基于新型导电橡胶的三维力柔性阵列触觉传感器研究

针对目前多维阵列触觉传感器不能兼有柔韧性和测量多维力特征信息等难题,研究了一种基于导电橡胶的新型柔性三维力触觉传感器,通过检测橡胶的电阻变化来分析受力信息.该传感器的敏感单元采用"整体液体成型"的方法制作而成,操作简便,有利于触觉传感器的产品化.介绍了该传感器的基本结构及其工作原理,并对三维力的检测进行了仿真研究,结果表明该传感器能够实现对三维力信息的检测.     

三维柔性阵列触觉传感器结构设计

为减少类皮肤三维柔性触觉阵列传感器设计的复杂度,本文比较了基于导电橡胶的几种传感器结构设计方法,提出了采用整体式框架结构,节点行之间独立的非线性传感器结构.此设计不仅有利于传感器结构的加工实现,而且大大地降低了解耦算法的复杂度.仿真结果表明基于该结构的传感器可以实现大规模三维柔性触觉的信息测量以及传感器规模的扩展.     

新型三维柔性触觉阵列传感器标定系统与方法研究

介绍一套新型三维柔性触觉阵列传感器标定系统,该系统可用于柔性压敏材料的标定。该系统分别采用求解标定矩阵和BP人工神经网络的方法完成传感器标定,进行误差分析并比较其优缺点。该系统的设计简化了对柔性阵列单元进行标定的程序,达到了预期的目的。     

高灵敏度光学触觉传感器阵列

本文简要介绍了光学触觉传感器阵列的用途和特点,并对各种类型的结构、原理和存在问题作了较详细的分析说明。     

一种新型柔性电容式触觉传感器的电容仿真与计算

提出一种新型柔性电容式触觉传感器的设计方案,分别采用高导电材料硅脂导电胶和绝缘硅胶制备电极层和介质层,由于其"全柔"特性,传统的平行板电容计算公式已经不能满足计算要求。因此,根据接触力学中的位势理论简化推导了单维力加载时的柔性平行板电容器的变形规律,并利用多物理场仿真软件COMSOL对柔性平行板电容器进行有限元仿真计算,验证推导结果。最后,针对该柔性平行板电容敏单元灵敏度低的缺点,对几何模型进行改进,仿真结果表明灵敏度得到了大幅提高。     

柔性触觉传感器用导电橡胶的纳米SiO2改性技术

分析了纳米SiO2的特性及其对柔性触觉传感器改性技术的机理.文中通过进行纳米材料对柔性触觉传感器用敏感材料导电橡胶的掺杂实验,研究了添加纳米SiO2对导电橡胶的导电性、电阻蠕变特性和温度稳定性的影响结果,并分析了其对触觉传感器的线性、滞后、重复性的改善.并通过对添加不同含量和未添加纳米粒子的材料的性能对比,获得了纳米SiO2的添加质量份数为3%时的触觉传感器综合特性指标较好.实验结果表明了纳米材料对柔性触觉传感器材料的良好改性作用.     

柔性电涡流式触觉传感器性能仿真与分析

为实现机器人手指柔性传感,满足高灵敏度、高可靠性、尺寸微小化等要求,文中提出一种基于电涡流原理的柔性触觉传感器,建立了传感器二维对称仿真模型,通过有限元分析研究激励频率、线圈与金属板间距和单维载荷对传感器灵敏度和分辨率的影响.结果表明:初始激励频率为3 MHz时,传感器的工作性能最好;电涡流传感器的电压、电阻和电抗随线...     

三维柔性触觉传感器静态标定方法研究

为了解决三维柔性触觉传感器的静态标定问题,本文对三维柔性触觉传感器标定的特殊性以及采用砝码标定法标定三维触觉传感器时标定装置中的静摩擦力引起的误差进行了分析,提出了基于六维力测量来标定三维触觉传感器的方法,研制了一种基于六维力测量的气浮式标定平台;该平台采用气浮的方法将一个矩形六面体结构的浮板完全浮起,通过测量每组气浮承压腔内的压力来求取作用在浮板上沿X、Y、Z坐标轴方向的外力和绕X、Y、Z坐标轴方向的外力矩;给出了作用在标定平台表面上任意力的大小、方向和作用点坐标的计算公式。实测数据表明,研制的气浮式标定平台性能可满足三维柔性触觉传感器的静态标定要求。     

基于导电硅橡胶的力触觉传感器结构设计

基于量子力学的隧道效应,探究导电硅橡胶的压阻特性,以实验的方式拟合压力和导电硅橡胶电阻值的数学模型。根据触觉传感器压力检测方式,设计多层式传感器结构,实现外界接触力的检测,并对传感器的输出特性进行误差分析,验证了该传感器结构的合理性。     

柔性触觉传感器的三维打印制造技术研究进展

聚合物基柔性触觉传感器在智能机器人、人工假肢与人体健康状态监测等领域有着广泛的应用,将三维打印技术应用于柔性触觉传感器的制造过程可以克服传统制造方法加工周期长、复杂聚合物基微结构制造困难等缺陷。因此发展聚合物基触觉传感器的三维打印制造技术及工艺是当前的学科研究热点,具有广阔的发展前景。首先,在阐述柔性触觉传感器的传感检测原理和性能指标的基础上,重点阐述了柔性触觉传感器三维打印制造技术方面的最新研究进展,包括聚合物基柔性触觉传感器的结构设计、三维打印材料的分类和应用、以及传感器的打印制造方法及工艺等。然后,还总结预测了基于新材料制备和新制造工艺的柔性触觉传感器设计与制造的发展趋势,并对柔性触觉传感器的三维打印制造技术未来的发展趋势进行了展望。     

一种新型气压式触觉传感器的研制

以波纹管、微型压力传感器为材料，制作出了价格低廉、结构简单、体积小且具有柔性的新型传感器。文中阐述了这种新型气压式触觉传感器的结构组成、工作原理、制作方法以及实验性能参数。     

基于介质层耦合的柔性触觉传感器空间分辨率补偿方法研究

传统柔性压力传感器采用离散电容结构,传感器空间分辨率受到最小离散单元的限制.对于作用面积较小的外力接触,现有柔性传感器仅能通过减小离散单元面积确定接触位置,而离散单元过小则会造成制作困难、接线复杂、成本升高.为解决微小接触面积下空间分辨率偏低问题,提出了一种基于整体介质层耦合结构柔性传感器,通过建立传感器接触及扩散电容...     

气室结构触觉传感器的研究

为了解决机械手触觉传感问题,介绍了一种气室结构触觉传感器及信号处理系统,并分析了传感器的结构及敏感原理和相应的信号处理方法。传感系统采用金属弹性元件为敏感器件,传感区域充满气体,当有物体触及时,弹性片将产生变形,变形信号通过光导纤维传输至信号处理器,CCD光电转换器将光信号转换为电信号。处理系统分析判断触及物体的大小、位置。阐述了传感系统所具有的体积小、触点多、灵敏度高等优点,并提出了应用设计方案。对于机械手触觉传感领域的研究具有一定的参考价值。     

触觉传感器与电子皮肤研究进展

触觉传感器是机器人与环境交互的重要元件,是机器人与环境之间不可或缺的介质。近年来,触觉传感器在医疗设备、生物力学、健康监测等领域的应用成为研究热点。文中回顾了过去50年来国内外机器人触觉传感技术的研究情况及成果,介绍了不同传感机理的触觉传感器及其特点以及仿生触觉传感器电子皮肤的研究现状,指出了触觉传感器全柔性化、多功能化、自供电的未来发展方向。     

一种机器人压阻阵列触觉数据采集的新方法

压阻阵列触觉传感器为减少外接引线一般均采用行列电极结构,这一结构给触觉的扫描采样带来了串扰噪声,同时随着阵列数的增加,如何提高传感器的数据采集速度将直接影响它的实时处理。本文在分析研究现有数据采样电路的基础上,设计了一种新的行扫描采样电路,较好地解决了这两方面的问题。     

一种新型三维柔性触觉传感器的采集分析系统设计

介绍一种柔性触觉传感器的采集系统的设计。采集分析系统由触觉传感器、加载试验台、数据采集系统、数据处理与性能分析系统、数据输出系统组成。在加载试验台上可以对触觉传感器进行三维力加载,数据采集系统将采集到的触觉传感器的模拟信号进行采样并将采样信号保存在数据文件中,数据处理与性能分析系统由主程序和数据处理与性能分析程序组成,主程序按顺序调用各个子模块并传送数据,数据处理与性能分析系统可对数据进行预处理和相关计算,以便得到传感器的性能参数。     

基于阵列式霍尔元件的界位传感器设计与研究

在石油化工等领域各种液体的液位或界位测量是一种常见的测量,基于各种测量原理所开发的传感器也比较多样。根据应用场合要求不同,各种传感器又各有优缺点。采用开关型霍尔元件,按照一定的规则进行排列,设计了一种测量液位与界位的传感器。该传感器主要由带磁铁的移动浮子和固定不动的霍尔元件检测阵列两大部分组成,磁铁固定在浮子上,浮子与界位同步移动,使磁铁在霍尔元件检测阵列表面移动,霍尔元件检测阵列输出的脉冲信号数量与磁铁移动距离(界位移动距离)成正比。还分析了这种传感器的测量精度,给出了具体的处理电路。     

光纤式机器人触觉传感器滑觉特性的研究

本文介绍了一种光纤式机器人触觉传感器的滑觉特性，这种传感器不仅可以判断是否滑动而且可以判断滑动的方向。本文给出了有关的仿真曲线和实验曲线。     

汽车轮毂花键副的结构设计及仿真研究

汽车驱动轴与轮毂多采用花键联接.随着电动机和电池技术的发展进步,电动汽车的使用日益广泛,但是电动汽车起速快、瞬时扭矩大、启停频繁的特点要求花键副具有较高的扭转强度,对现有汽车轮毂花键的设计提出了更高的要求.目前关于花键的研究多放在加工成型上,对花键自身却鲜有探究.从生产实例出发,结合国家设计标准,采用编程方式探究花键相关参数对汽车轮毂花键副性能的影响规律.并在花键副所受最大转矩T=1510 N·m的实际工况条件下,遵循五大强度设计要求,对汽车轮毂花键副进行了参数优化设计.为了使理论数值分析的结果更加可靠,对所设计结果进行了有限元仿真分析,完成了对花键副强度和疲劳寿命的仿真校核分析,为实际生产提供了有益的指导和参考.