基于PVDF膜的三向力触觉传感头设计

本文提出了一种基于PVDF膜的新型三向力触觉传感技术,阐述了触觉传感头的设计思想和基本结构,并从原理上进行了分析,得到了计算空间三向力的公式,为实现新型的能用于智能机器人触觉的力传感系统打下了基础.     

光波导三向力触觉传感技术的研究

本文提出了一种新型光波导三向力触觉传感技术,论述了其工作原理和基本结构,并根据工作原理设计了实验系统。实验结果证明了该新型传感系统的可行性和理论结论的正确性。     

基于有限元接触变形的光波导三向力触觉传感系统

通过有限元分析方法对一种新型光波导三向力触觉传感系统进行理论探讨和仿真实验，提出相应的数学模型，并设计专门的实验传感系统，实验数据结果验证了理论分析，从而在理论和实验上证明了该新型光波导三向力传感方案的可行性。     

柔性触觉传感阵列力觉标定及加载系统

为解决现有触觉力标定系统不易实现对柔性触觉传感阵列中任意触觉单元进行标定,且存在精度低、不易操作等弊端,设计并研制了一种柔性触觉传感阵列力觉标定及加载系统。利用STM32F103VET6高性能微处理器控制步进电机以联动S型高精度压力传感器实现二维力的精确加载与标定,并将标定信息于上位机实时图形化显示。介绍了标定平台的结构特点、工作原理及系统软硬件设计,通过对系统误差分析及平台标定测试,可实现二维力加载范围0~50 N,法向与切向精确度为0.18%FS。触觉力加载应用实验表明,该加载平台具有较高的测量精度和较强的实用性,为不同结构单元的柔性触觉传感阵列二维力标定及加载提供了便利。     

基于PVDF压电膜的三向力触角传感头研究

阐述了基于PVDF膜三向力触觉传感头的设计思想、基本结构和计算空间三向力的公式,经过实验获得一系列数据,拟合出回归曲线,验证了该方案的可行性.     

2001年总目次

综 述现场仪表的总线化问题.............................................(1-1)热电厂自动控制技术及发展趋势.................................(1-4)国内外油气田开发实验仪器的发展现状综述...........................................................................(2-1)冶金企业淘汰落后仪表系统及对策..............................(2-4)便携式智能仪器的工业设计.......................................(3-1)智能机器人二向力触觉传感技术的发展和应用....................................................................…     

触觉传感与显示技术现状及发展趋势

阐述了触觉感知、触觉传感及触觉显示等方面的国内外技术现状。在分析综合的基础上,指出触觉传感和显示技术已经逐渐脱离了最初紧密关联的临场感应用环境,两者分离并独立发展成为全新的学科方向已经成为一个趋势。触觉传感主要围绕智能机器人领域和康复医疗领域,而触觉显示除传统的机器人临场感及视觉功能替代应用外,还包括虚拟现实、电影电视、游戏娱乐、工业设计、制图绘画、教育培训以及工业触控屏等领域。最后给出了触觉领域的未来发展趋势。     

触觉传感器与电子皮肤研究进展

触觉传感器是机器人与环境交互的重要元件,是机器人与环境之间不可或缺的介质。近年来,触觉传感器在医疗设备、生物力学、健康监测等领域的应用成为研究热点。文中回顾了过去50年来国内外机器人触觉传感技术的研究情况及成果,介绍了不同传感机理的触觉传感器及其特点以及仿生触觉传感器电子皮肤的研究现状,指出了触觉传感器全柔性化、多功能化、自供电的未来发展方向。     

我国首次研制出用于监测“三维力”的机器人触觉传感器

近日,合肥智能机械研究所和合肥工业大学联合研制成功一款新型的人工皮肤,这是我国首次研制出的用于监测“三维力”的机器人触觉传感器。所谓可以检测三维力的人工皮肤,即可以实时检测具体的受力点和三个方向的力,它不仅包括垂直方向的压力,还包括侧向的摩擦力。它综合应用了材料科学、纳米技术、传感技术和人工智能理论。     

面向自然人机交互的力触觉再现方法综述

力触觉再现技术借助力触觉人机接口设备,提供了操作者与虚拟环境之间的力触觉交互,使得操作者能够主动地触摸、感知和操纵虚拟物体,从而有效增强了虚拟现实等系统的真实感和沉浸感,进一步拓展了虚拟现实等技术的应用领域。传统的穿戴式、力反馈操纵杆式力触觉再现设备在便携性、操作空间等方面存在局限性,随着计算机技术与消费电子的快速发展,面向自然交互的力触觉再现方法受到广泛的关注。评述了传统的穿戴式、力反馈操纵杆式力触觉再现设备后,重点阐述了非固定式和非接触式的两类面向自然交互的力触觉再现方法。在对比分析不同的力触觉再现方法之间的差异后,探讨了面向自然交互的力触觉再现方法的未来发展方向。     

柔性触觉传感器的三维打印制造技术研究进展

聚合物基柔性触觉传感器在智能机器人、人工假肢与人体健康状态监测等领域有着广泛的应用,将三维打印技术应用于柔性触觉传感器的制造过程可以克服传统制造方法加工周期长、复杂聚合物基微结构制造困难等缺陷。因此发展聚合物基触觉传感器的三维打印制造技术及工艺是当前的学科研究热点,具有广阔的发展前景。首先,在阐述柔性触觉传感器的传感检测原理和性能指标的基础上,重点阐述了柔性触觉传感器三维打印制造技术方面的最新研究进展,包括聚合物基柔性触觉传感器的结构设计、三维打印材料的分类和应用、以及传感器的打印制造方法及工艺等。然后,还总结预测了基于新材料制备和新制造工艺的柔性触觉传感器设计与制造的发展趋势,并对柔性触觉传感器的三维打印制造技术未来的发展趋势进行了展望。     

A 32 × 32 temperature and tactile sensing array using PI-copper films

The development of a flexible 32?×?32 temperature and tactile sensing array, which will serve as the artificial skin for robot applications, is presented in this work. Pressure conductive rubber is employed as the tactile sensing material, and discrete temperature sensor chips are employed as the temperature sensing cells. Small disks of pressure conductive rubber are bonded on predefined interdigital copper electrode pairs which are patterned on a flexible copper–polyimide substrate which is fabricated by micromachining techniques. This approach can effectively reduce the crosstalk between each tactile sensing element. The mechanical and electrical properties of tactile sensing elements are measured. Also, the corresponding scanning circuits are designed and implemented. The temperature and tactile sensing elements are heterogeneously integrated on the flexible substrate. By using the integrated 32?×?32 sensing arrays, temperature and tactile images induced by the heaters/stamps of different shapes have been successfully measured. The flexible sensor arrays are bendable down to a 4-mm radius without any degradation in functionality.     

Tactile sensors for robotic applications

In this paper, the authors look at the domain of tactile sensing in the context of Robotics. After a short introduction to support the interest of providing robots with touch, the basic aspects related with tactile sensors, including transduction techniques are revisited. The brief analysis of the state-of-the-art of tactile sensing techniques that follows provides indicators to conclude on the future of tactile sensing in the context of robotic applications.     

一种机器人压阻阵列触觉数据采集的新方法

压阻阵列触觉传感器为减少外接引线一般均采用行列电极结构,这一结构给触觉的扫描采样带来了串扰噪声,同时随着阵列数的增加,如何提高传感器的数据采集速度将直接影响它的实时处理。本文在分析研究现有数据采样电路的基础上,设计了一种新的行扫描采样电路,较好地解决了这两方面的问题。     

内窥检查机器人化的传感与主动介入技术

本文提出了一种医用内窥检察系统的传感与主动介入技术,它是通过由压觉传感器、蠕动式柔性移动机构和基于形状记忆合金记忆效应的转向机构等构成的内窥检查机器人实现的。压觉传感器检测机器人与腔道壁之间作用力的大小和方位,为机器人提供避障、弯曲等信息,避免穿孔等医疗事故的发生;蠕动式柔性移动机构通过充入气体的膨胀橡胶囊与腔道壁接触,因而具有较好的柔软性;采用通电调节形状记忆合金元件的方法,可改变转向机构弯曲角度,以适应腔道的变化。因此,传动与主动介入技术对腔道组织损害程度极小,具有较高的安全性,还可减轻医务人员的工作强度,提高内窥检查的效率。     

基于光纤光栅的机械手指触滑觉传感研究

针对机械手指柔性触滑觉传感问题,提出了一种基于光纤光栅的二维分布式传感阵列的触滑觉传感方法,该方法采用两根平行放置和一根倾斜放置的光纤光栅传感器组成传感单元,利用弹性材料封装增强光纤光栅对压力的灵敏度,并以单元阵列的方式实现对触觉三维力、滑动方向以及滑移位置的感知。仿真和实验结果表明,该方法可以很好地实现对触觉正向压力和剪切力的传感,其中正向压力在0~3.691 9×103Pa的范围内灵敏度为Kp=0.194 pm/Pa,x正向剪切力在0~1.115×103Pa的范围内灵敏度为Kpt=0.03 pm/Pa。通过对传感阵列中不同光栅中心波长漂移的上升沿和峰值时间差实现对物体x轴的滑移方向的判断。该方法可以很好地实现对机械手指触滑觉信息的测量,具有一定的应用价值。     

用于假手指尖的光纤光栅触觉力传感器研究

针对现有假手触觉测量常用的薄膜压力传感器精度不佳、线性度差、迟滞性高等问题,研究了一种可安装于假手指尖的光纤布拉格光栅触觉力传感器。首先,通过传感单元的微小化结构设计,可以将施加的外力转化为光纤承受的轴向力;进而,通过有限元对传感器结构参数进行优化,提高了光纤光栅对于压力的灵敏度;然后,围绕假手指尖应用的需求,制作了这种光纤布拉格光栅触觉力传感器;最后,对该传感器进行了性能标定、对比分析和应用抓取3个实验分析,实验结果表明:该传感器压力灵敏度为0.103 8 nm/N,线性度R~2为0.998,重复性误差为1.32%和迟滞性误差为2.19%;与现有的薄膜压力传感器对比,该传感器的线性度和重复度都更高,迟滞性更低。