触觉传感器的基础知识

什么是触觉传感器？

触觉传感器是一种模拟人类触觉的传感器。

所使用的感应装置是一种将接触面上的压力和振动转换为电信号的传感器，已有多种技术努力将该传感器的功能模拟到人体触摸，包括传感器技术的外围设备。 此外，触觉传感器可以集成多种信息，如对温度的敏感度，并具备估算敏感物体纹理的能力。

触觉对机器人技术的发展至关重要，因为它在基本的人类动作中扮演重要角色，比如用适当的力量抓取物体和持笔书写，而不仅仅是评估物体的属性和质感。

触觉传感器应用

触觉传感器被广泛应用于医疗诊断、机器人技术和工业应用。

然而，近年来预计VR（虚拟现实）将在游戏领域和元宇宙领域出现许多应用，VR是触觉技术的统称。

1. 触觉传感器的医疗应用

由于能评估靶点的硬度，可以灵敏地检测乳腺癌和前列腺癌产生的“肿块"，从而有助于癌症的早期发现。 此外，通过评估表面粗糙度引起的粗糙度，它也用于皮炎和干皮病的定量评估。

2. 触觉传感器在机器人领域的应用

在机器人领域，我们开发了类似手指的传感器，用于提供握力调整的信息，类似于机器人手的传感器。

3. 触觉传感器在工业领域的应用

在工业中，监测产品的质地可以用于质量控制。

4. VR触觉

在虚拟现实（VR）领域，3D护目镜和其他产品已经商业化，但通过为这些VR装置附加服装和手套，并安装触觉传感器，正在开发以实现VR世界中更真实世界的应用。

触觉传感器的原理

触觉传感器利用各种物理现象将物体上的接触力转换为电量，并围绕转换装置（传感器：元件）构建。 这些电信号通过信号和信息处理电路进行分析。 原则上，该传感器可采用多种检测模式。

例如，有一种方法可以检测由空间压力变化引起的电容，夹在导电性之间。 根据应用不同，压电陶瓷元件（PZT：铅钛酸锆酸盐）常被用作传感器元件。 压电陶瓷器件，也称为压电元件，通过施加压力产生电压变化。 这被称为压电效应。

当压电元件固体晶体中离子的排列因施加压力而改变时，会发生一种称为电极化的现象，即晶体一端带正电，另一端带负电。 通过利用压电元件将压力信息和振动频率信息转换为电信号，可以通过由ASIC组成的模拟和数字处理电路将其转换为触觉信息。

此外，作为光学原理，可以通过检测传感器内部光波导散射光的变化来捕捉物体在传感器表面的接触位置。