2.3.4　其他触觉传感器

除了以上介绍的几种触觉传感器之外，目前还有研究者利用光波导、磁敏、超声等相关原理来进行触觉传感器的研究，并取得了一定的成果。

南京航空航天大学的研究人员设计了一种基于光波导原理的三维力触觉传感器^［13］，利用新型光电敏感器件PSD来获取三维力信息，包括力的大小及位置。该传感器的分辨率高、响应速度快，并且能够实现与视觉传感器的兼容，可以应用于机器人主动触觉及实时控制系统。图2-9（a）为该触觉传感器的原理图。其敏感单元采用硅橡胶材料制成，橡胶两侧分别制作圆柱触头和圆锥触头阵列，使得每个圆柱触头对应五个圆锥触头。在硅橡胶与光波导之间分布一极薄的空气隔离层，在光波导的另一面与中间圆锥触头的对应处设置一柔性光纤，用于将接收到的光信号传送至PSD。当橡胶垫未受力时，根据完全内反射原理，入射光束被封闭于光波导内，当橡胶垫受到外力作用时，圆锥触头触及到光波导表面，因为橡胶材料的折射率大于光波导的折射率，因此光线会在受力处发生散射并从另一侧射出，于是在波导板上形成光斑现象，如图2-9（b）所示。

图2-9　光波导触觉传感器原理及波导板光斑现象

光传感式触觉传感器在仅受单维力的情况下，外力信息与像素值之间表现为良好的线性关系，而当有多维力作用时，传感器却很难保持好的线性，因此传感器的标定难度较大，使得其测量精度难以提高，并且该类型的传感器结构较为复杂，对制作工艺和制作过程的要求较高，不利于触觉传感器的商用化。

目前，还有研究者利用磁敏Z元件来研制触觉传感器^［14］。该类传感器的工作原理是通过位移把磁场强度的变化转化成力信息，基于的是磁敏Z元件的独特性质——输出信号与磁场强度的变化成比例关系。这种传感器适用于测量面力信息，而对多个单独的触觉点却很难做到一致性。同时，因为受到Z元件尺寸的限制，传感器的分辨率一般较低。此外，该类型的传感器结构设计较为复杂，后续处理电路繁杂，并且必须经过精确标定才可用于实际的测力。