机械工程学报

作者：姚建涛, 于显河, 高炜骅, 李超明, 费翔宇, 刘毅

单位：1. 燕山大学机械工程学院 秦皇岛 066004;2. 燕山大学河北省并联机器人与机电系统实验室 秦皇岛 066004;3. 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室 秦皇岛 066004

关键词：柔性压力传感器,并联弹性体,负泊松比,宽线性量程；

基金：河北省省级科技计划(246Z1802G)、国家自然科学基金(52375030)和河北省自然科学基金(E2024203254)资助项目。

柔性压力传感器由于其高柔顺性和高灵敏度在人体健康监测、工业协作等领域展现出良好的应用前景，设计具有极宽线性量程的柔性力传感器对扩展应用能力具有重要意义，因此提出了一种内嵌周向负泊松比弹性体的复合压力传感器。设计了基于3SS-3RRU机构的柔性并联弹性体，分析了弹性体运动形式和周向负泊松比变形特性，制备了具有内嵌并联弹性体的柔性复合压力传感器，并开展了机械性能与电感性能测试。试验结果显示，复合压力传感器在0～121.21 kPa的超宽压力检测区间内具有0.004 2 kPa?1的灵敏度和优异的线性度(R2=0.991)，与纯泡沫基压力传感器相比，在具有良好灵敏度的同时大幅提升了传感器的压力检测范围和线性度。此外，提出的复合压力传感器还具备快速响应(154 ms)和恢复(170 ms)能力，以及出色的循环稳定性和可重复性。在人体运动健康检测实验中，该传感器能够准确地检测人体8种不同部位的运行信号。研究表明，提出的复合压力传感器具有良好的感知性能，在人机交互、医疗健康等方面展现出巨大的应用潜力。

来源：2025年第21期

《机械工程学报》期刊编辑部

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