柔顺性触觉再现技术的研究

柔顺性触觉再现的研究难点主要集中在对触觉机理了解不深入、动态的感知过程、装置性能有限等方面。介绍了当前几种有代表性的柔顺性触觉再现装置:基于电流变液的触觉再现装置、气囊触觉再现装置、气动阵列触觉再现装置和基于弹性梁触觉再现装置。在此基础上讨论了这些装置的优缺点,并进行了比较。最后总结了柔顺性触觉再现技术的发展思路。

基于混合驱动的柔顺性触觉接口装置

针对目前柔顺性触觉接口设备存在的容易失真的问题,提出了一种基于电机和磁流变液混合驱动的柔顺性触觉接口装置。在简单介绍了磁流变液的基础上,讨论了基于磁流变液被动驱动器的结构和原理,该驱动器采用多转子设计思路以增大力输出范围。利用磁流变液驱动器能够模拟肌体组织的黏滞性,电机能够模拟肌体组织的弹性,将驱动器与电机串联实现肌体组织的柔顺性再现,同时利用电机补偿驱动器非有益阻尼力,增强装置的保真效果。在此基础上设计了柔顺性触觉接口装置,对装置模拟自由空间、不同的变形程度柔顺性物体受力进行了介绍,分析了装置的控制方法,最后加工了触觉装置原型,开展了不同柔顺度虚拟肌体组织柔顺性再现实验,实验结果验证了所设计装置及控制方法的有效性。

电流变流体触觉传感器及触觉信号检测

针对机器人柔顺抓握与稳定操作，给出了一种新型柔顺触觉传感器．这种触觉传感器能够在较小的接触力下产生较大的变形，从而顺从物体的形状，获取较多的接触信息．并能有效地改善指面的性能，降低接触感知时接触力对物体和传感器造成的破坏和其它不良影响．根据微小电容测量存在的问题，给出电容式触觉阵列的测试原理和方法，实现了触觉单元微小电容的测量．建立了触觉信号采集与处理的硬件及软件系统．