择和仿真设计，为开发具有高灵敏度和多维度感知能力的新型触觉/热觉传感器开辟了新路径，对于提升智能机器人和人机交互的性能有着重要的实践意义。