Design and Characterization of Three-Axis High-Range Inductive Tactile Force Sensor Utilizing Magnetorheological Elastomer for Robotic Surgical Applications

弹性体 材料科学 触觉传感器 法向力 声学 感应式传感器 磁流变液 剪切力 复合材料 结构工程 计算机科学 工程类 物理 机器人 机械 阻尼器 人工智能
作者
Muhammad A. Khalid,Muhammad Mubasher Saleem,Syed Ali Raza Bukhari,Mohsin I. Tiwana,Rana Iqtidar Shakoor,Rebecca Cheung
出处
期刊:IEEE Sensors Journal [IEEE Sensors Council]
卷期号:23 (1): 247-255 被引量:9
标识
DOI:10.1109/jsen.2022.3222930
摘要

This article presents a three-axis inductive tactile force sensor utilizing a magnetorheological elastomer (MRE) marker for inducing inductance change in square-shaped coils, in response to an input force. The sensor consists of copper coils on a printed circuit board (PCB) and a patterned elastomer layer between the marker and coils. The proposed configuration of the coils reduces the mechanical crosstalk between the applied three-axis forces, thus decoupling the force axes. Finite-element method (FEM)-based analyses are carried out to optimize the sensing gap between the coils and the marker. To observe the effect of the elastomer material on the sensor performance, two types of silicone rubbers, Ecoflex-30 and RTV-528, are used to make the patterned elastomer and the marker. The sensor with Ecoflex-30 elastomer can measure forces up to 25 N in normal and 2.5 N in shear directions, whereas the sensor with RTV-528 elastomer has a higher force range of up to 30 N for normal and 6 N for shear directions but has a lower sensitivity. A resolution of 12.71, 7.96, and 6.61 mN is achieved with Ecoflex-30, whereas for RTV-528, the force resolution is 76.52, 11.7, and 23.98 mN for normal, shear, and angular shear directions, respectively. The hysteresis error for the proposed sensors is 7.2% and 5.3% for Ecoflex-30 and RTV-528 elastomers, respectively. The proposed inductive tactile force sensor can be used in a wide range of robotic surgical applications for sensing multidirectional forces with better resolution and low hysteresis error.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
韩钰小宝完成签到 ,获得积分10
1秒前
飞快的雅青完成签到 ,获得积分10
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
Kidmuse完成签到,获得积分10
9秒前
追寻的续完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
bckl888完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
bill完成签到,获得积分10
11秒前
明理问柳发布了新的文献求助10
15秒前
ky应助xiaoX12138采纳,获得10
16秒前
明理问柳完成签到,获得积分10
22秒前
坚强的嚣完成签到 ,获得积分10
22秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
24秒前
gxzsdf完成签到 ,获得积分10
27秒前
我思故我在完成签到,获得积分10
29秒前
30秒前
阿帕奇完成签到 ,获得积分10
33秒前
Conner完成签到 ,获得积分10
34秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
37秒前
zhang完成签到 ,获得积分10
38秒前
wol007完成签到 ,获得积分10
40秒前
123完成签到 ,获得积分10
41秒前
Justtry完成签到 ,获得积分20
41秒前
naiyouqiu1989完成签到,获得积分10
43秒前
沿途有你完成签到 ,获得积分10
43秒前
花生四烯酸完成签到 ,获得积分10
45秒前
科科通通完成签到,获得积分10
45秒前
WYK完成签到 ,获得积分10
48秒前
48秒前
学海行舟完成签到 ,获得积分10
52秒前
黑眼圈完成签到 ,获得积分10
55秒前
幸福的羿完成签到 ,获得积分10
56秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
57秒前
霍明轩完成签到 ,获得积分10
1分钟前
游艺完成签到 ,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
是盐的学术号吖完成签到 ,获得积分10
1分钟前
空2完成签到 ,获得积分0
1分钟前
烂漫的从彤完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
网络安全 SEMI 标准 ( SEMI E187, SEMI E188 and SEMI E191.) 1000
Inherited Metabolic Disease in Adults: A Clinical Guide 500
计划经济时代的工厂管理与工人状况(1949-1966)——以郑州市国营工厂为例 500
INQUIRY-BASED PEDAGOGY TO SUPPORT STEM LEARNING AND 21ST CENTURY SKILLS: PREPARING NEW TEACHERS TO IMPLEMENT PROJECT AND PROBLEM-BASED LEARNING 500
The Pedagogical Leadership in the Early Years (PLEY) Quality Rating Scale 410
Why America Can't Retrench (And How it Might) 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 催化作用 遗传学 冶金 电极 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4613016
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4018011
关于积分的说明 12436990
捐赠科研通 3700338
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2040716
邀请新用户注册赠送积分活动 1073470
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 957104