本文關(guān)鍵詞：基于新型仿生手指傳感器的振動(dòng)觸覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)與機(jī)制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：觸覺是人體向外界進(jìn)行信息獲取的重要通道，而觸覺信息技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛，例如觸覺反饋、虛擬現(xiàn)實(shí)、仿生假肢、遠(yuǎn)程操作等。觸覺信息從環(huán)境到人體的傳遞離不開觸覺系統(tǒng)，其中包括觸覺感知、信息提取、觸覺再現(xiàn)等過程。觸覺傳感器是感知環(huán)境信息的主要途徑，而振動(dòng)觸覺是人們普遍接受的觸覺再現(xiàn)手段。本文主要從這兩個(gè)方面介紹了基于新型仿生手指傳感器的振動(dòng)觸覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)與機(jī)制研究。 本文首先分析了目前觸覺傳感器的特點(diǎn)與不足，提出了基于液壓的新型傳感器原理。在此基礎(chǔ)上完成了傳感器的結(jié)構(gòu)部件設(shè)計(jì)與電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并搭建了傳感器信號(hào)采集平臺(tái)，完成了傳感器的初步測試與信號(hào)分析。 振動(dòng)觸覺系統(tǒng)的觸覺信息是通過傳感器獲取的，，而振動(dòng)刺激實(shí)現(xiàn)了信息的觸覺表達(dá)。不過振動(dòng)刺激的編碼與人體觸覺感知的評(píng)估是兩個(gè)難點(diǎn)。在本文在振動(dòng)觸覺生理學(xué)和機(jī)械感受器的研究基礎(chǔ)上，建立了手指振動(dòng)觸覺的簡化模型。隨后引入砂紙的粗糙度作為衡量觸覺的參考標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行了基于砂紙的手指滑動(dòng)建模。最后通過粗糙度與振動(dòng)觸覺的對(duì)比實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了人體感知的評(píng)估與分析。 最后本文提出了基于振動(dòng)觸覺系統(tǒng)的材質(zhì)特征識(shí)別方案。
【關(guān)鍵詞】：振動(dòng)觸覺 觸覺再現(xiàn) 觸覺傳感器 粗糙度
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP212;R314
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 圖錄12-14
• 表錄14-15
• 第一章 緒論15-24
• 1.1 課題研究背景與意義15-17
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-20
• 1.2.1 信息的觸覺表達(dá)17-19
• 1.2.2 虛擬觸覺再現(xiàn)19-20
• 1.3 振動(dòng)觸覺系統(tǒng)研究的主要問題20-21
• 1.4 本課題的研究內(nèi)容21-24
• 1.4.1 課題來源21
• 1.4.2 研究的主要內(nèi)容21-22
• 1.4.3 研究創(chuàng)新點(diǎn)簡介22-23
• 1.4.4 本文的章節(jié)安排23-24
• 第二章 仿生手指傳感器設(shè)計(jì)24-43
• 2.1 觸覺傳感器介紹24-26
• 2.1.1 觸覺傳感器分類24-26
• 2.1.2 觸覺傳感器應(yīng)用26
• 2.2 仿生手指傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26-31
• 2.2.1 傳感器原理27-28
• 2.2.2 傳感器結(jié)構(gòu)28-30
• 2.2.3 傳感器密封性分析30-31
• 2.3 仿生手指傳感器電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)31-38
• 2.3.1 壓力信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)33-34
• 2.3.2 振動(dòng)信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)34-35
• 2.3.3 加速度信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)35-36
• 2.3.4 電氣系統(tǒng)信號(hào)仿真36-38
• 2.4 仿生手指傳感器制作38-41
• 2.4.1 FPC 設(shè)計(jì)與焊接38-39
• 2.4.2 結(jié)構(gòu)制作與裝配39-41
• 2.5 本章小結(jié)41-43
• 第三章 傳感器信號(hào)采集與測試43-56
• 3.1 傳感器信號(hào)采集系統(tǒng)43-45
• 3.1.1 系統(tǒng)硬件43-44
• 3.1.2 系統(tǒng)軟件44-45
• 3.2 傳感器注液體積測試分析45-49
• 3.3 傳感器壓力標(biāo)定實(shí)驗(yàn)49-50
• 3.4 加速度信號(hào)采集與測試50-53
• 3.5 傳感器靜態(tài)姿態(tài)角標(biāo)定實(shí)驗(yàn)53-55
• 3.6 本章小結(jié)55-56
• 第四章 皮膚振動(dòng)觸覺機(jī)理及其模型56-68
• 4.1 人體皮膚振動(dòng)觸覺生理學(xué)56-61
• 4.1.1 皮膚機(jī)械感受器56-58
• 4.1.2 皮膚感受器電位及其傳輸58-61
• 4.1.3 大腦感知61
• 4.2 皮膚振動(dòng)觸覺建模61-67
• 4.2.1 機(jī)械感受器生物力學(xué)模型62-65
• 4.2.2 手指觸覺模型簡化65-67
• 4.3 本章小結(jié)67-68
• 第五章 基于粗糙度感知的手指振動(dòng)觸覺分析68-86
• 5.1 手指振動(dòng)觸覺基礎(chǔ)68-74
• 5.1.1 觸覺評(píng)估與物體表面特征68-69
• 5.1.2 振動(dòng)器介紹與選擇69-71
• 5.1.3 振動(dòng)刺激信號(hào)71-72
• 5.1.4 受試者與觸覺閥值72-74
• 5.2 粗糙度與振動(dòng)觸覺74-84
• 5.2.1 基于砂紙的手指滑動(dòng)建模75-78
• 5.2.2 振動(dòng)刺激參數(shù)78-80
• 5.2.3 實(shí)驗(yàn)范式80-81
• 5.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論81-84
• 5.3 本章小結(jié)84-86
• 第六章 基于振動(dòng)觸覺系統(tǒng)的材質(zhì)特征識(shí)別方案86-91
• 6.1 基于振動(dòng)觸覺系統(tǒng)的材質(zhì)特征識(shí)別86-87
• 6.2 基于振動(dòng)觸覺系統(tǒng)的材質(zhì)粗糙度識(shí)別87-90
• 6.3 本章小結(jié)90-91
• 第七章 總結(jié)與展望91-93
• 7.1 本文工作總結(jié)91-92
• 7.2 后續(xù)工作及展望92-93
• 參考文獻(xiàn)93-99
• 致謝99-100
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文100

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于新型仿生手指傳感器的振動(dòng)觸覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)與機(jī)制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：313811