目前常见的柔性触觉传感器有压阻式、电容式、视触觉、磁电式和压电式，而今天要给大家介绍一个新的技术路线—光电式触觉传感器。
光电式触觉传感器是一种利用光信号变化实现力觉感知的传感器，在高灵敏度、抗电磁干扰和抗过载等方面表现优异。
其基本原理是：当外界物体与传感器表面接触并施加压力时，柔性敏感结构发生形变，进而改变内部光的传播路径、遮挡程度或接收光强，通过光电检测器将光信号变化转换为电信号，最终计算出压力大小及接触状态。
图源自中科触联
以基于主动遮挡的光电式压力传感器为例，其核心思路是利用特殊的遮光结构调节光的传播。当外界压力作用于传感器表面时，内部结构发生形变，遮光结构的位置或遮挡程度随之改变，从而引起接收端光强变化。
基于主动遮挡的光电式压力传感器工作原理
这一过程可以分为三个步骤：
1. 初始状态：光信号正常传播
在没有外力作用时，传感器内部光源发出的光沿预设光通道传播，接收端获取初始光信号，作为后续压力检测的参考。
2. 受力状态：柔性结构发生形变
当物体接触传感器表面并施加压力时，敏感结构发生压缩或形变，内部遮光结构随之移动，改变光线的传播状态。
3. 信号转换：光强变化转化为压力信息
光接收端检测到光信号变化，并将其转换为电信号。经过后续信号处理和算法解析，即可获得对应的压力参数。
这种设计的关键在于，通过结构设计将微小的机械形变转化为可检测的光信号变化，使传感器能够对微小外力作出响应。
光电式传感器性能可以通过改变单列金字塔/双列金字塔等遮光结构来灵活调整，以满足不同的使用场景。
其中，采用单列金字塔结构的传感器特点在于初始灵敏度高，适用于碰撞检测等使用场景，甚至可以感知到轻至头发丝的触碰。如果将该传感器安装在机械臂末端，那么，一片薄薄的薯片就足以控制机械臂运转。
用发丝测试灵敏度
而采用双列金字塔结构的传感器具有较大传感范围和高信噪比，适合用于人机交互力的检测。
采用双列金字塔结构的传感器在触觉数据手套中的应用
资料参考来源：中科触联、中国科学院自动化研究所
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