电容式触觉传感器的设计与仿真.doc

摘要：人体的皮肤是最复杂以及最迷人的器官之一。它具有高敏感的触觉传感器网络，能够将所有感受到的机械刺激转换为生理信号，然后由大脑解读。近年来，电子皮肤领域（电子皮肤）由于其令人兴奋的潜在应用引起了研究界的极大兴趣，如基于触觉传感器的假肢，具有人类功能的机器人（人形），和持续健康监测的设备等等。

本文在电容式压力传感器工作原理上，结合柔性材料PDMS，设计一款可适用于电子皮肤的触觉传感器，利用有限元软件COMSOL对传感器设计材料和结构来进行仿真。同时调整所设计的结构和材料，分析改善后传感器的工作性能，根据两种不同情况的仿真结果对比，发现利用PDMS多孔结构的传感器具有更高的灵敏度及适用性，最终实现设计出具有更高灵敏度的电容式触觉传感器。

关键词：电容式传感器；PDMS；电子皮肤；COMSOL。 

目录

摘要

Abstact

第一章  绪论-1

1.1  电容式压力传感器的研究背景与意义-1

1.2  国内外研究进展-2

1.3  本论文的主要工作-4

第二章  电容式压力传感器方案设计与仿真模型建立-5

2.1  传感器的原理-5

2.2  设计方案与仿真模型建立-6

第三章  仿真结果分析-14

3.1  多孔PDMS介电层电容压力传感器-14

3.2  PDMS+空气间隙电容压力传感器模型-17

3.3  多孔PDMS+空气间隙电容压力传感器模型-18

3.4  四种电容压力传感器设计方案比较-21

3.4.1  结构分析-21

3.4.2  受力位移的分析-21

3.4.3  电势变化的分析-22

3.4.4  电容情况的分析-23

第四章  结论和展望-25

4.1  结论-25

4.2  展望-25

参 考 文 献-26

致 谢-29