Topology-optimized flexible capacitive pressure sensors suitable for medium-pressure range
Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.
Le résumé fourni par la source
Abstract Numerous flexible capacitive pressure sensors (FCPSs) designed for low-pressure range perform highly sensitive sensing over a wide detection range. However, these sensors are primarily based on inspiration, and large pressure applications have yet to be explored. In this paper, we propose for the first time the stiffness topology optimization of hyperelastic dielectrics by analyzing the working mechanism and target sensing characteristics. The feasibility of using topological dielectric as a dielectric layer for FCPSs is evaluated through a combined analysis using ABAQUS and COMSOL. Three different volume fractions ( f ∗ ) FCPSs ( f ∗ = 0.35,0.4,0.5) are manufactured utilizing 3D printing. The FCPSs exhibited high sensitivity at external pressure values of 7.06 kPa ( f ∗ = 0.35), 8.71 kPa ( f ∗ = 0.4), and 18.9 kPa ( f ∗ = 0.5), respectively, and the highest sensitivity reached 1.29 kPa−1 ( f ∗ = 0.35). In addition, when f ∗ = 0.35, FCPSs exhibiting high repeatability over 6000 cycles in 40 kPa, a relatively wide detection range (60 kPa) and high stability at different pressures (5–60 kPa) and temperatures (15 °C–60 °C). Lastly, the high performance of FCPSs is further illustrated through motion monitoring of three different joints, collision monitoring of a 3D printer, and testing on a robotic car, indicating their application prospects.
Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.
Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Topology-optimized flexible capacitive pressure sensors suitable for medium-pressure range
- Date Crossref
- 30/01/2025
- Éditeur
- IOP Publishing
- Type
- journal-article
Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.
Où se fait cette recherche
-
Guizhou University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
-
Guizhou Institute of Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
-
Guizhou Institute of Biology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
-
School of Mechanical Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
-
Guizhou Institute of Water Resources Science pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Guizhou University, Guizhou Institute of Technology et Guizhou Institute of Biology, avec 2 autres affiliations.
Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.