用于机器人关节的柔性压力触觉传感器设计

分析了碳纤维/硅橡胶导电复合材料的拉伸、弯曲及压敏特性,基于上述特性设计了一种新型的应用于机器人关节等活动部位的柔性压力触觉传感器。通过解耦算法解决了拉伸、弯曲引起的干扰问题,构建了求解接触压力的数学模型。实验结果表明,该柔性触觉传感器具有拉伸和弯曲性,并消除了拉伸和弯曲对接触压力的检测的干扰,可应用于机器人关节。     

电容式触觉传感器信号检测系统的设计

信号检测系统对电容式触觉传感器的分辨力、稳定性和信噪比都有重要影响.设计了一种基于PCap01电容数字转换芯片的电容式触觉传感器的信号检测系统,采用FPGA控制多路开关选通电容式触觉传感器的触觉单元并进行阵列式扫描,通过SPI通信读取PCap01的测量结果后通过USB通信将数据传输给上位机,在上位机中以三维柱状图和曲面图动态显示电容式触觉传感器表面的受力情况,系统的采样速率可达15帧/秒.实验结果表明,设计的信号检测系统可以满足电容式触觉传感器的需求,通过采集的数据可以获取电容式触觉传感器表面的受力信息.     

开发机器人的触觉

机器人抓取不同物品,识别人类手势,甚至指挥手术工具的能力正在快速增强。一个新的传感器、驱动器和软件的结合物将使机器人具有比人类更敏锐的触感。这可能对工业机器人和假手制作来说是一个重大进步。在南加州大学维特比工程学院的研究人员已经开发出一种专门设计的机器人,它通过感应材料的质地可以辨别大范围的天然材料,这远远超越了人类。该机器人装有一种新型的模拟人类指尖的触觉传感器。它使用这种算法来模仿人类通过触摸来判断材质的模式。     

光纤式机器人触觉传感器静态特性的实验研究

介绍了一种光纤式机器人触觉传感器，分析了这种传感器的静态特性，并通过理论分析和实验研究提出了一种消除干扰的方法。实验结果证明，传感器的最大绝对误差为０．０５３ｋｇ，相对误差为０．６２％。     

基于质心识别对阵列式触觉系统的压力和温度信息研究

机器人触觉是机器人在非视觉传感器领域里获取环境信息的重要知觉形式,本文利用硅压阻式压力传感器组成阵列式触觉系统,将采集到的压力和温度信息组成灰度图像,经过对图像的预处理、区域分割、质心识别后,判断出物体的滑移情况,并将结果利用图像形象化的显示出来.实验结果表明,该方法可以快速有效的对物体滑移做出判断,并且可以直观的显示出物体表面温度分布情况.     

基于多传感器信息融合的机器人障碍物检测

针对单一传感器在机器人避障过程中不能全面且准确定位障碍物的缺点,提出基于多传感器信息融合的障碍物检测方法。第一阶段使用视觉传感器检测未知环境中的障碍物,通过Zernike矩边缘检测方法提取障碍物图像边缘,然后采用Hough变换原理提取障碍物的直线特征,获得障碍物大概位置;第二阶段使用超声波传感器和红外传感器对障碍物进行检测,获得障碍物准确位置;最后使用联合卡尔曼滤波对3种传感器获得的信息进行融合,得出融合后的障碍物位置信息。实验结果表明:该方法克服视觉传感器、超声波传感器和红外传感器的局限性,可以精确感知机器人周围的未知环境信息,并能够检测和定位机器人路径上的障碍物,定位误差6 cm,满足机器人避障的实时性和可靠性需求。     

电阻式柔性触觉传感器的研究进展

电阻式柔性触觉传感器具有柔韧灵敏、简单可靠、检测范围广、易于集成化等特点，在触觉感知、人机交互、医疗健康等传感应用领域占据着极其重要的地位，具有广阔的应用前景。随着电阻式柔性触觉传感器的发展，其制备技术和结构设计愈加精密成熟，3D打印技术的应用以及各类微结构的设计使传感器柔韧性和灵敏性得到了极大的提高。然而，目前高性能电阻式柔性触觉传感器的制作工艺仍旧十分复杂，严重限制了其批量生产的能力。再加上电阻式柔性触觉传感器不能实现剪裁拼接、高效低耗等功能，因而无法满足人们对其大面积覆盖和高密度触觉感知的期望。此外，就性能而言，电阻式柔性触觉传感器也难以实现高柔与高敏的兼顾效果，在传感上仍有局限性。为了解决这些难点，众多国际学者在柔性衬底材料、导电敏感材料的选择，以及敏感单元、阵列结构的设计上进行了大量的研究，搭建电子皮肤触觉感知系统。如今，电阻式柔性触觉传感器已经朝着微型化、集成化、自愈合、自清洁、生物适应、生物降解、神经接口控制等方向发展，并在多功能传感上取得了卓越成果。本文首先介绍了电阻式柔性触觉传感器的检测原理和性能指标，然后从材料选择、结构设计和性能优化方面概述了电阻式柔性触觉传感器的...     

基于碳纤维复合材料的柔性复合式触觉传感器

分析了碳纤维复合材料的敏感特性,基于该种材料良好的压力/温度敏感特性,设计了一种具备压力和温度同时检测功能的新型柔性复合式触觉传感器。利用2种碳纤维复合材料各自具有的不同压力和温度敏感特性构建了求解压力和温度的数学模型,基于该模型设计并制作了柔性复合式触觉传感器。通过对传感器标定及实验结果的误差分析表明,该传感器设计解决了压力和温度同时检测时存在的交叉干扰问题,实现了传感器的复合式功能。     

基于多传感器的机器人夹取系统设计

目的在分拣包装应用中,实现工业机器人使用指定的压变设置对物体进行夹取作业。方法设计由PLC、机械夹手、触摸屏、工业机器人组成的夹取系统。其中采用三菱FX系列PLC为控制中心,具有多传感器的机械夹手为末端执行器,三菱GS系列触摸屏为交互界面,安川工业机器人为运动机构。根据夹取流程,采用PLC分析夹取限位、闭合限位、压力检测、变形检测等传感信息,并协调各部分运行。结果系统能够在设定的压变范围内,实现对适用物体的自动夹取作业,并且通过触摸屏可便捷查看检测信息及设置参数。结论该系统能够基于多传感器的检测进行机器人夹取作业,且参数可调控,适用于自动化夹取作业。     

拍频干涉光纤位移传感器

一、前言当今不接触测量传感器在三维测量机,过程测量和机器人等领域要求越来越多。许多不接触系统,如光学,电学,声学和气动学都已试过,其中有些已经在实际中得到应用。一般来说,光学系统胜过其它方法,因为它不受电和磁的噪声影响,并且精度很高。在普通的光     

多功能阵列式触觉传感器的研究

介绍了一种以MEMS技术制作的可定量获取三维接触力信息的 4× 8阵列触觉传感器的结构与工艺 ,提出一种新颖的三维接触力信息的获取与处理方法 ,并给出了实现接触、分布压、接触总力、滑动状态等多种功能的实验结果和主要的技术指标。     

芬兰从垃圾中识别可回收物的机器人

芬兰日前研制出一种机器人,它能在众多垃圾中识别出可回收利用的物品,并将其分类。芬兰泽恩机器人公司的研发人员介绍说,这种机器人可根据安装在其手臂上的视觉传感器、金属探测器和重量测量仪所采集的综合数据和触觉反馈,从成堆的垃圾中分拣出可回收利用的材     

光滑表面爬壁机器人设计

介绍了一种基于自动引导小车原理的光滑表面爬行机器人的研究和设计。机器人采用多组红外光电传感器探测障碍，磁敏传感器检测小车的运动状态，同时系统采用AT89C52微处理器实现信号的采集处理和电机控制等。机械原理利用多组吸盘吸附在光滑物体表面，配合齿轮和齿条完成规定的一些简单的动作。在运动平台上加装不同的功能模块可以完成相应的不同工作任务。     

人机接触运动交互中人体舒适感知的测量方法

目的 完善人机接触运动交互中用户的舒适度测量方法,提高机器人作业的智能感知能力。方法 基于机器人按摩作业平台,收集测试者人机接触中皮肤所受的力与变形等作业数据,以及主观触觉感知评价。建立以疼痛感、牵扯感和灼热感为基本维度的三维舒适度感知空间,通过反向传播神经网络建立客观测量数据与人体触觉感知的映射关系;采用支持向量机算法对人体触觉感知进行舒适、不舒适可作业和不舒适需停机分类。结果 实验结果显示,触觉感知预测模型和状态分类模型,能有效实现从作业特征信息到触觉感知再到人机作业状态的整体辨识。结论 该方法对人机交互过程中的作业特征和人体主观触觉感知进行联系和模式识别,为机器人安全、舒适的作业规划和在线控制提供了有效依据。     

芬兰制成从垃圾中识别可回收物的机器人

芬兰日前研制出一种机器人,它能在众多垃圾中识别出可回收利用的物品,并将其分类。 芬兰泽恩机器人公司的研发人员介绍说,这种机器人可根据安装在其手臂上的视觉传感器、金属探测器和重量测量仪所采集的综合数据和触觉反馈,从成堆的垃圾中分拣出可回收利用的材料,如金属、混凝土、木材和塑料等,并进行分类。操作时,需分拣的废品被放在传送带上,     

多传感器机器人的集成开发系统

设计了一个用于多传感器机器人控制的集成开发系统，该系统带有一个智能接口，可以集中采集多个传感器的数据，并进行一部分低层的数据融合处理，系统软件为多传感器的研究提供了必要的仿真工具及其他辅助控制算法，系统通用性好，为基于多感器的智能机器人的研究提供了一个很好的工具。     

基于自适应滤波器的无人水下机器人传感器故障诊断研究

采用自适应滤波器FIR(Finite Impulse Response Filter)对无人水下机器人进行在线自适应建模,并利用LMS(least-mean-square)算法在线调节滤波器的权系数,通过对滤波器权系数和误差信号平方的分析,可实时检测出传感器的故障。针对OUTLAND1000无人水下机器人方向传感器,应用该方法对传感器的故障进行检测,实验结果表明所提故障检测方法准确可靠、并具有较好的实时性。     

用于判别连接状态的机器人手爪多传感器数据融合

舱外移动机器人在空间站工作时 ,其手爪与工件及空间站的安全连接至关重要。分别用BP神经网络和径向基函数神经网络 ,对机器人手爪上的力传感器、接近觉传感器和位移传感器的信息进行了融合 ,得到一个关于机器人手爪连接状态的正确判别     

用于检测三维力的柔性触觉传感器结构研究及有限元分析

基于力敏导电橡胶材料,设计了一种四电极对称结构的三维力柔性触觉传感器.利用有限元分析软件ANSYS,结合橡胶材料的Mooney-Rivlin本构模型,对传感器加载垂直力和剪切力进行有限元分析,得到传感器在三维力作用下的应力应变分布状态,并进行了实验验证,结果表明了传感器结构设计和数学模型构建的合理性.通过对传感器传力的触头材料和形状进行有限元分析,表明触头选择硬度相对较大的材料,制成长椭球状半径(a=1.5b),可以优化传感器的性能,为用于检测三维力的柔性触觉传感器的实际应用提供了依据.     

一种新型红外多组份气体传感器

针对红外多组份气体分析存在的问题,采用窄带红外滤光片、光锥、热释电探测器阵列组合技术,研制了一种新型多组份气敏传感器。通过更换滤光片组件功能模块,可实现不同测量领域不同种类气体的定量分析。该传感器具有结构新颖、简单可靠、成本低等特点。实验结果表明,SO2和CO2的最大相对测量误差分别为8.3%和1.2% 。