数据手套是改善人机交互效果的重要工具,在教学培训、游戏娱乐、数字影音、仿生建模等领域有着广泛应用。然而目前的数据手套以光纤技术为主,价格昂贵且不能折叠,难以在民用商品中普及。本课题利用一种介电弹性体软材料制造传感器,并利用这种软传感器完成手指运动检测。该软传感器的优点是可产生大变形,抗折叠、低成本,利用其制成的新型数据手套在价格和抗失效方面具有优势。本课题在利用硅橡胶材料制备软传感器的基础上,进一步开发出可检测手部所有手指屈曲运动的数据手套,具体内容如下。首先,针对手工制备软传感器一致性差的问题,面向数据手套批量化生产需求,探索基于喷涂成型的软传感器自动化制备工艺。开发三轴雾化式自动喷涂平台,探索喷涂工艺参数对软传感器各层成型尺寸及均匀性的影响,结果表明,采用自动化喷涂工艺后,传感器的一致性较手工刮涂工艺有明显提升。在此基础上,从人机工程学角度出发,分析手部关节、骨骼情况,基于手指关节几何特征确定所需的传感器尺寸及布置位置;优选手套布料,研究传感器与手套的集成工艺。在综合分析手套布料与传感器变形关系的基础上,提出可使手套检测灵敏度更高的手套布料局部硬化方案。根据数据手套需求,对原有电路板进行改进。最后,针对数据手套在测量过程中掌指关节与第二指间关节测量数据的耦合问题,深入分析手指运动过程中作用力从手指到手套再到传感器的传递流程,对耦合来源进行量化分析,发现其耦合关系为线性并通过实验验证了理论分析结果。搭建视觉测量平台对耦合矩阵进行标定并验证解耦算法。测试数据手套性能,结果表明,数据手套的掌指关节绝对精度为6.69-9.82°,第二指间关节的绝对精度为7.07-8.96°。可满足一般场合下人机交互要求。