近年來視覺等感知領域的產(chǎn)品已逐漸完成商業(yè)化并面向大眾,與之相比,觸覺信息技術的發(fā)展還很落后。不過隨著遙感操作、虛擬現(xiàn)實和仿生假肢等領域的蓬勃發(fā)展,觸覺信息技術在將來有著廣闊的發(fā)展和應用前景。作為觸覺接口系統(tǒng)中必不可少的一部分,觸覺信息的感知、提取和傳遞都離不開觸覺傳感器的參與,觸覺傳感器的發(fā)展也變得尤為重要。本文的主要工作是設計出一種模塊化的柔性仿生觸覺傳感器,并通過仿真的方式對其內部腔體結構進行優(yōu)化,以及對傳感器信號采集電路做測試分析。因此本文首先對觸覺感知的生理學機理和目前各種傳感器的原理特性進行調研,在此基礎上提出了一種新型觸覺傳感器的設計方式,能夠對壓力、振動和切向力三種觸覺信息分別進行采集。為了確保傳感器的精度和性能,需要考慮到柔性外殼結構導致的內部流體流動現(xiàn)象所帶來的影響。因此要對傳感器內部流場中動水壓強的傳遞過程和損耗因素做具體分析,并借助有限元軟件COMSOL Multiphysics對內部流場進行仿真模擬。通過比對和分析傳感器內部在不同結構和不同輸入條件下的流體場仿真結果,得到影響測量精度的結構因素,從而實現(xiàn)對傳感器內部結構的優(yōu)化設計。在完成了傳感器的結構設計之后,對... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

FingerTPS手指觸覺測量系統(tǒng)

圖 1.2 兩種新型的觸覺傳感器產(chǎn)品Fig. 1.2 Two kinds of creative tactile sensor products臨的主要問題階段，對觸覺感知系統(tǒng)的研究還很落后，絕大部分觸覺表達技術的a 機器人 21 b 多模觸覺傳感器 BioTac

和電器元件被包含在皮膚中而容易損壞的問題。本文在前人的基礎上對其進行大量改進，設計了新型觸覺手指傳感器的工作原理。圖2.4 傳感器的結構原理圖Fig. 2.4 Structure schematic diagram of sensor由上面的傳感器結構原理圖可以看出新型的傳感器設計方式具有很強的獨立性。傳感器內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部填充的液體一起組成了一個柔性的整體，使傳感器具有類似于人手指尖按壓變形的特性，并對內部部件起到了很好的保護作用。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檢測器一起負責將檢測到的物理信息轉化為電信號。指骨使用高硬度、抗沖擊性強的 ABS 塑料，將傳感器的其他部位連接在一起。后端的塑料外殼內裝有壓強檢測器和傳感器的信號采集電路，依靠剛性材質的塑料外殼對內部的電路和電子元件進行保護。彈性皮膚和塑料后殼的設計使得沒有任何脆弱的電子線路暴露在外部，而皮膚和后殼結構都很容易替換，在遭到破壞或磨損后可以輕松修復。觸覺傳感器的核心就是通過采集到的壓力、振動、位置、溫度等觸覺信息來得到接觸面的物理特征，繼而得到可靠的觸覺反饋數(shù)據(jù)來源。本課題所設計的觸覺傳感器對接觸面的檢測主要分為兩方面。一方面通過使用不可壓縮的導電溶液作為介質導體

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]觸覺感認知關鍵技術及系統(tǒng)[D]. 葉振宇.浙江大學 2016
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本文編號：3051012