导丝头端柔性压力传感器设计及灵敏度分析 - 张立品; 彭瀚旻; 唐雄峰 (振动、测试与诊断, 2024)
TP212.3%TH789; 为了感知血管介入手术时导丝头端与血管壁的接触力大小,通过分析导电复合高分子材料的传感机理,研制了一种以羧基化单壁碳纳米管(carboxylated single-walled carbon nanotubes,简称COOH-SWCNTs)为导电填料的压阻式柔性压力传感器,安装在导丝头端,其外径为1.8 mm,长度为5 mm,具有尺寸小、灵敏度高的优点.首先,通过有限元方法,建立了压阻的灵敏度仿真计算模型;其次,搭建了实验平台测试其灵敏度曲线,对传感器进行标定;最后,建立了血管介入手术过程的仿体模型,测量了导丝介入时头端与血管壁的接触力变化值.仿真计算和实验结果表明:柔性压力传感器的灵敏度为2.05 ×104Ω/N,量程为1N,在导丝介入血管的过程中,导丝头端与血管壁的最大接触力不超过0.5N,能够有效感知血管介入时导丝头端与血管壁动态的接触情况,为血管介入手术机器人的力反馈控制提供了新的方法.