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.     

基于声电原理触滑觉传感器的研究

滑觉检测是机器人实现软抓取的关键环节,首次提出了一种低成本的基于电声原理的小型滑觉传感器并进行了性能试验研究.该传感器主要由麦克风和一个密封腔组成,结构简单,成本低.通过把物体滑动时造成的微小震动信号转化为声电信号,利用小波分析处理采集到的信号.性能试验表明,该传感器能够提供可靠的触滑动信号.     

具有触觉临场感和肌电仿生控制功能的遥控机械手研究

提出了一种结合触觉临场感和肌电仿生控制技术的遥控机械手控制方法．采集手臂皮肤表面的肌电信号（表面EMG）,结合AR模型和贝叶斯分类方法判断出手部的运动模式,控制机械手完成相应的动作．触滑觉组合传感器以压电材料PVDF为敏感体,安装于遥控机械手的手指上．机械手抓握或触摸物体时产生触滑觉,触滑觉信号经处理后通过电刺激来刺激操控人员,实现触觉临场感;操控者可根据触觉临场感来掌握自己的手部动作．实验表明,所提方法能提高遥控机械手的仿生控制能力．     

仿生假手触滑觉研究

实现人体假手的触滑觉传感器，包括其结构设计、传感信号的采集、处理和感觉信息输出。传感器采用PVDF作为敏感材料，柔顺的传感器表面和小巧的尺寸使之能完全应用于仿生假手的手指上。信号调理电路完成信号的放大、滤波。信号数字处理完成触觉、滑觉信号的分离，并根据特征值的大小判断是否输出相应的感觉信息。     

电容式滑觉传感器设计与应用

提出了一种用于智能机器人仿生皮肤的电容式滑觉传感器,用以解决智能机器人软抓取过程中滑觉信息的感知问题.阐述了电容式滑觉传感器的结构设计、滑觉感知机理,并借助ANSYS有限元仿真软件进行滑觉感知机理验证.基于CC2530低功耗微处理器与AD7147-1型电容数字转换器构建便携式电容滑觉信息感知系统.根据差分电容式滑觉传感器的输出可实现全方向性滑觉力检测功能.实验结果表明:该电容式滑觉传感器具有结构简单、设计合理、加工制作方便、成本低且高灵敏度等优点.     

助老伴行机器人的触滑觉驱动控制系统设计开发

为了帮助老年人能够更加柔顺自然的与助老伴行机器人之间进行交互,设计开发了一种基于触滑觉感知的助老伴行机器人驱动控制系统。首先提出了助老伴行机器人触滑觉驱动控制系统的总体设计方案;然后设计开发了一种触滑觉感知系统,并以助老伴行机器人机械本体为基础设计搭建了完整的驱动控制系统;提出并研究了一种基于BP神经网络的助老伴行机器人驱动模式识别方法。最后,对整个系统进行集成并进行了试验。结果表明：为助老伴行机器人设计开发的触滑觉驱动控制系统是完全可行的,能够实现老年人与助老伴行机器人之间的驱动控制功能。     

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。     

一种低成本滑觉传感器的试验研究

滑觉检测是机器人实现软抓取的关键环节.为提供可靠的、全面的滑觉信息,提出了一种低成本的基于光电原理的小型滑觉传感器并进行了性能试验研究.该传感器主要由弹性触头和一对光电管组成,结构简单,成本低.通过把物体滑动时造成的微小震动信号转化为光电信号,既而由信号处理来实现滑觉检测.性能试验表明,该传感器不仅能够提供可靠的滑动信号,并且可以通过数据处理提供滑动程度的判定,本文通过试验建立了判定模型.     

多传感器手爪的研究

本文介绍了一种多传感器机械手爪，手爪上安装了接近觉接触觉滑觉滑力觉滑热觉与温觉等５种传感器。该手爪与简易视觉结合能使机器人完成一些不同截面形状和材质工件的识别。     

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Maxwell软件的齿轮测速传感器的磁路分析

齿轮测速传感器在工业测量和自动控制中有着广泛而重要的应用,其中尤其以磁敏类传感器应用最为广泛.对比于光电类齿轮测速传感器,磁敏测速传感器抗震动,不怕油污,特别适合在恶劣条件的工业现场使用.齿轮的形状和大小强烈的影响传感器检测到的磁通的分布,进而影响到信号的检测,因此测速齿轮可以设计成不同与传动齿轮的非标准齿轮,使得检测信号最大.有限元模拟软件Maxwell在磁场模拟中有着广泛的应用,其界面简单,使用方便,模拟真实.本论文以Maxwell为基础对测速传感器的磁路进行分析,以磁敏感芯片为中心,分析了齿轮的尺寸和形状,永磁磁铁和齿轮之间的气隙,以及永磁磁铁的磁感应强度的大小,分析的结论对实际传感器的设计有较好的指导意义.     

新型电容式液位变送器的研制

本文介绍了一种电容式液位传感器的工作原理和电路设计的新方法,它通过利用单片的电容/电压信号转换芯片CAV424实现了对电容量简单而准确测量,该变送器具有测量精度高、可靠性好和较高的性价比等优点.     

压阻式高温压力传感器温度补偿与信号调理设计与测试

设计制作了一种集成信号调理电路的高温压阻式压力传感器,包含倒装式的压敏敏片、无源电阻温度补偿电路和信号调理电路组成;压敏芯片的制作采用SOI材料和MEMS标准工艺,温度补偿和信号调理电路采用高温电子元件;试验表明,无源电阻温度补偿具有显著的效果;此外,采用了高温信号调理电路来提高传感器的输出灵敏度,通过温度补偿来降低输出灵敏度;与传统的经验算法相比,所提出的无源电阻温度补偿技术具有更小的温度漂移,在220℃条件下传感器输出灵敏度为4.93 mV/100 kPa,传感器灵敏度为总体测量精度为±2%FS;此外,由于柔性传感器的输出电压可调,因此不需要使用一般的电压转换器随动压力变送器,这大大降低了测试系统的成本,有望在恶劣环境下的压力测量中得到高度应用。     

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。     

A CMOS temperature sensor and auto-zeroing circuit with inaccuracy of −1/+0.7 °C between −30 to 150 °C

An energy efficient complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) temperature sensor and signal conditioning circuit with auto zeroing technique has been enunciated in this paper. In the present study, a novel CMOS temperature sensor based on sub-threshold MOS operation has been presented, which is designed for Aerospace applications. The proposed sensor does not use bipolar junction transistor (BJT) for sensing; instead it utilizes the temperature dependency of the threshold voltage of MOSFET. The proposed temperature sensor is designed to sense −30 to 150 °C and its sensitivity is 1.4 mV/°C while the power consumption is 60 nW. The accuracy of sensor is mainly limited by offset and flicker noise (1/f) noise, which is cancel by the autozeroing circuit with the help of switch capacitor circuit. The sensor circuit is designed with biasing sub circuit for controlling the curvature correction. The proposed temperature sensor and signal conditioning are simulated in a Cadence Analog Design Environment with UMC90 nm library. The simulation result shows an inaccuracy of −1/+0.7 °C.

     

基于厚膜技术的瓦斯体积分数检测系统

研制一种基于厚膜技术的瓦斯体积分数传感器阵列,阐述了该传感器阵列的制作工艺和方法。设计出一种具有与该传感器阵列相适应的高检测灵敏度信号处理电路,该电路将实时采集到的数据通过串口发送到PC机,PC机数据采集界面可实现对单片机的控制,在任一时刻可选通一路传感器工作并能实时显示瓦斯体积分数,当体积分数超出一定警戒值时能够报警提示用户。     

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。     

一种四元热释电红外传感器仓储安防系统设计

为满足仓储设施对安防智能化的需求,设计一个智能控制的报警器。以单片机控制技术与传感器技术为基础,单片机AT89S52和热释电红外传感器模块DYP-ME003E为基本器件,构成报警控制系统,通过对输入传感器信号的处理,控制相关模块,实现报警、记录、显示功能。测试表明,本文讨论的报警系统各模块电路能够正常运行,信号接收灵敏度较高,能够判断是否误触发,较好地实现了单片机智能控制报警功能。     

谐振式MEMS磁传感器接口电路设计

介绍了一种谐振式微系统（MEMS）磁传感器的接口电路,电路由驱动电路和信号检测处理电路组成。驱动电路采用直接数字频率合成器（DDS）产生磁传感器驱动信号,同时为检测电路提供同步信号;信号检测处理电路对磁传感器输出信号和 DDS 产生的同步信号进行同步解调,最终得到所需的磁场信号。最后对电路的性能和测试结果进行分析和总结。