基于電容與摩擦發(fā)電原理的多功能電子皮膚及其在機(jī)器人中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2021-02-22 03:17
接近感知和觸覺(jué)感知是智能機(jī)器人傳感系統(tǒng)必不可少的組成部分,機(jī)器人依靠接近感知傳感器和觸覺(jué)感知傳感器的配合可以實(shí)現(xiàn)從感知物體位置到抓取物體的全過(guò)程監(jiān)測(cè)。針對(duì)現(xiàn)階段應(yīng)用于機(jī)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(shè)計(jì)了一種用于機(jī)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(shè)計(jì)的傳感器可以同時(shí)在摩擦發(fā)電傳感和電容模式下進(jìn)行壓力傳感測(cè)量,該傳感器還能進(jìn)行接近感知測(cè)量和拉伸應(yīng)變測(cè)量,還用COMSOL仿真了不同結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)作為本課題所研究傳感器的最終結(jié)構(gòu);（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(jìn)行壓力測(cè)量時(shí)的靈敏度,本課題在傳感器表面設(shè)計(jì)了砂紙微結(jié)構(gòu);為了提升傳感器在電容模式下進(jìn)行壓力傳感的靈敏度,本課題在電介質(zhì)層設(shè)計(jì)了微米孔陣列結(jié)構(gòu);（3）設(shè)計(jì)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(duì)金和PDMS親水性和疏水性的特點(diǎn)完成電極層的制備;采用軟光刻技術(shù)和PDMS二次倒模的方法制備出具有微米...
【文章來(lái)源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
具有高靈敏度的壓力觸覺(jué)傳感器Wagner,S.等人[26]
華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 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(nèi)部連接的 PVA 納米線之間的協(xié)同效應(yīng)，該壓力傳感器的靈敏度可以達(dá)到 28.34KPa-1。 此外，該傳感器還能測(cè)量出質(zhì)量大約為 22.4mg 的輕質(zhì)大米（≈2.24Pa）的壓力作用，同時(shí)該傳感器在 6000 次重復(fù)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(jué)傳感器在人體健康監(jiān)測(cè)方面具有一定的應(yīng)用前景。
大米（≈2.24Pa）的壓力作用，同時(shí)該傳感器在 6000 次重復(fù)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(jué)傳感器在人體健康監(jiān)測(cè)方面具有一定的應(yīng)用前景。圖 1.2 柔性壓阻式壓力傳感器
【參考文獻(xiàn)】：
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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的應(yīng)用[J]. 陳歡歡,李亞娟,辛晨,彭程. 通訊世界. 2016(20)
[4]基于改進(jìn)遺傳算法的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃[J]. 張毅,代恩燦,羅元. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2016(01)
[5]智能機(jī)器人的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 任福繼,孫曉. 科技導(dǎo)報(bào). 2015(21)
[6]淺談機(jī)器人傳感器及其應(yīng)用[J]. 余亮亮. 華章. 2011 (03)
本文編號(hào)：3045365
【文章來(lái)源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
具有高靈敏度的壓力觸覺(jué)傳感器Wagner,S.等人[26]
華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 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(nèi)部連接的 PVA 納米線之間的協(xié)同效應(yīng)，該壓力傳感器的靈敏度可以達(dá)到 28.34KPa-1。 此外，該傳感器還能測(cè)量出質(zhì)量大約為 22.4mg 的輕質(zhì)大米（≈2.24Pa）的壓力作用，同時(shí)該傳感器在 6000 次重復(fù)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(jué)傳感器在人體健康監(jiān)測(cè)方面具有一定的應(yīng)用前景。
大米（≈2.24Pa）的壓力作用，同時(shí)該傳感器在 6000 次重復(fù)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(jué)傳感器在人體健康監(jiān)測(cè)方面具有一定的應(yīng)用前景。圖 1.2 柔性壓阻式壓力傳感器
【參考文獻(xiàn)】：
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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的應(yīng)用[J]. 陳歡歡,李亞娟,辛晨,彭程. 通訊世界. 2016(20)
[4]基于改進(jìn)遺傳算法的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃[J]. 張毅,代恩燦,羅元. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2016(01)
[5]智能機(jī)器人的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 任福繼,孫曉. 科技導(dǎo)報(bào). 2015(21)
[6]淺談機(jī)器人傳感器及其應(yīng)用[J]. 余亮亮. 華章. 2011 (03)
本文編號(hào)：3045365
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