A Flexible Pressure/Bending Bimodal Sensor for Hand Movements Monitoring

压力传感器 弯曲 声学 材料科学 计算机科学 工程类 结构工程 机械工程 物理
作者
Yiding Gu,Jian Li,Chaoyue Zheng,Jiang Huang,Zhi Chen,Ting Zhang,Shibin Li
出处
期刊:IEEE Sensors Journal [IEEE Sensors Council]
卷期号:23 (24): 30241-30248 被引量:7
标识
DOI:10.1109/jsen.2023.3330817
摘要

Flexible force-sensitive devices capable of measuring and distinguishing multiple mechanical stimuli are major components in the development of robot tactile applications. Herein, a pressure/bending bimodal flexible tactile sensor is proposed for hand movements monitoring. The sensor consists of a pressure sensing unit that is insensitive to bending and a bending sensing unit that is insensitive to pressure. The sensor exhibits differentiated working mode under pressure load and bending deformation. The pressure and bending sensitivity can reach up to 0.094 kpa−1 and 0.138 rad−1, respectively. When the sensor is subjected to pressure, the maximum crosstalk in the bending sensing module accounts for up to 19.6% of the pressure response. When subjected to bending, the maximum crosstalk in the pressure sensing module accounts for 17.6% of the bending response. This indicates that the dual mode outputs indeed accurately distinguish between pressure and bending stimuli. The sensor also shows good mechanical stability in repeated pressing/bending test over 1000 times. Finally, a smart glove with five bimodal sensors integrated at the knuckles is fabricated to demonstrate its applications in tactile perception, gesture, and grasp recognition.
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