無需電源即可運作之織物型接觸/壓力感測器

 

刊登日期:2023/2/16
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京都工藝纖維大學開發了一項無須供電即可感應人手的接觸或壓力之織物型接觸/壓力感測器,由於整體完全以線製成,手感良好,可望應用於自動駕駛車的方向盤等用途。早先京都工藝纖維大學已開發出可以僅使用紗線一次性編織而成之靜電容量式的立體夾層織物型(Spacer Fabric)壓力感測器,此次則使用相同的結構,開發了具有不同動作系統的感測器。
 
新感測器係利用雙針床橫編機一次編織而成的5層立體夾層織物結構,正反兩層各有兩層編織結構,中間層的間隔層(Spacer)中的單絲纖維連接正反兩層編織物而形成空間。透過添紗(Plating)讓絕緣性的棉線出現在導電鍍銀線的前面,俾使絕緣線層出現在正反面的最外表面,而導電線層出現在內側。將編織感測器的片材裁剪成約20x20 mm並評估其特性,平均重量僅約0.50 g,材料成本約89日圓,輕量且價格低廉。
 
此外,將感測器與由二極體電橋、電容器組成的電路相連接,並對手指接觸感測器表面且進一步按壓時的電壓進行測量,確認手指接觸時與按壓後的輸出電壓顯著增加。在非通電狀態下能獲得電壓輸出的原因,研究團隊認為是環境中的電磁波在體內形成靜電感應,而靜電感應也發生在立體夾層織物的導電線層中。
 
近年來,自動駕駛技術的發展日新月異,感知駕駛人是否握住方向盤對於人類駕駛與自動駕駛的切換將更顯重要。此次開發的感測器無需電源亦能感應,且由紗線編織製成,具有輕便、透氣、耐洗等特性。研究團隊目前已提出專利申請,未來可望活用於汽車方向盤感測器用途。

資料來源: https://www.kit.ac.jp/wp/wp-content/uploads/2023/01/news230119.pdf
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