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《基于力敏導(dǎo)電橡膠柔性觸覺傳感器靜態(tài)特性和動態(tài)特性的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、基于力敏導(dǎo)電橡膠的柔性觸覺傳感器靜態(tài)特性和動態(tài)特性研究摘要本文詳細(xì)闡述了柔性觸覺傳感器用力敏導(dǎo)電橡膠的研究現(xiàn)狀。通過掃描電子顯微鏡等儀器分析力敏導(dǎo)電橡膠的微觀結(jié)構(gòu)，研究了不同填料在橡膠母體中的網(wǎng)絡(luò)化。以通用有效介質(zhì)理論和隧道效應(yīng)理論為基礎(chǔ)，分析了炭黑填充導(dǎo)電橡膠的導(dǎo)電機理。采用通用有效介質(zhì)模型研究力敏導(dǎo)電橡膠的工作原理與“負(fù)壓力-電阻特性”的非線性行為，隧道效應(yīng)模型研究力敏導(dǎo)電橡膠的量程與靈敏度。靜態(tài)特性研究結(jié)果表明，在軸向壓力作用下，壓阻效應(yīng)和應(yīng)變效應(yīng)是呈現(xiàn)“負(fù)壓力-電阻特性”的主要原因?！柏?fù)壓力-電阻特性”的非線性行為主要由于電阻率的非線
2、性減小和應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的非線性特性。通過降低導(dǎo)電填料的用量以及增大導(dǎo)電橡膠的厚度可一定程度提高力敏導(dǎo)電橡膠的測量范圍，而力敏導(dǎo)電橡膠的靈敏度主要取決于導(dǎo)電填料用量和彈性模量。通過分析導(dǎo)電橡膠的粘彈性，對導(dǎo)電橡膠的動態(tài)特性進行研究。動態(tài)特性研究結(jié)果表明，導(dǎo)電橡膠對力的響應(yīng)時間短，可認(rèn)為力的施加與材料的形變具有同時性。峰值時間，穩(wěn)定時間，上升時間與導(dǎo)電橡膠的力學(xué)滯后相關(guān)。導(dǎo)電橡膠的頻率響應(yīng)特性良好，其響應(yīng)幅值與導(dǎo)電橡膠的力靈敏度相關(guān)。關(guān)鍵字：柔性觸覺傳感器力敏導(dǎo)電橡膠靜態(tài)特性動態(tài)特性1ResearchonStaticandDynamicChara
3、cteristicsofForce-SensitiveConductiveRubberforFlexibleTactileSensingAbstractThisarticleelaboratedonthestatusandprogressofforce-sensitiveconductiverubberforflexibletactilesensor.Micro-structureofforce-sensitiveconductiverubberwasinvestigatedbyscanningelectronmicroscopy(SEM).
4、Thenetworkofthedifferentfillersintherubbermatrixwasanalyzed.Theconductivemechanismofforce-sensitiveconductiverubberwasresearchedbasedonconductivepathwaytheoryandtheoryofelectrontunnel.Theworkingprincipleandnonlinearbehaviourofnegativepressurecoefficientofresistanceforforce-
5、sensitiveconductiverubberwerediscussedbygeneraleffectivemediatheory.Measurecapacityandmechanicalsensitivityofforce-sensitiveconductiverubberwereanalyzedbytheoryofelectrontunnel.Underanun-axialpressure,itconcludedthatreasonofnegativepressurecoefficientofresistanceforforce-se
6、nsitiveconductiverubberwaspiezoresistiveeffectandstraineffect.Thenonlineardecreaseofresistivityandstress-strainnonlinearlawsresultinnonlinearbehaviourofnegativepressurecoefficientofresistance.Withacertainrange,reducingthefillingratiooffillerandincreasingthethicknessofforce-
7、sensitiveconductiverubbercanrisethemeasurecapacityofforce-sensitiveconductiverubber.Mechanicalsensitivityofforce-sensitiveconductiverubberliesonthefillingratiooffillerandelasticmodulus.Dynamiccharacteristicsofforce-sensitiveconductiverubberwasdiscussedbyviscoelasticityoffor
8、ce-sensitiveconductiverubber.Theresultshowsthattheresponsetimeoftheconductiverubbe
