Liquid Lens‐Based Optical Tactile Sensor with a Touch‐Sensing Separable Structure

触觉传感器 材料科学 灵敏度(控制系统) 线性 光学 光刻胶 镜头(地质) 响应时间 光强度 光电子学 声学 计算机科学 电子工程 人工智能 物理 工程类 机器人 计算机图形学(图像)
作者
Hui Yang,Wenbo Liu,Jiaqi Liu,Yunzhi Ling,Meixia Wu,Weirui Liu,Lihui Wang
出处
期刊:Advanced Materials Interfaces [Wiley]
卷期号:9 (26) 被引量:7
标识
DOI:10.1002/admi.202200674
摘要

Abstract Optical tactile sensing plays an important role in the tactile sensing field, due to its high sensitivity, fast response, and prominent interference immunity. Herein, based on the liquid lens, a low‐cost optical tactile sensor with a touch‐sensing separable structure is designed and fabricated, and it contains a touch unit and an optics sensing unit. The touch unit is a chamber structure with good integration, and the optics sensing unit is designed with a liquid‐membrane structure. Different from the existed optical tactile sensors, the principle of the proposed sensor is that the focal length of the optics sensing unit is changed with an external contact force, and then the directional light propagation direction produces change, which affects the perceived light intensity of the silicon photocell. From the sensing performance test results, this tactile sensor has good statics and dynamics performance, which embodies in the rapid response time (about 0.048 s), stable output, high sensitivity (the max sensitivity is about 7.1338 V/N), and resolution (0.01 N), low hysteresis ratio (less than 6.5%), and good linearity ( R 2 ≈ 0.98). In addition, some application experiments are conducted and the results demonstrate the application feasibility of the proposed sensor in health monitoring and multichannel sensing.
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