基于電容與摩擦發(fā)電原理的多功能電子皮膚及其在機器人中的應用
發(fā)布時間:2021-02-22 03:17
接近感知和觸覺感知是智能機器人傳感系統(tǒng)必不可少的組成部分,機器人依靠接近感知傳感器和觸覺感知傳感器的配合可以實現(xiàn)從感知物體位置到抓取物體的全過程監(jiān)測。針對現(xiàn)階段應用于機器人電子皮膚傳感器功能單一、可拉伸性差、靈敏度低等一系列缺陷,本課題設計了一種用于機器人電子皮膚的多傳感原理可拉伸傳感器,為此本課題做了以下主要工作:(1)本文設計的傳感器可以同時在摩擦發(fā)電傳感和電容模式下進行壓力傳感測量,該傳感器還能進行接近感知測量和拉伸應變測量,還用COMSOL仿真了不同結構的傳感器的接近傳感特性,并從其中選擇出上電極面積大于下電極的結構作為本課題所研究傳感器的最終結構;(2)為保證傳感器的可拉伸特性,傳感器采用鎵合金作為電極材料,PDMS作為基底材料;為了提升傳感器在摩擦發(fā)電傳感模式下進行壓力測量時的靈敏度,本課題在傳感器表面設計了砂紙微結構;為了提升傳感器在電容模式下進行壓力傳感的靈敏度,本課題在電介質層設計了微米孔陣列結構;(3)設計傳感器制備工藝流程并制作出傳感器單元及其陣列,利用液態(tài)金屬對金和PDMS親水性和疏水性的特點完成電極層的制備;采用軟光刻技術和PDMS二次倒模的方法制備出具有微米...
【文章來源】:華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
具有高靈敏度的壓力觸覺傳感器Wagner,S.等人[26]
華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文接的聚乙烯醇(PVA)納米線叉指電極的柔性高靈敏度的壓力傳感器,如圖 1.2 所示,由于褶皺石墨烯與內部連接的 PVA 納米線之間的協(xié)同效應,該壓力傳感器的靈敏度可以達到 28.34KPa-1。 此外,該傳感器還能測量出質量大約為 22.4mg 的輕質大米(≈2.24Pa)的壓力作用,同時該傳感器在 6000 次重復循環(huán)后仍然顯示出優(yōu)異的耐用性和可靠性,該壓力觸覺傳感器在人體健康監(jiān)測方面具有一定的應用前景。
大米(≈2.24Pa)的壓力作用,同時該傳感器在 6000 次重復循環(huán)后仍然顯示出優(yōu)異的耐用性和可靠性,該壓力觸覺傳感器在人體健康監(jiān)測方面具有一定的應用前景。圖 1.2 柔性壓阻式壓力傳感器
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Tri-Co Robot: a Chinese robotic research initiative for enhanced robot interaction capabilities[J]. Han Ding,Xuejun Yang,Nanning Zheng,Ming Li,Yinan Lai,Hao Wu. National Science Review. 2018(06)
[2]Current Researches and Future Development Trend of Intelligent Robot: A Review[J]. Tian-Miao Wang,Yong Tao,Hui Liu. International Journal of Automation and Computing. 2018(05)
[3]淺談人工智能及其在計算機網絡技術中的應用[J]. 陳歡歡,李亞娟,辛晨,彭程. 通訊世界. 2016(20)
[4]基于改進遺傳算法的移動機器人路徑規(guī)劃[J]. 張毅,代恩燦,羅元. 計算機測量與控制. 2016(01)
[5]智能機器人的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 任福繼,孫曉. 科技導報. 2015(21)
[6]淺談機器人傳感器及其應用[J]. 余亮亮. 華章. 2011 (03)
本文編號:3045365
【文章來源】:華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
具有高靈敏度的壓力觸覺傳感器Wagner,S.等人[26]
華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文接的聚乙烯醇(PVA)納米線叉指電極的柔性高靈敏度的壓力傳感器,如圖 1.2 所示,由于褶皺石墨烯與內部連接的 PVA 納米線之間的協(xié)同效應,該壓力傳感器的靈敏度可以達到 28.34KPa-1。 此外,該傳感器還能測量出質量大約為 22.4mg 的輕質大米(≈2.24Pa)的壓力作用,同時該傳感器在 6000 次重復循環(huán)后仍然顯示出優(yōu)異的耐用性和可靠性,該壓力觸覺傳感器在人體健康監(jiān)測方面具有一定的應用前景。
大米(≈2.24Pa)的壓力作用,同時該傳感器在 6000 次重復循環(huán)后仍然顯示出優(yōu)異的耐用性和可靠性,該壓力觸覺傳感器在人體健康監(jiān)測方面具有一定的應用前景。圖 1.2 柔性壓阻式壓力傳感器
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Tri-Co Robot: a Chinese robotic research initiative for enhanced robot interaction capabilities[J]. Han Ding,Xuejun Yang,Nanning Zheng,Ming Li,Yinan Lai,Hao Wu. National Science Review. 2018(06)
[2]Current Researches and Future Development Trend of Intelligent Robot: A Review[J]. Tian-Miao Wang,Yong Tao,Hui Liu. International Journal of Automation and Computing. 2018(05)
[3]淺談人工智能及其在計算機網絡技術中的應用[J]. 陳歡歡,李亞娟,辛晨,彭程. 通訊世界. 2016(20)
[4]基于改進遺傳算法的移動機器人路徑規(guī)劃[J]. 張毅,代恩燦,羅元. 計算機測量與控制. 2016(01)
[5]智能機器人的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 任福繼,孫曉. 科技導報. 2015(21)
[6]淺談機器人傳感器及其應用[J]. 余亮亮. 華章. 2011 (03)
本文編號:3045365
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