机器人触觉传感器发展概述

触觉是机器人感知外部环境的重要信息来源。近10年来，随着触觉感知技术和交互技术的广泛应用，机器人触觉传感技术得到了机器人研发人员的高度关注。首先简要回顾了近50年来机器人触觉传感器技术研究的发展情况，特别是我国在机器人触觉传感器技术领域的研究历程；然后，对现有机器人触觉传感技术进行了分类总结；接着，对当前触觉传感技术研发的前沿即电子触觉皮肤的研究做了分析和阐述，指出了机器人触觉传感技术研发亟待解决的关键问题，并对未来的发展趋势提出了一些见解。     

机器人触觉研究现状与发展浅析

本文主要综述了触觉传感器技术、触觉控制与规划方法和触觉信息处理技术等机器人触觉主要研究内容的发展现状和发展趋势,同时指出了我国在机器人触觉研究方面的近期目标和远期目标.     

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。     

触觉传感器的发展

对触觉传感器、触觉传感器阵列和触觉图象传感器的结构、工作原理以及发展趋势作了综合介绍.     

集成触觉传感器阵列

触觉传感器可以探测到被接触物体的状态、图象、硬度等信息,是机器人操作和控制的基础。本文介绍了触觉传感器的信息构成、集成触觉传感器的阵列结构及信号处理系统,指出了在集成触觉传感器研究中亟待解决的问题。     

集成化触觉阵列传感器的研制

介绍了一种集成化单晶硅触觉阵列传感器。该传感器共有 10 0个触觉单元 ,芯片尺寸为 2 5mm×2 5mm ,厚度小于 10mm。在制造工艺上 ,把CMOS工艺和半导体平面工艺融为一体 ,利用MEMS技术在每个触觉单元上制造了触觉受力点 ,易于感受所触物体 ,其测试、记录过程由计算机完成。该种传感器具有一定的开发价值和应用前景。     

电容式触觉阵列传感器的原理与设计

触觉是构成智能机器人的核心技术——感觉技术的重要组成部分。电容式触觉传感器在智能机器人的设计中具有很高的实用价值。本文论述了电容式触觉阵列传感器的测量原理,给出了该传感器及其变送电路的设计,讨论了数据采集系统的结构。     

电容式触觉阵列传感器原理与设计

触觉是构成智能机器人的核心技术--感觉技术的重要组成部分.电容式触觉传感器在智能机器人的设计中具有很高的实用价值.本文论述了电容式触觉阵列传感器的测量原理,给出了该传感器及其变送电路的设计,讨论了数据采集系统的结构.     

一种高分辨力柔性触觉传感器

本文描述了一种基于全内反射原理，用透明橡胶材料作为波导板的柔性触觉传感器。该传感器除具有一般刚性波导板触觉传感器的高分辨力等特点外，还具有柔性好，力灵敏阈值低，不怕碰撞等特点，该传感器特别适合装在智能机器人手爪上，为机器人系统高效率地获取物体形状，位置和姿态信息，实现智能抓握物体，操作物体等功能提供了有效的手段。     

基于信息融合的阵列式触觉传感器信号处理方法研究

针对阵列式触觉传感器不同触觉组单元获得的物体表面轮廓估计，设计了中心式数据融合结构，全局融合算法采用Baycs估计，有效地降低了单一触觉组单元不确定性系统误差的影响，提高了物体表面轮廓数据测量和图像重构的精度，对触觉传感系统整体性能的提高有重要意义。     

识别水下物体材质的触觉传感器的研制

提出了一种用于识别水下物体材质的触觉传感器，介绍了该传感器的原理，结构和识别水下物体的方法，用研制出的水下触觉传感器系统对十种物体（铜，覆铜板，油石，大理石，陶瓷，玻璃，皮革，胶木，塑料和泡沫塑料）作了七百余次识别实验，结果表明，识别率≥９２％，识别时间≤５ｓ）。     

触觉传感技术述评

测量被测物和传感器之间触觉参数的触觉传感器是近年来才迅速发展起来的传感器件。它可感受众多的物理特性。检测所测物存在或不存在就是一种最简单的双态触觉传感器;较复杂的触觉传感器则由一个持续采样的二维排列的传感点组成。此类传感器可提供被测物的诸如尺寸、形状、位置、导热性和力的分布等数据。 触觉传感器的维度根据各个传感点的空间排列而定,可分为三种基本类型:     

机器人压阻阵列触觉数据采样的研究

压阻阵列触觉传感器为减少外接引线，一般来用行列电极结构，给触觉的扫描采样带来了噪声。随着阵列数的增加，提高传感器的频响，将直接影响它的实时处理。为此，设计了一种新的行扫描采样电路，解决了这二方面的问题．     

柔性触觉传感器在机器人上的应用综述

柔性多维触觉传感器的研究对于智能机器人的发展至关重要,研制符合实际应用要求的触觉传感器已经成为智能机器人发展中的关键技术之一.在分析国内外研究现状的基础上,阐述了触觉传感器应用在机器人上的主要技术,包括敏感材料选择、结构设计、解耦算法、信号获取电路、传感器标定以及虚拟触觉的研究等,为触觉传感器的研究提供方向.     

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.     

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．     

面向ERT大面积触觉传感的自适应优化成像方法

在动态的非结构化环境中,有效地感知物理接触对于智能机器人安全交互至关重要。为了能够检测各种潜在的物理交互,需要在机器人表面部署大面积触觉传感器。目前,现有的大面积触觉传感器主要是通过传感阵列方式实现的,但是大规模部署传感元件在实际应用中存在巨大挑战。电阻层析成像(Electrical Resistance Tomography, ERT)技术作为一种连续传感方式,有望克服传统触觉传感阵列的一些限制。为此,利用ERT设计了一款新型的大面积触觉传感器。在此基础上,提出了一种基于自适应感兴趣区(Region of Interest, ROI)的图像重构算法,将图像重构限制在交互区域内,以提高传感器的空间分辨率。为了验证提出成像算法的有效性,通过仿真与物理实验对其进行了全面评估。实验验证了该算法可以有效提高触觉传感器在交互区域的空间分辨率,使其具有较高的测量精度。实验结果表明,该传感器的平均定位误差为0.823 cm,能够准确地识别8种不同交互模式,其精度高达98.6%。这一研究工作表明,该传感器为机器人具身触觉传感的实现提供了一个新的解决方案。     

多感知机器人夹持器设计

介绍了一种具有力觉、触觉和位置信息的机器人夹持器设计。讨论了力觉传感器、触觉传感器和位置传感器的设计与实现，概述了夹持器的机械结构及其控制系统设计。     

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。     

平面排列触觉传感器的有限元模型

有限单元法是分析机器人触觉传感器介质力学行为的最有效方法。本文将平面排列触觉传感器介质简化为一个有限体积的砖形模型，用三维有限元法计算了它不同形状平底压头作用的应变用计算结果绘出的应变等值线图清楚地描述了接触区的形状，对传感器设计者具有重要的参考价值。