一种仿生神经元纤维皮肤传感器的研究

分析了高分子聚偏二氟乙烯化ＰＺＴ薄膜丝纤维束神经末梢在高分子充水薄膜微球层之中呈立式放置和缠绕式放置的三维应力压电效应，通过感应局部深层恒压、斜向深层变化压和表层静压得到触觉、滑觉和温觉。     

表面部分电极含金属芯压电纤维气流传感特性研究

含金属芯压电纤维可以模仿昆虫的毛发感受器,感知周围环境的气流变化。在含金属芯压电纤维的部分纵向表面涂镀电极,制备了表面部分电极含金属芯压电纤维传感器PMPF（Partial electrode of Metal core Piezoelectric Fiber）。基于平均电荷法,建立了悬臂梁结构PMPF准静态气流传感模型,分析了PMPF产生的电荷值与表面电极分布角度、纤维长度、气流流速和气流方向的关系。搭建了实验系统,测试了PMPF对冲击气流的响应,验证了理论模型。结果表明,PMPF的传感信号和气流流速成指数关系,和气流方向成“8”字形关系。PMPF具有气流速度和方向的传感性能。     

PVDF压电薄膜制作传感器的理论研究

用PVDF压电薄膜设计传感器是近年来在传感器领域研究的一个新热点,通过对PVDF压电薄膜的压电性能的分析,根据弹性力学的薄板理论和压电效应的物态方程,导出PVDF压电薄膜的传感方程,并对偏转角口的情况进行了讨论;为用PVDF压电薄膜制作传感器提供理论基础。     

一种感应式仿生触须传感器

为模仿动物触须对环境的敏锐感知能力,设计了一种感应式仿生触须传感器,并开展实验研究。该传感器以线性霍尔为敏感元件,以细不锈钢丝为触须材料并固定小磁钢,用以测量作用在触须尖端的刺激作用。讨论了触须传感器的工作原理,分析了传感器特性。试验表明:该传感器具有良好的静态与动态性能,且输出能充分反映被扫描物体的形状、尺寸和表面特征,可用于物体形态与表面纹理的有效识别和机器人自主避障。     

一种新型机器人仿生皮肤的设计

针对现有的大多数机器人触觉传感器矩阵结构复杂、不适合大面积使用等缺点,提出一种新型机器人仿生皮肤触觉传感器的设计.该仿生皮肤由导电纤维网络、绝缘格点、硅橡胶绝缘层及6条引出线等组成,根据电阻分压原理获取外力作用位置信息,根据电容变化原理间接测量外力的大小,无需额外的力检测元件.实验结果表明,本触觉传感器具备力与位置测量功能,同时能够降低矩阵网络布线复杂度,可作为机器人全身服装使用.     

一种仿生触须传感器的设计与分析

为了增强机器人对未知环境的感知与识别能力,设计了一种基于霍尔效应的仿生触须传感器。针对该传感器建立了触须感知模型,并在此基础上进行仿真实验,分析触须轴的不同材质和长度对触须传感器感知结果的影响。同时,提出了可通过触须的偏转幅度来估计目标物距离和角度位置的被动和主动感知方法。实验结果表明：利用该触须传感器能够快速、准确地感知外界环境信息。     

一种适合于机器人仿生皮肤传感器的性能研究

本文分析了聚偏二氟乙烯（PVDF）制作具有触觉、 滑觉、温觉的仿生皮肤传感器的结构,研究其压电特性,建立仿生皮肤的分析模型。     

一种仿生壶腹嵴的振动传感特性研究

为了研究人耳半规管中壶腹嵴的振动传感特性,本文采用表面对称电极含金属芯PVDF纤维(SMPF)传感器,代替人体纤毛细胞感受器,并模仿人体壶腹嵴的结构,设计制备了一种仿生壶腹嵴。根据压电方程和振动理论,建立了仿生壶腹嵴的振动传感理论模型。搭建了实验系统,测试了仿生壶腹嵴的振动传感功能。实验结果表明,仿生壶腹嵴在液体压力作用下可以产生相应的变形,而通过SMPF的输出电荷信号,可以感知仿生壶腹嵴受到的振动激励,包括正弦与冲击振动的波形、频率和幅值。实验结果验证了理论模型,同时验证了人体半规管中,壶腹嵴具有振动感知的能力和作用。     

一种嵌入式仿生测角传感器的设计与实现

模仿沙漠蚂蚁复眼的偏振敏感导航定位机理,设计了一种以光电二极管为光电转换元件、以ARM微处理器为控制处理核心的航向角度测量传感器.分析了仿生测角传感器的工作原理,设计了传感器的硬件结构与软件程序,构建了传感器原理样机.利用精密转台进行角度输出实验,结果表明:该传感器性能稳定,精度较高,能满足实际导航需求.     

一种用于智能机械手测距觉的PVDF 超声传感器

研制了一种高灵敏度、宽频带及广开角的智能机械手测距觉PVDF超声传感器.其通频带为10~52kH _2(—6dB),宽频带内接收电压灵敏度为69.7dB.指向性广开角为±30°.论述了其结构设计、宽带原理、基本性能及应用实例.研究结果可供设计智能机械手距离觉传感器时参考.     

阵列式MEMS仿生矢量振动传感器研究

针对在同一个物理测试过程中,往往会遇到很多所需测量振动信号的大小和频率在大范围内变化,而一个振动传感器很难满足测试要求的情况,提出了一种四单元集成阵列式仿生矢量振动传感器,4个微结构传感器量程分别为:10,100,500,1 000 gn。在分析敏感结构数学模型的基础上,用ANSYS软件对阵列敏感元件进行仿真,最后对加工好的传感器进行了相关的测试。测试结果表明:该阵列式振动传感器在二维方向的灵敏度高,线性度好,输出稳定性好。量程为100 gn传感器x向灵敏度为2.6134 mV/gn,线性度为0.99991,y向灵敏度为2.5563 mV/gn,线性度为0.99968。     

一种聚合物血压传感器

讨论了应用压电聚合物聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜制作的血压传感器件的设计原理、结构和信号检测。实验结果发现这种传感器具有质量轻、结构简单、灵敏度高、没有人为因素影响等优点。     

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。     

仿生湿吸二维微力传感器设计与试验研究

设计了一种L型的二维微力传感器,该二维微力传感器采用悬臂梁式结构。在弹性力学和材料力学基础上,利用Solidworks三维建模软件和ANSYS仿真软件对传感器分别进行模型建立和有限元应变分析。对该二维微力传感器的实体进行标定,得出了力和输出电压之间的关系。然后,在设计与分析二维微力传感器的基础上,研制了二维微力传感器阵列测试系统。最后,在测试系统实施了不同预压力下的湿吸力测试试验,验证了传感器和系统的可靠性。     

基于MSP430的仿生偏振光导航传感器的设计与实现

根据沙漠蚂蚁Cataglyphis的导航机理,采用分段导航算法研制了以MSP430为控制核心的偏振光导航传感器.该传感器利用分段算法通过变化明显的两路电压信号计算导航角,分辨率高,采用混合信号处理器降低传感器功耗,无线通信方式增加了信号传输距离和灵活性,方便应用.分析了传感器导航机理和分段导航算法;设计传感器的硬件电路...     

基于PVDF传感器的阶梯梁实验模态分析

以两端固定阶梯梁为例,采用多点激励、单点测量方法通过矩形聚偏氟乙烯（ PVDF）压电薄膜传感器进行实验模态分析,并与数值计算结果和小质量加速度计实验结果进行对比。理论计算和实验表明：PVDF传感器可以代替传统的加速度计进行实验模态分析,对阶梯梁模态分析效果很好,并且PVDF传感器具有连续分布式、质量轻、频响宽、价格相对低廉等优点。     

基于PVDF压电传感器的车辆动态称重信号的研究

聚偏二氟乙烯(PVDF)是一种高性能压电材料,非常适合应用于车辆动态称重的环境。针对PVDF传感器的特点,提出用阻尼振动模型分析PVDF传感器产生称重信号的过程,给出称重信号的频谱特点,并在自主设计的实验平台基础上对该信号进行测量。实验结果显示:相对于低频噪声,称重信号主要分布在高频段,该特点为滤除系统噪声提供了依据。根据该特点设计称重系统可以有效地减少算法设计的复杂度,提高系统的测量精确性。     

PVDF土压力传感器

为适应土中动态压力测试的需要,研制了PVDF土压力传感器;介绍了传感器的测压工作原理及传感器的结构,并给出了传感器在某爆炸冲击试验中的应用情况;试验表明,PVDF压力传感器适合于爆炸荷载作用下土中压力测量。