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摘要
人体皮肤含有丰富的感知受体，通过触摸可以识别不同物质，柔性热觉传感器能够模拟人体皮肤的结构和功能，实现智能机器人、智能传感应用。设计了一种基于恒定温差法(CTD)的柔性热觉传感器，由金属电极与柔性聚合物薄膜结构组成，结合机器手指触摸识别应用，建立了“加热-接触”传热模型，考虑了传感器、物体、机器手指的几何特征，采用数值拉氏逆变换算法进行求解。通过有限元仿真和热觉感知实验进行了验证，设计了CTD工作模式的调理电路，通过PID算法实现闭环温差控制，引入卡尔曼滤波抑制扰动，温控相对误差在3.0%以内，实现了11种具有不同热属性的材料的识别。该柔性系统在机器人感知、可穿戴电子、虚拟现实等领域具有应用潜力。
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