多功能仿人手指触觉传感器系统设计与研究

发布时间：2020-12-13 02:02

　　在非结构环境中,触觉信息对于机器人宇航员进行灵巧操作是必不可少的,而触觉传感器是机器触觉信息的重要来源,但现有的机器人触觉传感器存在可靠性低、缺乏统一的标定方法等缺点。本文致力于研制一款可实现多功能探测、易于标定和维修的微小型触觉传感器感知系统,可以为宇航员机器人灵巧操作提供更可靠的触觉信息。本文首先分析了目前各类触觉传感器的优缺点,提出了基于导电液体的仿人手指触觉传感器系统。该触觉传感器系统包括触觉传感器、信号采集系统、触觉数据融合算法。然后根据人手生物医学结构特征完成了触觉传感器的结构优化设计以及敏感元件电气设计,本文的触觉传感器包括独立的柔性皮肤,贴附在指骨表面的电极阵列以及柔性皮肤和指骨之间的导电液体,可实现同时测量温度、三维力、微振动等物理信息的功能,并在此基础上研究了触觉传感器的简易制备和高效装配的工艺方法。接着搭建了包括硬件系统、软件系统和标定工装的信号采集系统,在对各模态信息进行标定之后,完成了独立的硬度识别、导热性能识别、表面粗糙度和纹理细致度识别、物体局部尺寸识别等识别实验。最后基于Tensor Flow深度学习框架建立了包含四层卷积层、两层池化层、两层全连接层的卷... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

美国的机器人宇航员Robonaut2[1]

俄罗斯的机器人宇航员SAR-401[2]

图 1.3 德国的机器人宇航员 Justin[3]员的操作任务可分为两种：一种是强作目标物体；另一种是精细操作，即拧等操作。随着空间任务多样性的增的重要工程应用形式，这两种操作任

【参考文献】：
期刊论文
[1]TensorFlow平台下的手写字符识别[J]. 张俊,李鑫.  电脑知识与技术. 2016(16)
[2]一种全柔性电容式触觉传感器设计与试验[J]. 许德成,高永慧,郭小辉.  江苏大学学报(自然科学版). 2015(03)
[3]基于MSComm控件串口通信的实现[J]. 章辉,叶建芳,叶建威.  电子测量技术. 2011(08)
[4]基于PVDF压电膜的三向力触角传感头研究[J]. 杜彦刚,潘英俊,刘嘉敏.  仪器仪表学报. 2004(S2)
[5]光纤式触觉传感器及其性能研究[J]. 贾铭新.  哈尔滨工程大学学报. 2002(02)
[6]高灵敏度金属—压电陶瓷触觉传感器[J]. 陈建强,高国伟.  压电与声光. 1993(01)

硕士论文
[1]基于新型仿生手指传感器的振动触觉系统设计与机制研究[D]. 邱中一.上海交通大学 2014
[2]BN和AlN颗粒对导热硅胶性能的影响[D]. 朱宁宁.哈尔滨工业大学 2011



本文编号：2913682