触觉传感论文_张秀丽,韩春燕

导读:本文包含了触觉传感论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译,主要关键词:触觉,柔性,传感器,电极,皮肤,智能,机器人。

触觉传感论文文献综述

张秀丽,韩春燕[1](2019)在《协作机器人触觉传感装置的设计与碰撞实验》一文中研究指出为提高人机交互中的安全性,设计了一款可穿戴式触觉检测设备,搭建了信息采集系统,对触觉设备的各触觉单元进行了静态标定及数学建模.将其应用于叁自由度的轻型机械臂上,利用机器人正运动学D-H法建立了触觉传感单元的运动学模型,通过运动学正逆解得到各触觉单元位姿矩阵,利用坐标系变换进行各触觉正压力方向信息的分析.最后,提出了触觉单元碰撞力方向的识别方法,设计了机械臂碰撞检测避让路径及碰撞实验.实验结果表明,触觉传感装置可以有效的检测碰撞,触觉单元接触力方向识别方法具有较好的准确性.可将其应用在人机交互中进行碰撞检测,从而进行相应的安全控制,提高人机交互的安全.(本文来源于《北京交通大学学报》期刊2019年04期)

杨立[2](2019)在《主动激励触觉传感机械手系统振动特性研究》一文中研究指出近年来,随着机器人技术的高速发展,人们对机器人的要求也越来越高。而作为机器人重要组成部分之一的机械手,也随着机器人的技术发展而对机械手有了更高的要求。在以往,机械手更多的是应用在工业生产中,进行一些机械反复的动作,所有的工作过程都是由控制系统事先设定好的。而现在的机械手更多的是应用在服务业、医疗行业等,这就对机械手的控制要求以及灵活性变得越来越高。所以一直以来,实现机械手软抓取都是众多的研究学者们不断的追求。本设计通过利用机械状态监测诊断技术完成了对主动激励触觉传感机械手的设计装调。本文首先对机械状态监测诊断技术进行了概要分析,最终选定声学共振的方法来对机械手进行激励和振动特性的检测。其次在声学共振检测技术的基础上设计了一种新型的主动激励触觉传感器结构及其信号调理电路,将其安装于机械手上进行实验。然后利用LabVIEW软件对声学共振信号进行采集,并在频域范围内对声学共振测试系统的重复性和稳定性进行了验证分析,以及提取了主动激励触觉传感机械手系统在抓取不同物体、不同状态时振动的特征参数。最后利用了小波包理论对声学共振信号进行了消噪处理,并得到机械手在各个状态的功率谱及相应的能量特征值。通过对这些特征参数的分析,确定了该主动激励触觉传感机械手系统结构的振动特性,并获得了一组机械手不同负载稳定状态的“特征指纹”标记,为后续机械手软抓取的研究提供了理论基础。(本文来源于《贵州大学》期刊2019-06-01)

于新华,曹江浪,于雷,李光林,方鹏[3](2019)在《应用于人工皮肤的压电驻极体触觉传感阵列研究》一文中研究指出基于聚丙烯压电驻极体(Piezoelectret)设计了一种应用于人工皮肤的触觉传感器。该传感器具有柔性良好、压电效应稳定、制备简单、成本低廉等特点。通过触压、滑动、同时触压与滑动、恒定力重复触压等实验,可观察到该传感器对不同触觉信号具有明显的特征差异,且阵列传感器的信号检测稳定性比单路传感器高40%。将该传感器置于假肢手指前端反馈触觉信号,并根据触觉信号调控假肢手的抓握力,可实现对易脆和光滑物体的稳定抓握。(本文来源于《电子元件与材料》期刊2019年05期)

顾春欣[4](2019)在《柔性触觉传感阵列设计及其接触信息反解方法研究》一文中研究指出实现像人手一样的多指灵巧智能假手一直是仿人机器人和智能假肢领域的追求目标,而智能假手要完成各种复杂精细的操作则离不开高性能的触觉感知功能来提供与外界交互的接触信息。目前,触觉传感技术在实现基本的传感检测性能、单元柔性化等方面已取得了较大的发展,但仍存在普遍缺少柔性皮肤层封装、难以整合稳定的动静态传感检测能力、接触信息识别过于依赖高密度阵列但依然有检测盲区等问题。为此,本论文采用理论分析和实验研究相结合的方式,开展了触觉传感阵列柔性皮肤层的接触力学分析、新型固液复合式传感结构设计及制造和接触信息反解方法等方面的研究。论文的主要研究内容如下:1)研究触觉传感阵列柔性皮肤层的力学传导特性。针对人手皮肤的基本力学特性,并结合接触状态的性能要求,确定了仿生皮肤材料须满足的力学本构关系。分别建立了柔性皮肤层的接触数学模型和有限元仿真模型,具体分析了柔性皮肤层对接触压力的传导规律,即在纵向空间具有急剧的衰减性而在横向空间具有较强的耦合性。对PDMS仿生皮肤材料进行了基本力学性能测试,并搭建了压力传感阵列自动加载实验平台,进一步通过实验验证了接触压力在柔性皮肤层中的传导规律。2)研究固液复合式触觉传感阵列的结构设计与制造工艺。针对柔性皮肤层带来的接触压力衰减问题和硅敏感单元的硬脆性问题,提出了一种固液复合式触觉传感结构,分别建立了弹簧系统力学模型和有限元仿真模型来分析柔性腔体层内液体压力传导性能,结果显示该结构既保证了原有柔性皮肤层的柔软易变性的机械性能要求,也有效减弱了传统皮肤层的力学衰减性。研究固液复合式触觉传感阵列的制造工艺和封装工艺,并成功制备了3×3传感阵列样品。分别搭建了触觉传感阵列的静态和动态力学性能测试实验平台,并对制备的触觉传感阵列样品进行基本的力学性能测试,实验结果表明该触觉传感阵列满足触觉感知的基本力学性能要求:单元测力范围为0~1.6N,最小敏感力达到5mN,动态激励频响范围为5~400Hz。3)研究柔性触觉传感阵列的接触压力反解方法。针对柔性皮肤层对接触压力的耦合性以及传感阵列本身的稀疏性共同引起的空间分辨率不足问题,提出了一种基于相关分析的触觉传感阵列接触压力反解方法,阐明了相关分析用于接触压力反解的基本思想,通过柔性皮肤层在弹性半空间下的接触压力模型分析了该方法的适用原理,并且编写了具体的实现算法。搭建了高精度自动加载实验系统,利用已制备的3X3固液复合式触觉传感阵列样品进行了反解实验研究,反解实验的平均位置误差为0.46mm,平均幅值误差为0.043N,满足触觉感知对接触压力识别的空间分辨率和幅值分辨率要求。4)研究柔性触觉传感阵列的物体曲率识别方法。根据赫兹接触理论分析了柔性皮肤层中的应力变化与物体接触曲率半径之间的映射关系,说明触觉感知用于物体曲率识别的可行性,进而分别建立了曲面类型分类识别神经网络和曲率半径预测神经网络用于物体曲率识别。制备了平面、凸球面和凸柱面叁种形状以及曲率半径在1~3 0 mm之间的实验样品,并利用已搭建的自动加载实验平台进行接触加载实验获取样本数据,然后进行神经网络训练、验证和测试,测试结果显示,建立的神经网络模型能够消除不同加载位置和接触方向的影响,比较有效地预测凸球面和凸柱面物体表面曲率半径,平均预测误差为1.87mm,且有81.8%的预测误差小于3mm。(本文来源于《浙江大学》期刊2019-04-25)

刘肖勇,丁宁宁,李森[5](2019)在《深圳先进院研发出一体式离电子传感纸》一文中研究指出本报讯(记者 刘肖勇 通讯员 丁宁宁 李森)造纸术是中国四大发明之一,纸是中国古代劳动人民通过长期的经验积累形成的智慧结晶,它由天然或人造纤维素纤维与添加剂组成,在我们的日常生活中发挥着记录和传播信息的重要作用。那么,有没有可能使纸张服务于未来的可穿戴智(本文来源于《广东科技报》期刊2019-02-01)

武欣[6](2019)在《用于智能机器人物体抓取中触滑觉信息检测的柔性触觉传感阵列研究》一文中研究指出本学位论文结合国家自然科学基金(项目编号:51575485)和浙江省自然科学基金项目(项目编号:LY16E050002),开展面向智能机器人的柔性触觉传感阵列的结构设计与制造研究,并对抓取过程中叁维触觉力和物体滑移的检测方法进行研究。首先,设计了基于压阻导电橡胶的柔性触觉传感阵列,包含传力凸起、导电橡胶和图案化电极阵列基底等分层结构,并分析其叁维力与滑移的检测原理;其次,根据设计的柔性触觉传感阵列结构,制定了传感阵列的微制造工艺流程,并完成了传感阵列的样机制作,通过设计的阵列扫描多通道信号采集系统,对柔性触觉传感阵列的检测性能进行了测试分析;然后,针对智能机器人手最常用的两种抓取模式(指尖捏取与掌心抓握)开展了抓取过程中的有限元仿真建模与实验测试,研究不同抓取模式下叁维力的分布及其产生原因;最后,开展了不同形状物体抓取时的叁维力分布仿真与实验测试分析,并采用小波变换方法对抓取过程中的物体滑移进行了判定。第一章,阐述论文研究的背景和意义,介绍国内外智能机器人触觉传感系统的研究现状,详细介绍了触觉传感器与智能机器人物体抓取过程中触觉检测技术的研究现状,通过比较研究中存在的不足,确定本论文的主要研究内容和框架。第二章,通过分析智能机器人手的机电本体结构和抓取动作,提出触觉传感阵列的设计目标与要求,进而开展智能机器人柔性触觉传感阵列的结构设计研究。整体采用3×3阵列,包括传力凸起层、导电橡胶层与柔性图案化电极阵列基底这叁层结构。此外,对设计的触觉传感阵列的叁维力检测与滑移测试原理进行了详细阐述。第叁章,提出了柔性触觉传感阵列的微制造工艺流程,完成了材料选型与原理样机的制作。该传感阵列的敏感材料为Inaba公司的Inastomer导电橡胶,封装与凸起结构采用改性硬化的聚二甲基硅氧烷(PDMS),底层电极则是在PET基底上制作的图案化镀金电极,各层之间采用硅胶塑料粘合剂、导电铜胶紧密粘合。随后,设计了触觉传感阵列的信号采集系统,搭建触觉传感阵列的性能测试平台,完成了传感单元的叁维力测试标定以及重复性、一致性及稳定性等测试。第四章,搭建了智能机器人手物体抓取实验平台,以智能机器人手物体抓取的两种常见模式(指尖捏取与掌心抓握)为例,通过有限元仿真建模分析与实验测试相结合的方法,研究了智能机器人不同抓取模式时叁维触觉力的产生机理及其分布规律。第五章,开展了智能机器人手不同形状物体抓取过程的有限元仿真建模与实验测试研究,对平面、柱面与球面物体抓取过程中的叁维触觉力分布情况进行了分析,并基于小波变换方法实现了抓取过程中滑移的检测判断。第六章,总结了论文的主要研究工作,并对未来的研究工作进行了展望。(本文来源于《浙江大学》期刊2019-01-01)

李欣,余建平,卢科青[7](2018)在《基于混合频率激励的新型公共电极式电容触觉传感阵列设计(英文)》一文中研究指出设计了一种基于混合频率激励的叁自由度柔性电容触觉传感阵列。每个传感单元中由传感电极层上的四片传感电极和公共电极层上的一片公共电极构成4个电容传感子单元,当4个电容传感子单元按正方形排列时,所测得的接触力将被分解为一组正向压力和两组剪切力分量。信号采样采用混合频率激励的方法替代单频激励,四片传感电极分为激励端和输出端,激励端加载频率分别为f_1和f_2的两组电压信号U_(i1)和U_(i2),输出端的两组信号通过带通滤波器可提取4组谐波分量,从而实现4个电容传感子单元的电容量测量。该方法简化了信号采样机构,有效实现多维触觉信息的同步检测与分离。每个传感单元在z轴方向的正向压力测试灵敏度为0.17%/mN,x-y轴方向的灵敏度为0.43%/mN。结果表明该触觉传感阵列是一种有价值的可实现低成本触觉传感的新型测量装置。(本文来源于《传感技术学报》期刊2018年11期)

武超[8](2018)在《柔性可拉伸摩擦电发电机在能量收集和触觉传感中的应用》一文中研究指出摩擦电发电机作为一种新颖的能量收集器件,具有高效率、低成本和结构多样性等优异的性能。在环境能量收集、自供电微纳系统、可穿戴器件以及分布式智慧系统方面具有广阔的应用前景。本论文基于PAAm-LiCl 水凝胶电极制备柔性可拉伸可穿戴摩擦电发电机,并在PAAm-LiCl 水凝胶柔性电极、机械能收集和智能传感上做了一系列的工作,构建了单电极模式的柔性可拉伸摩擦电发电机,用来收集人体运动过程中产生的机械能;构建了非接触式摩擦电发电机,并探究了性能输出与接近距离的关系;构建了触觉传感器,并进行了接触式和非接触式传感模式的探究。通过模具成型的方法制备了柔性可拉伸摩擦电发电机,以PAAm-LiCl水凝胶做电极,以Ecoflex 00-30硅橡胶薄膜作摩擦层。制备的PAAm-LiCl 水凝胶电极可承受231%的形变,电阻率为26.5 Ω.cm。制备的摩擦电发电机可承受各种形变而不损害其性能输出,在水凝胶电极面积占比为70%时,该发电机开路电压可达117 V,短路电流可达1μA,在负载为160 MQ下平均功率为10 μW。除此之外,在非接触模式下,在两平行电极接近距离为1mm时,其开路电压为67 V,短路电流约为500 nA,同时在探究性能输出与接近距离的关系时,我们发现在极小范围内(约0-2.5mm),非接触式摩擦电发电机电压输出与两摩擦层间最近靠近距离成反比。另外,我们基于阵列电极模式制备了触觉传感器,所有电极呈阵列排布,由独立的通道连接至检测系统,并共用一个硅胶薄膜摩擦层。该器件不仅支持多点触控检测,而且还可以应用于非接触式近距离触觉感应,可以实现二维平面内非接触位移的实时监控。(本文来源于《厦门大学》期刊2018-06-30)

刘韵[9](2018)在《可穿戴式柔性触觉传感单元制备及测试》一文中研究指出针对触觉传感器存在一定的局限性,提出了一种基于无源无线的柔性触觉传感器,首先利用等离子体与表面活性剂联合修饰工艺提高柔性衬底与金属材料之间的粘附性;其次制备了具有周期性结构的褶皱电极结构;最后以无褶皱的CNTs/PDMS复合材料和有褶皱的电感为力敏敏感单元和输出单元,研制了无源无线振荡传感器结构并进行了手指弯曲测试。测试结果表明:手指在不同弯曲程度时,传感器的信号会发生明显的漂移,证明了其能够初步应用到手指弯曲感应方面。(本文来源于《电子器件》期刊2018年03期)

孙华通[10](2018)在《基于振荡共振理论的人体触觉传感装置系统研究》一文中研究指出老年人、糖尿病病人以及中风患者,因为躯体感受系统的机械感受器感受外部刺激的阈值升高,导致对触觉刺激或者身体平衡控制能力不足,这使他们易摔倒,并给生活产生诸多不便。因此,针对提高老年人和感知功能障碍病人的感知功能问题,基于振荡共振理论在神经系统方面的研究成果,设计了一套人体触觉感知传感装置。本文首先介绍人体神经系统生理学基础,详细分析了触觉感受器接受外部刺激的作用机理。根据振荡共振理论模型,理论证明存在最优调谐振荡幅值使系统输出信噪比最大,为装置设计提供理论依据。其次,根据装置的总体设计方案设计了装置的硬件电路。该系统选用STM32F103ZET6为中央处理器,加速度传感器MPU6050采集人体姿态特征信息,上位机通过串口模块CP2012可以实时监视采集的信息,并利用上位机软件miniMN实时显示和存储。依据采集到的姿态信息,中央处理器的定时器3和定时器4产生8路PWM信号,驱动微电机产生高频振荡作用于触觉感知部位,以提高人体的触觉感知功能。然后,基于嵌入式开发环境KEIL-MDK V5.0完成了系统程序开发。程序采用模块化编程,主要包括主控制台程序、人体姿态信息检测程序、触觉表达程序、按键控制程序,人机交互模块程序,经编译程序无误。最后,对装置进行整机调试,并对调试结果进行了分析。仿真结果显示,装置可以实时显示人体姿态情况,并且在不同输入电压下能够输出不同频率的高频振荡,为振荡共振理论在人体触觉感知方面的应用奠定了实验基础,具有一定的实用价值。(本文来源于《青岛大学》期刊2018-05-19)

触觉传感论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

近年来,随着机器人技术的高速发展,人们对机器人的要求也越来越高。而作为机器人重要组成部分之一的机械手,也随着机器人的技术发展而对机械手有了更高的要求。在以往,机械手更多的是应用在工业生产中,进行一些机械反复的动作,所有的工作过程都是由控制系统事先设定好的。而现在的机械手更多的是应用在服务业、医疗行业等,这就对机械手的控制要求以及灵活性变得越来越高。所以一直以来,实现机械手软抓取都是众多的研究学者们不断的追求。本设计通过利用机械状态监测诊断技术完成了对主动激励触觉传感机械手的设计装调。本文首先对机械状态监测诊断技术进行了概要分析,最终选定声学共振的方法来对机械手进行激励和振动特性的检测。其次在声学共振检测技术的基础上设计了一种新型的主动激励触觉传感器结构及其信号调理电路,将其安装于机械手上进行实验。然后利用LabVIEW软件对声学共振信号进行采集,并在频域范围内对声学共振测试系统的重复性和稳定性进行了验证分析,以及提取了主动激励触觉传感机械手系统在抓取不同物体、不同状态时振动的特征参数。最后利用了小波包理论对声学共振信号进行了消噪处理,并得到机械手在各个状态的功率谱及相应的能量特征值。通过对这些特征参数的分析,确定了该主动激励触觉传感机械手系统结构的振动特性,并获得了一组机械手不同负载稳定状态的“特征指纹”标记,为后续机械手软抓取的研究提供了理论基础。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

触觉传感论文参考文献

[1].张秀丽,韩春燕.协作机器人触觉传感装置的设计与碰撞实验[J].北京交通大学学报.2019

[2].杨立.主动激励触觉传感机械手系统振动特性研究[D].贵州大学.2019

[3].于新华,曹江浪,于雷,李光林,方鹏.应用于人工皮肤的压电驻极体触觉传感阵列研究[J].电子元件与材料.2019

[4].顾春欣.柔性触觉传感阵列设计及其接触信息反解方法研究[D].浙江大学.2019

[5].刘肖勇,丁宁宁,李森.深圳先进院研发出一体式离电子传感纸[N].广东科技报.2019

[6].武欣.用于智能机器人物体抓取中触滑觉信息检测的柔性触觉传感阵列研究[D].浙江大学.2019

[7].李欣,余建平,卢科青.基于混合频率激励的新型公共电极式电容触觉传感阵列设计(英文)[J].传感技术学报.2018

[8].武超.柔性可拉伸摩擦电发电机在能量收集和触觉传感中的应用[D].厦门大学.2018

[9].刘韵.可穿戴式柔性触觉传感单元制备及测试[J].电子器件.2018

[10].孙华通.基于振荡共振理论的人体触觉传感装置系统研究[D].青岛大学.2018

论文知识图

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触觉传感论文_张秀丽,韩春燕
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