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Design and Theoretic Analysis of 3D Tactile Sensor

3D 촉각 센서의 설계와 이론적인 해석

  • 심귀보 (중앙대학교 전자전기 공학부) ;
  • 황한건 (중앙대학교 전자전기 공학부)
  • Published : 2005.12.01

Abstract

This paper presents capacitive tactile sensor that can detect normal and shear forces. This tactile sensor consists of index plate, sensing plate, and elastic dielectric layer. The calculated sensing character is based on the changes of space between two horizontal plate. Larger overlap areas and narrow space between top and bottom plate guarantees higher sensitivity. Tactile sense information can be calculated from the changes of phase of output signal. The symmetric arrangement of sensing plates makes the manufacturing process easier and guarantees the stability of the structure. In this paper, the sensor structure is designed, the mechanism of the Proposed sensor is theoretically explained, and the simulated result is presented.

본 논문에서는 외부의 힘을 효율적으로 감지하기 위한 촉각센서의 설계 및 이론적인 해석해 관한 것이다. 일반적으로 촉각센서가 표면의 변화를 감지하기 위해서는 외부의 자극을 센서부에 효과적으로 전달할 수 있어야 하기 때문에 미세한 힘에도 변화를 감지할 수 있는 센서의 설계가 필요하다. 이에 본 논문에서는 양전극 사이에 유연성을 갖는 유전체를 사용하여 서 보다 효율적인 감지가 가능하도록 하였다. 즉, 상층부에 설치되어 있는 센서부가 하층부에 설치되어 있는 센서들과 형성하는 전계의 변화로 인하여 발생하는 전압의 차이를 감지하도록 하였으며, 상층부와 하층부의 사이에 일정의 유연성을 갖는 유전체를 삽입함으로써 효율적인 촉각 감지를 할 수 있도록 설계하였다.

Keywords

References

  1. Franco Castelli 'An integrated tactile-thermal robot sensor with capacitive tactile array,' IEEE Trans. of Industry Applications, vol. 38, no. 1, pp. 85-90, January/February 2002 https://doi.org/10.1109/28.980361
  2. M. Jungmann, H. F. Schlaak 'Miniaturised electrostatic tactile display with high structural compliance,' Proceeding of Eurohaptics, 2002
  3. Hisashi Osumi, Nobuhiko Ishii, Kentaro Takahashi, Kazunori Umeda, and Gen-ichiro Kinoshita 'Optimal grasping for a parallel two-fingered hand with compliant tactile sensor,' Proceeding of the 1999 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, vol. 2, pp. 799-804, October, 1999
  4. Shimojo M, et al, 'A flexible full-body tactile Sensor suit using electrically fabric and strings capacitive,' Proceedings of the 1996 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems 96, vol. 2, pp. 450-457, November 1996
  5. Franco Castelli, 'An integrated tactile thermal robot sensor with capacitive tactile array,' IEEE Conference on Industry Applications, vol. 3, pp. 1970-1975, October 1995
  6. Yuri M. Shkel and Nicola J. Ferrier, 'Electrostriction enhancement of solid-state capacitance sensing,' IEEE/ASME Trans. on Mechatronics, vol. 8, no. 3, pp. 318-325, September 2003 https://doi.org/10.1109/TMECH.2003.816805