蔡文婷 作品数:10 被引量:31 H指数:4 供职机构: 合肥工业大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国家高技术研究发展计划 更多>> 相关领域: 一般工业技术 自动化与计算机技术 电子电信 机械工程 更多>>
基于GEM模型的炭黑/硅橡胶拉伸传感器的工作原理分析 被引量:4 2013年 分析了电阻率和电阻几何系数对基于炭黑/硅橡胶的力敏导电橡胶的"正拉力-电阻特性"(positivetensile coefficient of resistance,PTCR)的影响程度,揭示了力敏导电橡胶拉伸过程的电阻变化机理。在一定拉伸范围内(40%),当导电填料用量处在渗流区中心时,电阻率的增大是引起PTCR效应的主要原因。随着导电填料用量的增大,电阻几何系数的增大成为引起PTCR效应的主要原因。在某一特定导电填料范围内,力敏导电橡胶的"正拉力-电阻特性"还与拉伸长度有关。拉伸长度较小时,电阻几何系数的增大在PTCR效应中占主导;拉伸长度较大时,电阻率的增大在PTCR效应中占主导。 缪伟 黄英 李锐琦 刘秀梅 蔡文婷 高峰关键词:电阻率 炭黑 硅橡胶 GEM模型 用于检测三维力的柔性触觉传感器结构研究及有限元分析 被引量:2 2014年 基于力敏导电橡胶材料,设计了一种四电极对称结构的三维力柔性触觉传感器。利用有限元分析软件ANSYS,结合橡胶材料的Mooney—Rivlin本构模型,对传感器加载垂直力和剪切力进行有限元分析,得到传感器在三维力作用下的应力应变分布状态,并进行了实验验证,结果表明了传感器结构设计和数学模型构建的合理性。通过对传感器传力的触头材料和形状进行有限元分析,表明触头选择硬度相对较大的材料,制成长椭球状半径(a=1.5b),可以优化传感器的性能,为用于检测三维力的柔性触觉传感器的实际应用提供了依据。 刘彩霞 黄英 缪伟 蔡文婷 袁海涛 曹广辉关键词:计量学 触觉传感器 三维力 有限元 三维力柔性触觉传感器电极研究与实验 被引量:12 2013年 为了实现机器人智能皮肤对三维力的探测,基于炭黑/碳纳米管/硅橡胶的表面压阻效应,设计了2种不同排布的对称结构的四叉指电极三维力柔性触觉传感器.理论分析了这2种三维力传感器的工作原理,并对这2种结构的传感器进行了量程、灵敏度、线性度等实验对比,实验证明四电极方形排布的传感器在剪切力方向拥有更高的灵敏度和更好的线性度,但量程相对十字形排布的传感器较小。通过三维力实验表明,这2种新型的三维力柔性触觉传感器均具备检测三维力的功能,可在机器人皮肤等实际应用场合,根据工作量程和灵敏度的不同要求来选择传感器结构。 黄英 缪伟 李雷鸣 蔡文婷 杨庆华 葛运建关键词:触觉传感器 三维力 基于多信息的驾驶员疲劳实时监测系统及监测方法 本发明公开了一种基于多信息的驾驶员疲劳实时监测系统及监测方法,其特征是:由信息采集单元、信息处理单元和警示单元构成监测系统;信息采集单元设置有:压力传感器用于提取驾驶员对方向盘的握力信息;角度传感器用于提取方向盘的转角信... 黄英 白金蓬 郭小辉 袁海涛 刘彩霞 刘平 蔡文婷 吴思谕 李锐琦文献传递 基于石墨烯的柔性触觉传感器压力敏感材料及制备方法 本发明公开了一种基于石墨烯的柔性触觉传感器用敏感材料及制备方法,其特征是以石墨烯,炭黑和液态有机硅为原料,原料中各成分按质量份配比为:液态有机硅100份;石墨烯2份;炭黑4份;分散剂10份。本发明压力敏感材料兼有良好的压... 黄英 蔡文婷 刘彩霞 张玉刚 刘秀梅 杨庆华 缪伟文献传递 碳纳米管/炭黑/硅橡胶复合材料的压阻计算模型分析 被引量:6 2013年 以碳纳米管、炭黑为填料,硅橡胶为基体制备柔性压力敏感材料。将炭黑填充硅橡胶的压阻计算模型扩展应用于碳纳米管/炭黑/硅橡胶材料,研究了不同填料配比下的碳纳米管/炭黑/硅橡胶的渗流特性,并通过实验对计算模型进行了分析。结果表明,在碳纳米管/炭黑/硅橡胶体系中,选择适合的碳纳米管和炭黑组分配比,可获得较低的渗流阈值,且压阻实验结果与计算曲线偏差较小;由于碳纳米管和炭黑的协同效应和通用有效介质理论适用的边界条件,使得在碳纳米管/炭黑以一定的配比混合下,并用的导电填料体积分数略偏离阈值附近时,实验结果与计算模型曲线可以较好地吻合。 刘秀梅 高峰 蔡文婷 刘平 缪伟 黄英关键词:碳纳米管 炭黑 导电复合材料 基于炭黑填充导电橡胶的压力/温度传感器非线性特性 被引量:3 2013年 通过研究电阻率和电阻几何系数对"负电阻-压力系数"(NPCR)和"正电阻-温度系数"(PTCR)的影响,分析了炭黑填充导电橡胶(导电炭黑/橡胶)的压力/温度传感器的非线性特性。结果表明:导电炭黑/橡胶的NPCR和PTCR效应产生非线性的主要原因为电阻率的非线性变化;当炭黑体积分数接近渗流体积分数时,其电阻率对体积的变化敏感程度高,此时,导电炭黑/橡胶的NPCR和PTCR效应的非线性特性较强;由于导电炭黑/橡胶的体压缩系数大于其热膨胀系数,且导电炭黑/橡胶在压力场和温度场下的形变过程不同,导电炭黑/橡胶NPCR效应的非线性强于PTCR效应的非线性。 刘平 黄英 蔡文婷 刘秀梅 李锐琦 王大月关键词:复合材料 非线性 炭黑 导电橡胶 柔性触觉传感器 用于智能机器人人工敏感皮肤的柔性复合式阵列传感器 本发明公开了一种用于智能机器人人工敏感皮肤柔性复合式阵列传感器,其特征是构成阵列的传感单元是以柔性聚酰亚胺电路板为基底,在基底的同一面上分别设置压力传感器、温度传感器和湿度传感器;压力传感器的表面高度高于温度传感器和湿度... 黄英 赵小文 杨庆华 刘彩霞 张玉刚 缪伟 蔡文婷文献传递 基于多信息的驾驶员疲劳实时监测系统及监测方法 本发明公开了一种基于多信息的驾驶员疲劳实时监测系统及监测方法,其特征是:由信息采集单元、信息处理单元和警示单元构成监测系统;信息采集单元设置有:压力传感器用于提取驾驶员对方向盘的握力信息;角度传感器用于提取方向盘的转角信... 黄英 白金蓬 郭小辉 袁海涛 刘彩霞 刘平 蔡文婷 吴思谕 李锐琦文献传递 基于炭黑填充导电橡胶的力敏传感器的灵敏度 被引量:5 2013年 以通用有效介质理论为基础,给出了炭黑填充导电橡胶(炭黑/橡胶)的力敏传感器灵敏度计算方程。采用该方程并结合形变和压阻效应,分析了影响力敏导电炭黑/橡胶的灵敏度的主要参数。结果表明:炭黑体积分数是影响力敏导电炭黑/橡胶的灵敏度的主要参数。当炭黑体积分数在临界体积分数附近时,力敏导电炭黑/橡胶的灵敏度为0.1~11.5MPa-1,其敏感机制主要为压阻效应。当炭黑体积分数在渗流区时,灵敏度为0.2~3.6MPa-1,其敏感机制还与接触压力的大小有关,压力较小时,主要为压阻效应;压力较大时,主要为应变效应。若炭黑体积分数在传导区,灵敏度为0.3~1.7MPa-1,其敏感机制主要为应变效应。 刘平 黄英 刘秀梅 蔡文婷 李锐琦 王大月关键词:灵敏度 炭黑 导电橡胶 柔性触觉传感器