嵌入式柔性压力传感棒球及其多通道手指—球接触力趋势分析

《IEEE Journal of Selected Areas in Sensors》：Characterization and Multichannel Directional Contact Sensing on a Curved Surface Using Flexible Pressure-Sensor Arrays

　　本研究提出了一种嵌入式柔性压力传感棒球，用于多通道手指—球接触力趋势分析。在皮革表面下方安装了两个定制的力敏电阻阵列，用于监测与食指和中指相关的十个接触区域。一个紧凑的模拟前端将传感器的阻抗变化转换为0–3 V信号，基于STM32的采集单元以180 Hz的速率产生同步的10通道输出。评估分两个阶段进行。第一阶段通过加载夹具验证、0.1–1.9 kgf范围内的19点准静态校准、模拟前端测试以及逐通道校准来表征传感器和测量链路。第二阶段在受控球面加载条件下评估完整棒球，以确定是否能够重构不同的方向性和空间接触模式。加载夹具的传输误差小于±1%，模拟前端输出与计算值的偏差小于±1%。受控加载在两个手指阵列上产生了可区分的通道激活模式、方向性力的重新分布以及顺序接触转移模式。180 Hz的输出速率对应5.56毫秒的间隔，适合同步趋势观测；但本研究不声称能复现最终10–20毫秒投球释放事件的完整波形或绝对峰值力。因此，所提出的系统被定位为一个用于传感器评估和相对接触力趋势分析的嵌入式平台。无线集成、动态参考校准和人体投球试验仍属未来工作。