Sensado integrado de fuerza y distancia utilizando sensores de proximidad comerciales incrustados en elastómero

Describimos un sensor combinado de fuerza y distancia que utiliza un sensor de distancia infrarrojo comercial incrustado en un elastómero transparente con aplicaciones en la manipulación robótica. Antes del contacto, el sensor funciona como un sensor de distancia (0-10 cm), mientras que después del contacto, el material actúa como un muelle, con fuerza proporcional a la compresión del elastómero (0-5 N). Describimos su principio de funcionamiento y parámetros de diseño, incluyendo el grosor del polímero, la relación de mezcla y la corriente del emisor, y mostramos que la respuesta del sensor tiene un punto de inflexión en el contacto que es independiente de las propiedades superficiales del objeto. Luego demostramos cómo dos matrices de ocho sensores, cada una montada en un agarre estándar Baxter, pueden ser utilizadas para (1) mejorar la alineación del agarre durante la toma, (2) determinar puntos de contacto con objetos, y (3) obtener modelos 3D rudimentarios que pueden servir para determinar posibles ubicaciones de agarre.