本文關(guān)鍵詞：面向假肢手抓取中觸滑覺檢測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 三維力測試

【摘要】：本學(xué)位論文結(jié)合國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973計劃,項目編號：2011CB013300)、國家自然科學(xué)基金項目(項目編號：51575485,51105333)和浙江省自然科學(xué)基金項目(項目編號：LY16E050002),開展了用于假肢手的具有三維力測量和滑移識別功能的柔性觸覺傳感陣列的研究。首先,設(shè)計了一種基于INASTOMER導(dǎo)電橡膠的柔性觸覺傳感陣列,并且詳細闡述了其三維力測試和滑移檢測的工作原理。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電路的開發(fā)和基于Lab VIEW軟件的數(shù)據(jù)采集上位機程序的編寫。最后,利用觸覺傳感陣列的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),進行了傳感陣列的靜態(tài)性能檢測實驗,獲得力分辨率、靈敏度、測力量程、重復(fù)性、非線性、遲滯性等靜態(tài)性能指標,完成了觸覺傳感陣列裝載于假肢手的抓取實驗,并利用離散小波變換的方法進行了單元滑移檢測以及傳感陣列抓取過程的滑移檢測。第1章,闡述了本學(xué)術(shù)論文的研究背景和意義,詳細介紹了當前國內(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內(nèi)容和結(jié)構(gòu)框架。第2章,設(shè)計了一種基于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,詳細闡述了該觸覺傳感陣列的工作原理,包括其單元三維力測試原理和基于離散小波變換理論的滑移檢測原理。第3章,為解決陣列結(jié)構(gòu)掃描檢測引線多的問題,設(shè)計了柔性電極層的行列并行走線方式。基于柔性電路印刷技術(shù),制造了具有“五電極”結(jié)構(gòu)的柔性電極層。通過鋁制模具制造了導(dǎo)電橡膠層和表層凸起,并對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)計了基于DSP TMS320F2812芯片的觸覺傳感陣列的高速掃描檢測電路,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、抓取過程以及滑移檢測等實驗研究。靜態(tài)性能實驗結(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,三個量化指標分別為5.22%,4.97%和3.10%。將觸覺傳感陣列穿戴于假肢手上進行了物體抓取過程中的三維力和滑移測試的實驗。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的功能,基于離散小波變換的方法,能有效識別出物體抓取過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,并對未來的研究工作進行了展望。
【關(guān)鍵詞】：觸覺傳感陣列 假肢手 導(dǎo)電橡膠 滑移檢測 三維力測試
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：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方法的研究現(xiàn)狀27-30
• 1.5 論文的主要研究內(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)計及測試原理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37-39
• 2.3 柔性觸覺傳感陣列的測試原理39-44
• 2.3.1 觸覺傳感陣列的三維力測試原理39-41
• 2.3.2 觸覺傳感陣列的滑移識別原理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)的檢測電路設(shè)計52-61
• 4.2.1 檢測電路的信號干擾及測試方式分析52-54
• 4.2.2 檢測電路的檢測原理設(shè)計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61-64
• 4.3.1 USB固件程序的設(shè)計61
• 4.3.2 DSP控制程序的設(shè)計61-63
• 4.3.3 上位機數(shù)據(jù)采集及信號處理程序設(shè)計63-64
• 4.4 本章小結(jié)64-66
• 5 柔性觸覺傳感陣列的性能測試及應(yīng)用實驗研究66-81
• 5.1 引言66
• 5.2 觸覺傳感陣列的靜態(tài)性能測試66-71
• 5.2.1 三維力加載實驗平臺的搭建66-67
• 5.2.2 觸覺傳感陣列的性能測試與分析67-71
• 5.3 觸覺傳感陣列的假肢手抓取中的三維力測試實驗71-74
• 5.3.1 觸覺傳感陣列假肢手裝載測試平臺的搭建71-72
• 5.3.2 假肢手抓取中的三維力檢測實驗結(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實驗74-80
• 5.4.1 觸覺傳感單元的滑移識別實驗結(jié)果與分析74-76
• 5.4.2 觸覺傳感陣列的滑移識別實驗結(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84-91
• 作者簡歷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 申請及授權(quán)的國家專利92
• 4 參加的科研項目92

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄭啟倫;對稱開關(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)運算陣列[J];電子計算機動態(tài);1981年08期

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

4 鄭啟倫,伍國榮;三維陣列細胞結(jié)構(gòu)圖的性質(zhì)及其定理[J];計算機學(xué)報;1980年02期

5 潘明,姜希莉;三維三值樹型細胞結(jié)構(gòu)的通用邏輯陣列[J];電子學(xué)報;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];計算機工程與科學(xué);1996年03期

7 林勇;羅文堅;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)計問題分析[J];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報;2007年02期

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

9 陳善繼;張銳戈;吳國慶;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;王營冠;王智;;基于壓縮感知的無線陣列及協(xié)同信號處理[J];計算機研究與發(fā)展;2014年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

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];中國化學(xué)會第29屆學(xué)術(shù)年會摘要集——第05分會：無機化學(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];中國化學(xué)會第29屆學(xué)術(shù)年會摘要集——第33分會：納米材料合成與組裝[C];2014年

3 葉小舟;齊利民;;硫化鋅納米碗陣列的制備及其在傳感方面的應(yīng)用[A];中國化學(xué)會第28屆學(xué)術(shù)年會第12分會場摘要集[C];2012年

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中國材料研討會論文摘要集[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銷研討會專題報告文集[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,形成機理以及鋰電性能的研究[A];中國化學(xué)會第29屆學(xué)術(shù)年會摘要集——第33分會：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年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集（上冊）[C];2007年

8 俞國軍;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陣列[A];2006全國荷電粒子源、粒子束學(xué)術(shù)會議論文集[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];中國化學(xué)會第29屆學(xué)術(shù)年會摘要集——第33分會：納米材料合成與組裝[C];2014年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 果然;基于中小孔徑陣列的超分辨測向算法[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 姜家財;基于成對陣列的多信號檢測與測向算法研究[D];電子科技大學(xué);2015年

3 曹佳;端射天線陣列機理與應(yīng)用研究[D];北京理工大學(xué);2015年

4 楊京;時間調(diào)制陣列理論與共形陣列技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2015年

5 騰云;大氣壓空氣中百赫茲級納秒脈沖彌散放電的研究[D];華中科技大學(xué);2015年

6 朱迪夫;通過多元方法構(gòu)造功能性有序微結(jié)構(gòu)陣列[D];吉林大學(xué);2010年

7 肖作毅;微反應(yīng)器中三維有序多孔陣列的制備[D];大連理工大學(xué);2010年

8 段國韜;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];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 歐陽威信;半導(dǎo)體納米棒陣列的制備及其光電性能的測試[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模的光學(xué)囚禁及冷卻[D];中國科學(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電阻陣列的紅外場景仿真系統(tǒng)驅(qū)動技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所);2015年

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

，

本文編號：685796