基于多传感器数据融合的仿生机械手研究

发布时间：2019-02-18 18:17

【摘要】：针对大多数的机械手只能重复执行固定动作,无法自调整和软抓取等特点,设计了基于多传感器数据融合技术的12自由度仿生机械手。机械手利用聚偏氟乙烯(PVDF)传感器采集4根手指的电荷信号,通过电荷/电压(Q/U)转换、调理、采集电路,提取有用信号送至控制器中并对触、滑、热觉和物体空间状态信息进行融合,获得进一步动作指令,控制机械手调整抓握方式。经过测试分析,设计的机械手可在0.5s内抓取任意不规则形状及如生鸡蛋等脆性较高等物体,通过融合信息反映出物体的大致形状,实现机械手的仿生功能。
[Abstract]:In view of the fact that most manipulators can only perform fixed actions repeatedly without self-adjustment and soft grasping, a 12-DOF bionic manipulator based on multi-sensor data fusion technology is designed. The manipulator uses polyvinylidene fluoride (PVDF) (PVDF) sensor to collect the charge signals of 4 fingers. Through the charge / voltage (Q / U) conversion, conditioning and collecting circuits, the useful signals are extracted and sent to the controller, and the signals are touched and slid. The thermal sense and object spatial state information are fused to obtain further action instructions and to control the manipulator to adjust the grip mode. Through test and analysis, the designed manipulator can grab arbitrary irregular shape and brittleness objects such as raw eggs in 0.5s. The approximate shape of the object can be reflected by fusion information, and the biomimetic function of the manipulator can be realized.
【作者单位】：吉林大学仪器科学与电气工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51303062) 中央高校基本科研业务费专项基金资助项目(JCKY-QKJC13) 吉林大学国家级大学生创新实践基金资助项目(2016A65285)
【分类号】：TP212;TP241

【参考文献】

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2 刘旭;武澎;吕延军;;一种柔性PVDF压电薄膜传感器的制备方案[J];仪表技术与传感器;2016年01期

3 边弘晔;何书龙;何元一;李学威;;浅谈轻量化机械手发展前景[J];科技创新导报;2015年35期

4 辛毅;田红英;蒋琪;齐晓慧;郭超;李想;郑浩田;杨庆雨;齐国臣;;基于LabVIEW的PVDF压电薄膜触滑觉识别系统[J];压电与声光;2015年05期

5 辛毅;杨庆雨;郑浩田;蒋琪;;PVDF触滑觉传感器结构及其调理电路设计[J];压电与声光;2014年01期

6 向婷;陈进军;;基于新型压阻触滑觉传感器软抓取机械手的研究[J];制造业自动化;2013年06期

7 郭洪武;;浅析机械手的应用与发展趋势[J];中国西部科技;2012年10期

8 黄漫国;樊尚春;郑德智;邢维巍;;多传感器数据融合技术研究进展[J];传感器与微系统;2010年03期

9 沈国伟;;电容式触觉阵列传感器的原理与设计[J];传感器世界;2007年03期

10 严怀成,黄心汉,王敏;多传感器数据融合技术及其应用[J];传感器技术;2005年10期

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2 王日先;王宏宇;孙永飞;张天一;张鹏淼;;多传感器数据融合方法在加力燃烧室试验中的应用研究[J];航空发动机;2017年04期

3 路平;陈禹希;丰博;;一种新型医疗辅助机器人的研究与分析[J];机械工程师;2017年08期

4 刘洋;;基于PLC的自动抓手库系统设计[J];通讯世界;2017年14期

5 李莉;贾志凯;张瑜;;基于数据融合的动车组健康状态评估[J];铁路计算机应用;2017年07期

6 祝国源;;六自由度机械手在产品包装检测线上的应用[J];电子世界;2017年14期

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8 千承辉;李芮林;李冰洋;胡梦媛;辛毅;;基于多传感器数据融合的仿生机械手研究[J];压电与声光;2017年04期

9 石季平;;一种液压驱动型机械手的设计与理论建模[J];科学家;2017年12期

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3 林益明;李大明;王耀兵;王友渔;;空间机器人发展现状与思考[J];航天器工程;2015年05期

4 谢娜;秦岚;;三维柔性触觉/热觉传感器设计与仿真[J];传感器与微系统;2015年02期

5 郭弦;黎小毛;彭映成;钱海;;基于PVDF的混凝土内应力传感器设计及应用[J];仪表技术与传感器;2015年01期

6 韩亚丽;祁兵;于建铭;宋爱国;朱松青;;面向助力膝关节外骨骼的弹性驱动器研制及实验研究[J];机器人;2014年06期

7 刘廷;吴晓军;赵河明;;PVDF微力传感器的设计[J];仪表技术与传感器;2014年10期

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9 辛毅;杨庆雨;郑浩田;蒋琪;;PVDF触滑觉传感器结构及其调理电路设计[J];压电与声光;2014年01期

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4 申琼,何勇;仿生机械手结构设计与分析[J];东华大学学报(自然科学版);2002年01期

5 王棣堂;蛇的仿生机械[J];国外自动化;1980年05期

6 靳桂萍;姚冰;王铭X;贾栋;;基于摩托车发动机原理的仿生机械蝗虫作品设计[J];机电产品开发与创新;2009年04期

7 ;生物与机械的奇妙融合[J];科学之友(上旬);2013年10期

8 ;科技新产品[J];高科技与产业化;2013年05期

9 何秀芸;李树军;郝广波;;超欠驱动仿生机械手的机构设计与实验研究[J];机械设计;2009年12期

10 张澈;陈浩;张群;;一种仿牛机械足的设计与分析[J];机械制造与自动化;2013年01期