具有感觉反馈的仿生假手人机交互研究

仿生假手是一个典型的生机电一体化系统.针对现有假手缺乏感觉反馈的问题,研究了具有双向信息传输能力的生机电一体化假手人机交互系统.采用压力传感器阵列检测肌肉压力分布信号,通过压力分布图的构建,基于主成分分析的特征提取和基于KNN分类器的特征识别方法实现了人手多运动模式的解码.基于假手力传感器,采用电刺激方式实现了假肢接触力向人体的感觉反馈.实验表明,基于肌肉压力分布信号的手部多运动模式识别方法具有较高的正确率,采用具有感觉反馈的交互控制系统可提高假手的抓取能力.     

具有触觉和肌电控制功能的仿生假手研究

研究一种能感知接触和滑动、且由肌电信号控制的高仿生能力电动假手.触滑觉组合传感器以压电材料PVDF为敏感体,安装于仿生电动假手的手指上,具有良好的动态触、滑传感能力,同时,假手佩戴者通过一皮肤刺激器获得人工触滑感觉.用改进后的功率谱比值与基于Bayes统计决策的多信息融合相结合的方法完成肌电信号的多运动模式识别,并在电动假手的控制上,采用肌电信号与触滑感觉信号作为双重控制信号源,取得了良好的仿生控制效果.     

可任意构造自扫描阵列传感器技术

提出了用多个点传感器的构成可以测量同种或不同种参数的多维阵列传感器的方法和技术。所得的信号采用自扫描方式，并实行多路、多向信号同时传输，以利提高阵列传感器的采样速度，实现数据并行输出。此法特别适合于传感信息图象化处理，其输出可直接用于显示、驱动可形成图象数据。     

一种水下机器人的工程触须的研究

本文介绍了一种类似生物触须的水下作业机器人的触觉传感器的工作原理和结构，并对传感器信号进行处理，为机器人控制提供感觉信息．     

线控转向汽车传感器的智能容错设计

在汽车线控转向优化控制的研究中,汽车传感器容错技术模型精确度低和易受扰动影响等问题,造成汽车的安全性能受到影响。针对传统解析关系模型精度低,采用了邻域粗糙集模型对传感器信息进行预处理,用以精确找出与容错对象存在解析关系的相关联传感器信息;为了消除观测器的扰动影响,利用了神经网络组建容错对象的冗余信息,将关联传感器信号作为径向基神经网络的输入,容错对象的信号用作进行监督训练。利用神经网络的估计输出和容错对象的输出差值,即残差是否超出门限来实现故障判别,在残差超过门限后进行输出控制,屏蔽故障传感器输出,可用神经网络的估计输出来完成信号补偿。通过仿真表明,改进设计具有较好的抗噪性和逼近能力,能很好的完成故障检测和信号补偿,达到容错控制的目的。     

多自由度仿生假手嵌入式控制系统及其抓取策略

为一种能够实现5 指独立动作以及具备人机交互能力的多自由度仿生假手设计了手部嵌入式控制系 统．该系统由传感器系统和运动控制系统构成,集成于假手机体内部,通过通信总线与上层控制器交换信息．传感 器系统包括3 种类型,共12 个传感器,可为假手自主抓取以及人机交互中的感觉反馈提供数据,运动控制系统用于 控制、驱动各手指动作．此外,本文以基于位置的阻抗控制为底层,以动作预构形为上层设计了分层控制策略．实 验表明,该嵌入式控制系统和分层控制策略使假手实现了自主抓取功能,提高了抓取的柔顺性、稳定性和适应性．     

肌电假手感觉反馈机理研究

基于振动电机的肌电假手感觉反馈首次应用在HIT多自由度假手中。对肌电信号的拾取方式和肌肉动作分配作了规定,概述了假手的整体工作模式,着重在机理研究的基础上利用振动电机进行了感觉反馈的应用。在满足应用功能和所占空间小的前提下实现了假手整体系统的可靠运行,避免了各模块间信号的干扰。     

基于MSP430的肌电假手系统设计

在对人体表面肌电信号研究的基础上,设计出一种肌电假手系统,其中包括肌电信号采集调理系统和假手控制系统。肌电信号经信号调理电路放大、滤波、陷波后,由低功耗的MSP430F149单片机进行A/D转换、特征计算。单片机结合肌电信号与触滑觉传感器反馈的信息来控制电机转向与转速,从而控制假手做出相应动作。通过实际采集的肌电信号在示波器上显示的波形与假手的动作进行对比,说明系统设计是合理有效的。     

基于多重相关法的涡流阵列传感器信号处理研究

分析了多重相关法的基本原理,搭建了用于测试一种平面涡流阵列传感器提离效应的实验平台,并采用多重相关法对其多通道含噪声输出信号进行消噪处理,提取出多通道输出信号同激励输入信号幅值比和相位差信息,并分析了提离距离对输出信号的影响。研究结果表明:将多重相关法应用于该平面涡流阵列传感器的多通道含噪声输出信号的消噪处理效果明显,该算法大大提高弱强度、强背景噪声信号的信噪比;随提离距离的增加,阵列传感器各通道输出信号同激励输入信号的幅值比单调递增,而相位差基本保持不变,这些规律为该传感器的进一步研究与应用提供了参考。     

基于PVDF压电薄膜灵巧手触觉传感器的研究

研制一种可以感知触滑觉的传感器,该传感器由PVDF薄膜制作,因其柔顺的表面及小巧的尺寸使之能粘贴在手指上.信号处理电路对薄膜产生的微弱电荷信号进行转换、滤波、放大.软件程序采集并分离触滑觉信号,根据特征值的大小判断是否输出相应的感觉信息.     

压阻阵列触滑觉复合传感器

本文介绍了一种压阻式16×16点阵,间距为1mm的触觉传感器的结构、设计及制作方法, 对传感器采样电路的工作原理也作出了较详细的阐述．文中还简单介绍了阵列触觉图像处理 的方法和如何通过触觉图像的动态变化得到滑动信息,最后给出了传感器的实验结果和结论 ．     

一种柔性三维力触觉传感器阵列的实现方法

介绍了一种可安装在曲面上,对三维力进行检测的柔性三维力触觉传感器阵列的实现方法.首先采用MEMS技术制备三维力触觉传感器阵列,再将多个三维力触觉传感器单元分别通过倒装焊技术集成在已加工好的柔性电路板基底上,实现了传感器与信号处理电路的互连和传感器阵列(4×4)的柔性化.采用信号选通的多路信号采集方法简化了传感器阵列的信号处理电路.测试结果表明,柔性触觉传感器阵列可弯曲变形90°以上,检测三维力的分辨率达到0.1 N.     

一种新型柔性触觉阵列传感器信号处理电路设计

依据一种利用压阻特性的3×3点阵的柔性触觉传感器,设计了针对这种新型柔性触觉传感器的信号处理电路。该电路能完成信号放大、阵列信号的选通、A／D转换以及通过LED电路对其信号的采集。并详细地阐述了电路的原理和所用芯片的功能。所设计的信号处理电路能够判断出这种触觉传感器单元所受三维加载力的大小和位置。通过在正向压力的加载试验,验证了电路的可行性。     

基于触诊成像的肿块识别系统研究与设计

乳腺癌的早期发现对于乳腺癌的治疗有十分重要的意义,设计了基于触诊成像的肿块识别系统。该系统由压力信号检测单元、信号控制单元和图像处理单元组成,压力信号检测单元实现压力信号的采集,信号控制单元由FPGA控制多路开关的选通来扫描压力阵列传感器的电容信号,并将数据通过EZ-USB发送给上位机,图像处理单元对压力图像进行处理来滤除噪声。其中图像处理单元是该系统的枢纽,运用最小二乘曲面拟合校正压力图像,最大类间方差法和基于滤波的图像邻域评级技术对压力图像进行分割,对压力图像进行线性插值来提高图像分辨率。实验结果表明,该系统可以在复杂噪声图像中有效地识别出肿块。     

基于PVDF的三维力机器人触觉传感器的设计

当机器手抓取时物体受力信息检测是抓取过程顺利进行的基础,检测三维方向上的力便可充分反映物体的受力信息。当前用于抓取过程中三维力检测的触觉传感器还存在着一些不足,基于此,论文拟设计一种基于PVDF的三维力机器人触觉传感器。论文展示了传感器的结构设计,建立了压电薄膜及传感头结构的数学模型,设计了调理电路并对传感器进行测试和验证,结果表明该传感器能有效检测机器手抓取过程中的三维力信息。     

用PVDF制作的机器人传感器

在分析PVDF敏感特性的基础上，阐述了用核材料研制的三维腕力传感器、阵列压力传感器及热觉传感器，给出了三种传感器的结构及相应信号处理方法．     

移动机器人非视觉传感器及其信号处理方法

非视觉传感器是机器人认识和了解外部环境的重要途径，移动机器人常用的非视觉 传感器包括超声、红外、接近传感器等．这些传感器大多是以环或阵列的形式出现，因此其 信号处理往往要占用机器人大量的CPU时间．本文提出了一种采用多DSP控制和处理各类非视 觉传感器的方法，给出了传感器信号处理的原理和具体实现．同时我们引入了并行处理的机 制，各类传感器信号处理可同时进行，在很大程度上提高了机器人传感器信号处理的速度， 有利于机器人在实时动态环境中运行．并给出了非视觉传感器信号处理的实验结果，验证了 该方法的有效性．      

基于随机共振的机器人二值化触觉传感器降噪方法

机器人触觉传感器由于测量机理、敏感元件、维间耦合干扰、读取电路噪声等多方面的原因,存在着较强的干扰噪声,这种噪声对触觉信号的二值化过程带来了严重影响,本文首次利用非线性系统的随机共振现象,对机器人触觉传感器的二值化过程进行优化,从而实现二值化触觉传感器的降噪,实验结果证明了本方法的有效性。