一种机器人多维光纤光栅力传感器

为实现机器人腕部等结构的多维力传感测量,提出了一种多维光纤光栅力传感器,其弹性体结构主要由2个圆环及4个弓形梁构成,并将光纤光栅分别贴于弓形梁上以实现多维传感.同时,对传感器的理论计算模型及传感原理进行推导,采用有限元分析软件对其弹性体进行力学仿真分析.为进一步分析传感器的基本特性,搭建实验平台并进行了传感器的标定实验.结果表明:所提传感器能准确、有效地完成多维力传感测量,在压力载荷作用下具有良好的线性、重复性和一致性,且灵敏度较高、稳定性较好、抗干扰能力强,能够在恶劣环境下使用.

建筑安全动力次声网络系统的应用研究

介绍了动力次声检测技术应用于复杂钢结构监测以及建筑安全动力次声网络系统的应用研究。建筑安全动力次声网络系统采用无损伤传感技术,有效地解决了钢结构建筑等固体材料在复杂环境条件下,内部结构发生微位移形变的实时在线监测问题。实验表明,该系统响应速度快,钢结构形变检测和分析结果准确,抗干扰能力强,有重要的实践意义和推广价值。

双臂护理机器人抱举重心稳定性研究

针对护理机器人对病人进行抱举转移时运动安全稳定性的问题,本文分析了护理机器人运行过程中重力对稳定性的影响,采用零力矩点ZMP动态稳定判据,尽可能地得到符合实际情况的结果;在满足ZMP约束的情况下进行机器人轨迹规划,使机器人在两工作点之间或沿规定轨迹运动的安全性能最优。仿真结果表明,该规划能够显著提高机器人的工作安全性,对实际机器人的轨迹规划具有一定的理论指导意义。

基于FBG的机器人柔性触觉传感器

为了满足机器人与外界环境、对象发生接触及交互作用时的触觉感知需求,提出了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)的柔性触觉传感器.该传感器采用3×3FBG阵列作为柔性传感元件,聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料构成双层柔性基体.介绍了传感器的传感原理并采用有限元方法对其弹性体进行力学仿真分析,基于标定实验平台完成该传感器的静态标定实验.传感器的空间分辨率为25mm,在10mm×10mm载荷施加单元下,对力的感知范围为0～7N,且传感器具有较好的线性度和灵敏度,重复性和一致性良好,力灵敏度为0.16nm/N.实验结果和分析研究都证明了柔性触觉传感器的可行性.该传感器与人体皮肤触感及结构极为相似,且布线简单、抗干扰能力强.