基于射流方法的几何图形触觉再现技术研究

针对触觉临场感技术中几何形状再现的问题,提出了基于射流触觉方法的几何图形触觉再现技术,论述了射流几何图形触觉临场感再现的原理,探讨了几何图形的触觉表达,并进行了相关实验验证.在实验的基础上,提出并讨论了关于几何图形再现的触觉满意度评估指标.     

基于音波技术的时空双通道机器人触觉再现系统研究

介绍了一种基于音波播放的时空双通道机器人触觉再现系统.系统采用音波播放技术提供触觉再现所需要的电流刺激信号和空间触点选通信号.时间通道的电流刺激控制信号和空间通道的触点选通信息均由音波处理软件根据系统需要预先设计生成.计算机声卡输出的双声道音波信号分别对应于时空两个通道的控制信息.上述信号进一步处理后将提供触觉再现刺激电流并选通相应触点.该触觉再现系统能够为操作者提供温和舒服的触觉感受.     

斜坡触觉及射流触觉显示器技术研究

简要介绍了斜坡触觉原理,在此基础上阐述了基于水射流方法的触觉显示器技术原理,建立了反映射流压力与触觉感受量之间关系的触觉模型,并对指端弧面对射流触觉的影响进行了分析计算,通过模型分析认为射流作用下指端的触觉感受量是一个相对稳定的量,因此拥有较宽的动态范围。参考振动触觉语言给出了射流触觉的触觉语言,并讨论了射流触觉的显示内容和技术手段等应用层面上的问题。     

实时触觉再现接口的设计与实现

提出了一种具有实时触觉反馈作用的人机接口装置的设计方法,以控制弹性梁的有效变形长度为核心,保证了触觉再现的实时性和准确性,从而可以在操作者指端大范围再现虚拟对象或远程对象的刚度.介绍了该人机触觉再现接口装置的机械设计、传感器系统、直流伺服控制系统以及数据采集系统的设计.该实时触觉再现接口具有尺寸小、刚度再现范围大等特点,可广泛应用于遥操作机器人和虚拟现实领域.     

遥作机器人触觉临场感的电触觉实现

本文对电触觉的实现作了实验性研究．提出了在操作者手指上实现触觉再现的电极形状和分布以及刺激电流波形，并由此给出了实现遥作机器人触觉临场感的系统构成及实现方案．该系统可使操作者遥感到从机器人机械手指与点，线，面等形状物体的接触，位置分辨力可达２．２ｍｍ．     

遥作机器人触觉临场的电触觉实现

本文对电触觉的实现作了实验性研究，提出了在操作者手指上实现触觉再现的电极形状和分布以及剌激电泫波形，并由此给出了实现遥作机器人触觉临场感的系统构成及实现方案，该系统可使操作者遥感到从机器人手指与点，线，面等形状物的接触，位置分辨力可达２．２ｍｍ。     

机器人临场感的电触觉再现技术研究􀀁

本文在阐述机器人触觉临场感再现技术的相关原理及实现技术的基础上,指出了目前电触觉再现技术中存在的问题,提出了实现电刺激电流在线调节的新构想。文章最后述及了国专家学者关于触觉概念的新观念,并认为在未来一段时间内,与此相关的课题将是触觉研究的重点方向。     

小型化柔性触觉再现装置

提出了一种小型化的具有实时触觉反馈作用的人机接口装置的设计方法,以控制弹性梁的有效变形长度为核心,保证了触觉再现的实时性和准确性,从而可以在操作者指端大范围再现虚拟对象或远程对象的刚度。介绍了该小型化人机触觉再现接口装置的硬件设计和软件设计。该实时触觉再现接口具有尺寸小、刚度再现范围大,可方便与鼠标相结合等特点,可广泛应用于遥操作机器人和虚拟现实领域。     

机器人触觉临场感电触觉反馈技术研究

本文对机器人触觉临场感电触觉反馈技术进行了实验性研究。设计出了电触觉反馈装置和触觉反馈手套,结合我们已经研制出的指形触觉传感器和数据手套构成了遥操作机器人触觉临场感系统。联机实验结果表明,该触觉反馈装置能够给操作者提供有效的触觉反馈。     

基于摩擦力控制的触觉再现系统研究

作为新兴的人机交互技术,触觉再现技术能够再现虚拟物体的表面特性,提高虚拟现实系统的真实性。在目前现有的触觉再现技术中,基于摩擦力控制的触觉再现技术能够实现连续的、精细的纹理触觉再现,已成为触觉再现领域的一个研究热点。因此,设计一套基于摩擦力控制的触觉再现系统就显得尤为重要。基于此,文中利用空气压膜效应原理,设计了一套基于摩擦力控制的触觉再现系统,该系统能够实现虚拟纹理的触觉输出。文中首先描述了空气压膜效应的产生机理,然后详细讲述了该触觉再现系统的整体构成,最后,通过一系列的触觉感知实验验证了该系统的有效性。     

基于光学的触觉传感器电路设计

相较于电信号触觉传感器,基于光学的触觉传感器性能更好,受外界环境影响小,抗干扰性能更高.触觉传感器以弹性材料模拟人体皮肤,在弹性材料内部有标记点阵列.用摄像头拍摄标记点的图像,通过测量弹性材料受力发生形变时标记点阵列的位移情况来求解出力的分布情况,进一步计算出触觉信息.传感器采用EP4CGx30为主处理芯片,采用双层电路堆叠的方式实现,总尺寸为40mm×20mm×15 mm.     

基于触滑觉感知的智能假肢抓握控制方法研究

【】触觉和滑觉感知功能是仿生假手不可或缺的感知功能。本文在原有智能假肢的基础上,通过对触滑觉感知方法的研究,包括触滑觉传感器的选型、后续测量电路的设计和测点布局分析等,开发了一种可以同时实现触觉和滑觉感知的智能假肢。进而,通过模糊逻辑控制方法的引入,实现了假肢的可靠抓握功能及抓握保持过程中的自适应响应控制。实验结果表明,该智能假肢可以实现假肢抓握的稳定控制,并在被抓握物体产生滑动时进行精准快速的自适应响应控制。     

机器人触觉传感技术研发的历史现状与趋势

触觉是机器人实现与外部环境直接作用的必需媒介．相对其它机器人传感技术触觉传 感技术已明显落后．本文从总体上简要回顾触觉传感技术研发历程，分析指出其中的不足与 主要原因．在简述目前触觉传感技术研发的现状后，介绍分析机器人技术发展的新趋势及随 之而来的触觉传感技术发展趋势．对今后触觉传感技术的研发提出我们的见解．     

基于光学触觉传感器的肿块检测研究

肿块检测可以帮助患者更早地发现潜在的疾病,提高患者的生存率。针对如何使用非侵入式方法检测组织样本中的肿块这一问题,制作了一款结构简单、校准方便的光学触觉传感器,并提出了一种基于表面重建的肿块判别算法。该方法对触觉传感器采集到的原始图像进行深度重建,并从重建图像中减去正常组织产生的基线图像,从而获得由肿块产生的异常触觉图像,并将处理完的图像送入神经网络中进行肿块检测。结果表明,该方法能够有效地分辨出直径在6～10 mm、嵌入深度在1～5 mm的肿块,验证了所述方法的实用性与可行性。最后,基于该方法与流程,讨论了肿块大小、肿块嵌入深度和正常组织硬度对肿块检测结果的影响。提出的非侵入式的肿块检测方法探索了光学触觉传感器在肿块检测领域中的可行性,为相关领域进一步的研究提供了新的思路。     

一种基于阵列式触觉传感器的主动触觉搜索方法及仿真

本文在一种二指节手指模型的基础上，提出了一种新的主动触觉搜索策略和方法，综合利用阵列式触觉传感铭的输出图象来不断改变机械手的姿态，从而依次有序地搜索到三维物体的特征点，并据此生成物体的三维图形。此外还讨论了上述方法的计算机仿真实现。     

一种新型手臂力触觉反馈装置的设计与实现

力触觉是重要的非视觉信息来源之一，通过触觉向人类传递丰富的信息被广泛应用于各个领域。为解决基于振动的力触觉反馈中所存在的振动器与皮肤之间接触力不可调和重复穿戴时接触力不一致而影响振动感知的问题，提出了一种利用气囊来调节振动器与皮肤之间的接触力的方法，并以此设计了一种新型手臂力触觉反馈装置。为验证装置的有效性，设计了不同的振动强度识别实验。实验结果表明，对于参与实验的受试者，振动器与皮肤之间的接触力对振动强度的识别的影响是显著的，在气囊内外气压差为15 mbar时，振动强度的识别率最高，为76.67%。     

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。