發(fā)布時(shí)間：2021-02-25 13:04

　　近年來(lái)視覺(jué)等感知領(lǐng)域的產(chǎn)品已逐漸完成商業(yè)化并面向大眾,與之相比,觸覺(jué)信息技術(shù)的發(fā)展還很落后。不過(guò)隨著遙感操作、虛擬現(xiàn)實(shí)和仿生假肢等領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展,觸覺(jué)信息技術(shù)在將來(lái)有著廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。作為觸覺(jué)接口系統(tǒng)中必不可少的一部分,觸覺(jué)信息的感知、提取和傳遞都離不開(kāi)觸覺(jué)傳感器的參與,觸覺(jué)傳感器的發(fā)展也變得尤為重要。本文的主要工作是設(shè)計(jì)出一種模塊化的柔性仿生觸覺(jué)傳感器,并通過(guò)仿真的方式對(duì)其內(nèi)部腔體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,以及對(duì)傳感器信號(hào)采集電路做測(cè)試分析。因此本文首先對(duì)觸覺(jué)感知的生理學(xué)機(jī)理和目前各種傳感器的原理特性進(jìn)行調(diào)研,在此基礎(chǔ)上提出了一種新型觸覺(jué)傳感器的設(shè)計(jì)方式,能夠?qū)毫�、振�?dòng)和切向力三種觸覺(jué)信息分別進(jìn)行采集。為了確保傳感器的精度和性能,需要考慮到柔性外殼結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的內(nèi)部流體流動(dòng)現(xiàn)象所帶來(lái)的影響。因此要對(duì)傳感器內(nèi)部流場(chǎng)中動(dòng)水壓強(qiáng)的傳遞過(guò)程和損耗因素做具體分析,并借助有限元軟件COMSOL Multiphysics對(duì)內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行仿真模擬。通過(guò)比對(duì)和分析傳感器內(nèi)部在不同結(jié)構(gòu)和不同輸入條件下的流體場(chǎng)仿真結(jié)果,得到影響測(cè)量精度的結(jié)構(gòu)因素,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在完成了傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后,對(duì)... 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：59 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

FingerTPS手指觸覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)

圖 1.2 兩種新型的觸覺(jué)傳感器產(chǎn)品Fig. 1.2 Two kinds of creative tactile sensor products臨的主要問(wèn)題階段，對(duì)觸覺(jué)感知系統(tǒng)的研究還很落后，絕大部分觸覺(jué)表達(dá)技術(shù)的a 機(jī)器人 21 b 多模觸覺(jué)傳感器 BioTac

和電器元件被包含在皮膚中而容易損壞的問(wèn)題。本文在前人的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行大量改進(jìn)，設(shè)計(jì)了新型觸覺(jué)手指?jìng)鞲衅鞯墓ぷ髟�。圖2.4 傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖Fig. 2.4 Structure schematic diagram of sensor由上面的傳感器結(jié)構(gòu)原理圖可以看出新型的傳感器設(shè)計(jì)方式具有很強(qiáng)的獨(dú)立性。傳感器內(nèi)填充的液體初步定為 0.0625g/l 的低濃度 NaCl 溶液 (生理鹽水濃度的 1/12)。緊緊包裹著前端指尖的橡膠外殼和內(nèi)部填充的液體一起組成了一個(gè)柔性的整體，使傳感器具有類似于人手指尖按壓變形的特性，并對(duì)內(nèi)部部件起到了很好的保護(hù)作用。電極分布在指骨前端表面，所有敏感元件都牢固的嵌入在指骨中，和指骨后端裝配的壓強(qiáng)檢測(cè)器一起負(fù)責(zé)將檢測(cè)到的物理信息轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。指骨使用高硬度、抗沖擊性強(qiáng)的 ABS 塑料，將傳感器的其他部位連接在一起。后端的塑料外殼內(nèi)裝有壓強(qiáng)檢測(cè)器和傳感器的信號(hào)采集電路，依靠剛性材質(zhì)的塑料外殼對(duì)內(nèi)部的電路和電子元件進(jìn)行保護(hù)。彈性皮膚和塑料后殼的設(shè)計(jì)使得沒(méi)有任何脆弱的電子線路暴露在外部，而皮膚和后殼結(jié)構(gòu)都很容易替換，在遭到破壞或磨損后可以輕松修復(fù)。觸覺(jué)傳感器的核心就是通過(guò)采集到的壓力、振動(dòng)、位置、溫度等觸覺(jué)信息來(lái)得到接觸面的物理特征，繼而得到可靠的觸覺(jué)反饋數(shù)據(jù)來(lái)源。本課題所設(shè)計(jì)的觸覺(jué)傳感器對(duì)接觸面的檢測(cè)主要分為兩方面。一方面通過(guò)使用不可壓縮的導(dǎo)電溶液作為介質(zhì)導(dǎo)體

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]基于組合振動(dòng)控制的粗糙度觸覺(jué)再現(xiàn)研究[D]. 周桃.南京信息工程大學(xué) 2017
[2]觸覺(jué)感認(rèn)知關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)[D]. 葉振宇.浙江大學(xué) 2016
[3]基于多人體介質(zhì)的信息交互系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 李萬(wàn)松.北京理工大學(xué) 2015
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本文編號(hào)：3051012