本文關(guān)鍵詞：面向假肢手抓取中觸滑覺檢測(cè)的柔性觸覺傳感陣列研究

  更多相關(guān)文章： 觸覺傳感陣列 假肢手 導(dǎo)電橡膠 滑移檢測(cè) 三維力測(cè)試

【摘要】：本學(xué)位論文結(jié)合國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃,項(xiàng)目編號(hào)：2011CB013300)、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：51575485,51105333)和浙江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：LY16E050002),開展了用于假肢手的具有三維力測(cè)量和滑移識(shí)別功能的柔性觸覺傳感陣列的研究。首先,設(shè)計(jì)了一種基于INASTOMER導(dǎo)電橡膠的柔性觸覺傳感陣列,并且詳細(xì)闡述了其三維力測(cè)試和滑移檢測(cè)的工作原理。然后,系統(tǒng)研究了觸覺傳感器陣列的制造工藝。接著,開發(fā)了該柔性觸覺傳感陣列的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),包括基于DSP F2812的觸覺傳感陣列檢測(cè)電路的開發(fā)和基于Lab VIEW軟件的數(shù)據(jù)采集上位機(jī)程序的編寫。最后,利用觸覺傳感陣列的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),進(jìn)行了傳感陣列的靜態(tài)性能檢測(cè)實(shí)驗(yàn),獲得力分辨率、靈敏度、測(cè)力量程、重復(fù)性、非線性、遲滯性等靜態(tài)性能指標(biāo),完成了觸覺傳感陣列裝載于假肢手的抓取實(shí)驗(yàn),并利用離散小波變換的方法進(jìn)行了單元滑移檢測(cè)以及傳感陣列抓取過(guò)程的滑移檢測(cè)。第1章,闡述了本學(xué)術(shù)論文的研究背景和意義,詳細(xì)介紹了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外智能假肢手、柔性觸覺傳感器以及三維力與滑移特征信息處理方法的研究現(xiàn)狀,確定了論文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)框架。第2章,設(shè)計(jì)了一種基于INASTOMER導(dǎo)電橡膠材料的柔性觸覺傳感陣列。該3×3的觸覺傳感陣列是由柔性電極層、導(dǎo)電橡膠層和表層凸起三層結(jié)構(gòu)組成,并配置有Velcro尼龍搭扣的結(jié)構(gòu),便于傳感陣列在非規(guī)則曲面上的安裝。此外,詳細(xì)闡述了該觸覺傳感陣列的工作原理,包括其單元三維力測(cè)試原理和基于離散小波變換理論的滑移檢測(cè)原理。第3章,為解決陣列結(jié)構(gòu)掃描檢測(cè)引線多的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了柔性電極層的行列并行走線方式�；谌嵝噪娐酚∷⒓夹g(shù),制造了具有“五電極”結(jié)構(gòu)的柔性電極層。通過(guò)鋁制模具制造了導(dǎo)電橡膠層和表層凸起,并對(duì)柔性觸覺傳感陣列的整體裝配。第4章,開發(fā)了該柔性觸覺傳感陣列的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。設(shè)計(jì)了基于DSP TMS320F2812芯片的觸覺傳感陣列的高速掃描檢測(cè)電路,完成了電路原理圖的繪制、電路板的制造和DSP控制程序的編寫,并開發(fā)了基于LabVIEW軟件的數(shù)據(jù)采集上位機(jī)程序。第5章,利用觸覺傳感陣列的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),開展了觸覺傳感陣列相應(yīng)的靜態(tài)特性、抓取過(guò)程以及滑移檢測(cè)等實(shí)驗(yàn)研究。靜態(tài)性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：研制的柔性觸覺傳感陣列具有0.1 N的力分辨率,z-、x-和y-方向的測(cè)力量程分別為0～30 N、-5～5 N、-5～5 N,靈敏度分別為0.081 V/N、0.210 V/N、0.247 V/N,精確度分別為3.15%、4.63%、7.56%。傳感陣列具有良好的重復(fù)性,較低的遲滯性和良好的線性,三個(gè)量化指標(biāo)分別為5.22%,4.97%和3.10%。將觸覺傳感陣列穿戴于假肢手上進(jìn)行了物體抓取過(guò)程中的三維力和滑移測(cè)試的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,研制的柔性觸覺傳感陣列具備分布式柔性三維觸覺力和滑移檢測(cè)的功能,基于離散小波變換的方法,能有效識(shí)別出物體抓取過(guò)程中的滑移特征信息。第6章,總結(jié)了本學(xué)位論文的研究工作,并對(duì)未來(lái)的研究工作進(jìn)行了展望。
【關(guān)鍵詞】：觸覺傳感陣列 假肢手 導(dǎo)電橡膠 滑移檢測(cè) 三維力測(cè)試
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 致謝8-13
• 1 緒論13-33
• 1.1 論文研究的背景和意義13-14
• 1.2 智能假肢手的研究現(xiàn)狀及分析14-16
• 1.3 柔性觸覺傳感器的研究現(xiàn)狀及分析16-26
• 1.3.1 電阻式觸覺傳感器16-20
• 1.3.2 電容式觸覺傳感器20-21
• 1.3.3 壓電式觸覺傳感器21-22
• 1.3.4 其他觸覺傳感器22-25
• 1.3.5 目前有待深入研究的問(wèn)題25-26
• 1.4 柔性觸覺傳感器的三維力及滑移特征信息處理研究現(xiàn)狀26-30
• 1.4.1 觸覺傳感器的三維力解耦方法的研究現(xiàn)狀26-27
• 1.4.2 觸覺傳感器的滑移檢測(cè)方法的研究現(xiàn)狀27-30
• 1.5 論文的主要研究?jī)?nèi)容與框架30-31
• 1.6 本章小結(jié)31-33
• 2 柔性觸覺傳感陣列的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及測(cè)試原理33-45
• 2.1 引言33
• 2.2 柔性觸覺傳感陣列的性能影響分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)33-39
• 2.2.1 柔性觸覺傳感陣列的性能影響分析33-37
• 2.2.2 柔性觸覺傳感陣列的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)37-39
• 2.3 柔性觸覺傳感陣列的測(cè)試原理39-44
• 2.3.1 觸覺傳感陣列的三維力測(cè)試原理39-41
• 2.3.2 觸覺傳感陣列的滑移識(shí)別原理41-44
• 2.4 本章小結(jié)44-45
• 3 柔性觸覺傳感陣列的制造工藝研究45-52
• 3.1 引言45
• 3.2 柔性電極層的設(shè)計(jì)與制造45-46
• 3.3 導(dǎo)電橡膠層的制造工藝46-48
• 3.4 柔性觸覺傳感陣列的表層凸起制造及整體裝配48-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 4 柔性觸覺傳感陣列的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開發(fā)52-66
• 4.1 引言52
• 4.2 觸覺傳感陣列數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的檢測(cè)電路設(shè)計(jì)52-61
• 4.2.1 檢測(cè)電路的信號(hào)干擾及測(cè)試方式分析52-54
• 4.2.2 檢測(cè)電路的檢測(cè)原理設(shè)計(jì)54-61
• 4.3 觸覺傳感陣列數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)61-64
• 4.3.1 USB固件程序的設(shè)計(jì)61
• 4.3.2 DSP控制程序的設(shè)計(jì)61-63
• 4.3.3 上位機(jī)數(shù)據(jù)采集及信號(hào)處理程序設(shè)計(jì)63-64
• 4.4 本章小結(jié)64-66
• 5 柔性觸覺傳感陣列的性能測(cè)試及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)研究66-81
• 5.1 引言66
• 5.2 觸覺傳感陣列的靜態(tài)性能測(cè)試66-71
• 5.2.1 三維力加載實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建66-67
• 5.2.2 觸覺傳感陣列的性能測(cè)試與分析67-71
• 5.3 觸覺傳感陣列的假肢手抓取中的三維力測(cè)試實(shí)驗(yàn)71-74
• 5.3.1 觸覺傳感陣列假肢手裝載測(cè)試平臺(tái)的搭建71-72
• 5.3.2 假肢手抓取中的三維力檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析72-74
• 5.4 觸覺傳感陣列的假肢手抓取中的滑移檢測(cè)實(shí)驗(yàn)74-80
• 5.4.1 觸覺傳感單元的滑移識(shí)別實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析74-76
• 5.4.2 觸覺傳感陣列的滑移識(shí)別實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析76-80
• 5.5 本章小結(jié)80-81
• 6 總結(jié)與展望81-84
• 6.1 全文總結(jié)81-82
• 6.2 工作展望82-84
• 參考文獻(xiàn)84-91
• 作者簡(jiǎn)歷91-92
• 1 教育背景91
• 2 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表及錄用的論文91-92
• 3 申請(qǐng)及授權(quán)的國(guó)家專利92
• 4 參加的科研項(xiàng)目92

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1 鄭啟倫;對(duì)稱開關(guān)邏輯的三值胞腔陣列[J];電子學(xué)通訊;1980年04期

2 DharmaP.Agrawal;林定基;;高速算術(shù)運(yùn)算陣列[J];電子計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài);1981年08期

3 何國(guó);;高速計(jì)算與小粒度數(shù)據(jù)流陣列[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;1986年05期

4 鄭啟倫,伍國(guó)榮;三維陣列細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖的性質(zhì)及其定理[J];計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào);1980年02期

5 潘明,姜希莉;三維三值樹型細(xì)胞結(jié)構(gòu)的通用邏輯陣列[J];電子學(xué)報(bào);1983年04期

6 馮丹,張江陵;構(gòu)造高可靠性盤陣列結(jié)構(gòu)的研究[J];計(jì)算機(jī)工程與科學(xué);1996年03期

7 林勇;羅文堅(jiān);錢海;王煦法;;n×n陣列胚胎電子系統(tǒng)應(yīng)用中的優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題分析[J];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào);2007年02期

8 艾水;;陣列天線結(jié)構(gòu)[J];電子機(jī)械工程;1993年05期

9 陳善繼;張銳戈;吳國(guó)慶;陳超;馬英;王濤;;極化敏感陣列及其應(yīng)用研究[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2009年05期

10 余愷;印明;宗曉杰;王營(yíng)冠;王智;;基于壓縮感知的無(wú)線陣列及協(xié)同信號(hào)處理[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;2014年01期

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1 馬玉榮;;一維方解石單晶微納陣列結(jié)構(gòu)的可控合成[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第05分會(huì)：無(wú)機(jī)化學(xué)[C];2014年

2 魏文博;葛廣路;;金納米棒垂直陣列的制備、表征與應(yīng)用[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第33分會(huì)：納米材料合成與組裝[C];2014年

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4 蔡金光;齊利民;;基于二氧化鈦納米棒陣列結(jié)構(gòu)的自清潔寬波段全方向減反射涂層[A];2011中國(guó)材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

5 李宏俊;陳展鵠;李麗玲;;LED陣列失效特性分析及探討[A];海峽兩岸第九屆照明科技與營(yíng)銷研討會(huì)專題報(bào)告文集[C];2002年

6 毋芳芳;馬小健;馮金奎;錢逸泰;熊勝林;;三維Co_3O_4和CoO@C墻陣列形貌控制,形成機(jī)理以及鋰電性能的研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第33分會(huì)：納米材料合成與組裝[C];2014年

7 魏志祥;李梅;黃際勇;;導(dǎo)電聚合物納米結(jié)構(gòu)陣列的制備和性能研究[A];2007年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集（上冊(cè)）[C];2007年

8 俞國(guó)軍;王森;鞏金龍;曹建清;朱德彰;;低能離子束輔助大面積制備納米點(diǎn)陣列[A];2006全國(guó)荷電粒子源、粒子束學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

9 鐘留彪;張軍昌;江林;;多功能化等離子體念珠結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第33分會(huì)：納米材料合成與組裝[C];2014年

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8 段國(guó)韜;宏觀尺度納米結(jié)構(gòu)陣列的電化學(xué)合成及其原型器件研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（合肥物質(zhì)科學(xué)研究院）;2007年

9 常仁;低副瓣數(shù)字端射陣列組陣研究[D];北京理工大學(xué);2014年

10 張洪華;物理方法輔助膠體晶體模板構(gòu)筑微/納陣列及其生物傳感特性研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

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1 歐陽(yáng)威信;半導(dǎo)體納米棒陣列的制備及其光電性能的測(cè)試[D];華南理工大學(xué);2015年

2 李淑彬;基于ZnO納米棒陣列的紫外光響應(yīng)性能研究[D];天津理工大學(xué);2015年

3 胡曉曉;金屬氧化物/二氧化鈦納米管陣列復(fù)合材料制備及其鋰電性能研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

4 丁江放;耦合微懸臂陣列集體振動(dòng)模的光學(xué)囚禁及冷卻[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(武漢物理與數(shù)學(xué)研究所);2015年

5 賈小亞;鎳和氧化鎳有序孔陣列的構(gòu)筑及其性能研究[D];西南大學(xué);2015年

6 彭桃;基于遺傳算法的超聲稀疏陣列成像方法研究[D];西南交通大學(xué);2015年

7 楚東月;復(fù)合靜電吸附陣列的吸附性能研究及應(yīng)用[D];鄭州輕工業(yè)學(xué)院;2015年

8 凌雪燕;多切口金納米圓環(huán)陣列光學(xué)特性研究[D];陜西師范大學(xué);2015年

9 李鑫;基于MOS電阻陣列的紅外場(chǎng)景仿真系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所);2015年

10 張俊波;基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的陣列校正與測(cè)向研究[D];電子科技大學(xué);2015年

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本文編號(hào)：685796