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工艺与制造英文2023被引 7

智能压辊:自动铺纤机用软传感器阵列

Smart Roller: Soft Sensor Array for Automated Fiber Placement

Xiulun Yin, Ziqiang Chen, Nima Bakhshi, O.-Y. Tong, Xiaoxiao Xiong, Yizhong Chen, Ying Li, Jian Gao, Mirza Saquib Sarwar, Anoush Poursartip, John D. W. Madden · University of British Columbia
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期刊 / 来源Advanced Sensor Research
卷/期/页2 / 9
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关键词:自动铺纤机智能传感器软电容式传感器复合材料制造实时压力监测压实工艺控制触觉像素阵列

摘要整理

压辊和轮子广泛应用于工业和运输领域,但直接获取接触力信息的方法较少。本文介绍了一种智能压辊,可从软性弹性体涂层圆筒提供实时压力测量。该压辊专为自动铺纤(AFP)机设计,广泛应用于航空航天工业中复杂复合材料零件的制造。为实现最优工艺性能,实时反馈对于制造过程中的缺陷检测至关重要。传感器采用4×13阵列软电容式触觉像素(taxels)替代标准压辊的弹性体外层,在1 MPa压力范围内,每个像素的电容变化量超过1 pF。传感器由硅橡胶制成,安装在柔性印制电路板上,板上的微控制器配备低功耗蓝牙(BLE)功能,用于采集和传输电容数据。传感器介电层由柱状结构组成,可增加层间柔性和灵敏度,同时保持典型工业压辊的刚度。该压辊能在典型制造速度下测量实时局部压实压力,可监测空间分辨的压力-时间曲线,用于预测和控制粘合性能。

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