具有触觉和滑觉的传感器及其信号处理电路

该设计完成安装于人体假肢的触滑觉传感器，完成触觉、滑觉信号的采集、转换和感觉信息输出。传感器采用PVDF作为敏感材料。信号调理电路完成信号的放大、滤波。信号采集、处理电路完成触、滑觉信号的分离，阈值判断以及触觉、滑觉的感觉输出（开关信号）。传感器的引线以及为传感器设计的信号处理电路被放置在假肢肢体内，不影响假手的正常动作。     

胎头位置和宫颈扩张监测方法的研究

基于空间几何原理和超声多普勒三角测量法,提出了一种胎头位置、宫颈扩张的自动测量方法,以替代产科临床使用的传统手工触诊法。研究建立了跟踪定位测量系统模型,讨论了可能引发测量误差的原因。设计并实现了超声多普勒跟踪定位系统,包括超声传感器系统、超声驱动/接收电路和测控系统软硬件。模拟测试表明,所设计的系统对胎头位置和宫颈开口的5次测量平均值绝对误差小于0.25 cm,远小于传统手工触诊法的平均误差2.0 cm。     

非晶态合金位移传感器的研制

介绍了用非晶态合金制备的薄带作为敏感材料的传感器，并采用了灵敏传感器的基本电路———直流输出双铁芯复振桥电路（ＭＶＢ）．它是一种具有精确、可靠、敏感线性良好等优点的、新型位移（力）传感器．它可用于在高温、高噪音环境下工作的多种测量系统中．     

电路模拟吸收材料—原理,特性及设计方法

对一种新型雷达吸收材料－电路模拟吸收材料进行了初步研究，该材料仅在文献中作为简讯报道过而无其工作特性和设计方法的细节。应用电路模型对电路屏反射特性的效应作了描述，并得出电路屏必须是感性的结论。在此基础上提出了单层和双层材料的简单设计方法，并给出了采用国产吸收剂的两个设计例，设计得出的吸收特性明显高于普通吸收材料。     

霍尔传感器测量误差及其补偿电路的分析研究

阐述了霍尔传感器的特点及其应用,在此基础上,详细分析了霍尔传感器在测量过程中所产生的零位误差。通过分析研究,设计出一种克服零位误差的补偿电路,并通过这种补偿电路在转速检测电路中的应用,证明了该补偿电路的实用性。     

扫描隧道显微镜中的扫描驱动器的特性改善

概述了扫描隧道显微镜的工作原理，介绍了采用压电材料的扫描控制方案及获取样品表面形貌信号的方法，给出了系统中的z扫描驱动器，xy扫描驱动器的非线性修正及动态特性的改善．并研制出一种可微机控制的精密高压调节器，与单片机数字系统相配合，形成一个完整的数字-模电路结合控制系统，用以实现扫描驱动器动态性能的改善．     

电容式粮食水分检测仪的设计

介绍了一种用于现场粮食水分检测的电容式传感器，并对传感器的结构进行了优化计算，使得结构更合理。针对所设计的传感器设计了相应的检测电路，分析了该电路的原理，给出了调试结果，对粮食样品得出了具体的检测数据。     

一种高性能目标识别融合算法

考虑到目标类型和传感器扫描次数对识别的影响，提出了一种改进的多传感器多目标识别相关算法，导出了新的累积融合公式。对多传感器多目标识别融合作了计算机模拟，模拟结果证实了改进的算法在性能上有明显的提高。     

光栅传感器测量系统前通道配置与接口设计

介绍了光栅传感器测量系统中传感器输出信号的处理和测量信号的采集电路；给出了两种采集电路的设计方案，并进行了分析．     

针织柔性力学传感电路构建与工作原理

针织柔性力学传感器可与服装材料集成形成智能服装,是智能服装的核心部件,被广泛应用于医疗检测、运动健身等领域,其中传感电路的构建对提高其传感性能有着至关重要的影响。首先根据传感器的工作原理对针织柔性力学传感器进行分类,并以此为依据构建传感电路。其次按照构建的电路形态,将传感器分为二维柔性传感器和三维柔性传感器,主要制备方法有织入法和涂覆法。织入法一般选用纬平针、罗纹等简单组织,结合弹性纱可以提高传感器的应变感应范围。最后对针织柔性传感器与智能服装结合的前景进行了展望。     

微圆顶阵列结构柔性触觉传感器设计与应用研究

以质量分数3%和2%的炭黑/碳纳米管填充硅橡胶为力敏复合导电材料,提出了一种微圆顶阵列结构的柔性触觉传感器。阐述了微圆顶阵列结构触觉传感器的结构特点、制备流程及微观表征,并结合ANSYS有限元分析软件分析其触觉感知机理。研究该微圆顶阵列结构柔性触觉传感单元的力敏特性,并将其应用于足底压力分布感知。测试结果表明,该微圆顶阵列结构柔性触觉传感器具备良好的力敏特性和穿戴舒适性,为柔性可穿戴触觉传感器提供了一种设计方案。     

高柔弹性电子皮肤压力触觉传感器的研究

为解决可用于机器人等复杂三维载体表面的电子皮肤触觉传感器难以兼具高柔弹性及压力检测功能的难题,从材料的选取、结构的优化以及新型制作工艺等方面进行了研究,提出研制高弹性的柔性电子皮肤压力触觉传感器新方法. 采用新型银纳米线（AgNWs）/聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合材料,基于半圆与圆形相结合的高柔弹性导电薄膜电极层及阵列式“多孔PDMS”的新型“三明治”式传感器阵列结构,极大地提高了触觉传感器的柔弹性,用模具固化成型工艺制作了高柔弹性电子皮肤压力触觉传感器. 结果表明:这种电子皮肤压力触觉传感器具有良好的柔弹性,其弹性拉伸率超越人类皮肤的弹性,达到了30%,可覆盖于机器人等复杂三维载体表面；在不同载荷条件下进行了压力大小及分布情况的测量,发现在自然及拉伸状态下,该电子皮肤压力触觉传感器均具有较高的线性度、灵敏度及较小的迟滞误差. 研究结果为机器人触觉感知技术和智能化发展奠定了基础.     

电流变流体触觉传感器及触觉信号检测

针对机器人柔顺抓握与稳定操作,给出了一种新型柔顺触觉传感器,这种触觉传感器能够在较小的接触力下产生较大的变形,从而顺从物体的形状,获取较多的接触信息,并能有效地改善指面的性能,降低接触感知时接触力对物体和传感器造成的破坏和其它不良影响,根据微小电容测量存在的问题,给出电容式触觉阵列的测试原理和方法,实现了触觉单元微小电容的测量,建立了触觉信号采集与处理的硬件及软件系统。     

Piezoresistive characteristic of conductive rubber for flexible tactile sensor

In the research of 2D flexible tactile sensor matrix,pressure-sensitive conductive rubber was developed and tested in which carbon black was used as its conductive phase and silicon rubber as its matrix layer.Experiments were undertaken and the resultant data were used for its piezoresistive characteristics investigation for two kinds of electrode connection configurations,the surface directive connection and embedded connection.It is found that due to the rather strong nonlinearity of the piezoresistive characteristic curves obtained,a higher correlation relationship can be obtained by means of quadratic polynomial fitting.It also showed that the embedded electrode assembling has higher fitting accuracy while the surface directive connection has better mechanical sensitivity.     

基于球曲面极板的电容式触觉传感器研究

为提升电子皮肤的触觉感知灵敏度,提出一种基于球曲面极板的电容式柔性触觉传感器。介绍了电容式柔性触觉传感器的结构特点与制备流程,并结合理论计算与ANSYS有限元仿真阐述其触觉感知机理,空间立体排布的球曲面感应极板和差分式结构特点可协同提升电容式柔性触觉传感器感知灵敏度。基于高性能电容数字转换器AD7147-1和STM32微处理器搭建容性触觉信号采集与处理系统,完成了电容式触觉传感器特性测试及应用研究。实验结果表明,该传感器可实现法向力与切向力的高灵敏检测和稳定性,动态响应时间约为70 ms,进一步论证了其用作电子皮肤的可行性。     

机器人导航中振动检测传感器的设计与改进

针对采用传统方法进行振动检测传感器数据采集时存在的谐振失真问题,提出基于32通道VXI总线技术和阵列信号处理的机器人导航振动检测传感器改进设计方法,并对系统进行了总体设计和功能模块分析.通过均匀线列阵分布模型对检测到的振动信号进行阵列信号处理和波束形成分析,并结合32通道VXI总线数据采集技术和PXI总线数据回放技术,进行了系统模块化设计和集成.结果表明,改进的振动检测传感器系统具有较好的数据采集和信号处理能力,为机器人导航提供了准确的参量数据和控制信号输入.     

机器人触觉传感器柔性动态系统模型的建立

本文就仿生型多功能触觉传感器——人工皮肤(Artificial skin)从理论上进行了深入的研究,进一步揭示了用 PVF_2作敏感材料模拟“人工皮肤”的可行性.介绍了这种人工皮肤进行模式识别的方法,建立了压觉感受器的数学模型,并提出一种能感受冷、热变化及对象物的硬度、光滑度的方案,并论证了方案的可行性.此外,就这一柔性系统的结构,在总结分析以前文献的基础上,提出了新的假设.     

电子皮肤触觉传感器研究进展与发展趋势

从介绍人类皮肤的触觉感知性能出发,全面综述了国际上多学科领域模拟人类皮肤的电子皮肤触觉传感器研究进展与关键技术;分析讨论了电子皮肤触觉传感器的工作原理、新型材料和结构、先进设计制作方法、触觉传感特性和性能指标等方面内容;重点总结了国内外近年来在电子皮肤阵列触觉传感器柔性化、弹性化、空间分辨率、灵敏度、快速响应、透明化、轻量化和多功能化等方面的研究进展.指出了电子皮肤触觉传感器的研究依然存在着难以兼顾高柔性和高弹性、高灵敏度电子皮肤设计制作工艺复杂,可扩展性差和成本高等技术难题.电子皮肤触觉传感器可广泛应用于机器人、医疗健康、航空航天、军事、智能制造和汽车安全等领域,正朝着高柔弹性、宽量程的高灵敏度、多功能、自愈合与自清洁、自供电与透明化等方向发展.     

计算机控制的智能化柔性机械手

该文设计和研制了一种完全可由计算机控制、具有指端触觉传感器的智能化柔性手实验装置,它不仅能像人手一样对触觉和滑觉有敏感的反应,而且利用由接触觉、滑觉信号转变得到的位置命令自动地操纵柔性手。文中的主要贡献是在柔性手指端安装了新型而灵活的触觉传感器,并将传感器的触、滑觉信号转变成位置命令给内部位置控制系统,由对抓握力的控制来实现手指的位置控制。并且由滑觉信号来自动实现位置误差的补偿,响应迅速而准确。经实验证明,该智能化柔性手能顺利完成抓握一定大小和重量范围内的物体的任务,在抓握易破碎的物体时达到了不破不摔的理想抓握状态。     

基于单纯形法触式探头传感器校准算法

针对测量系统机械部件的制造和装配存在误差等问题,提出了基于单纯形法触式探头传感器的校准算法,将传感器校准到通用坐标系中.该算法在充分分析触式探头传感器传感原理的基础上,用Fourier函数拟合探头测量路径,构造参数校准数学模型,并用单纯形法实现校准参数最优化.最后的实例结果显示用此算法校准后测量误差较小.