基于改进粒子群算法的光纤光栅压触觉传感阵列测点优化

为了解决机器人手指压触觉测量中检测系统存在的电磁干扰问题,目前很多研究中采用了具有抗电磁干扰、体积小、质量轻且易封装等优势的光纤光栅压触觉传感阵列。针对机器人手指压触觉传感阵列测点排布问题,提出了一种基于改进粒子群算法的测点优化方法。首先通过有限元仿真得出机器人手指抓握过程的应变场分布情况,然后基于应变场分布结果进行传感阵列测点初选,接着利用改进粒子群算法进行测点优化设计,最后得出载荷较优的测点组合并进行了机器人手指抓取感知实验。基于改进粒子群算法的测点优化仿真实验结果表明,该方法得出的单指及多指的测点组合可以将受力状态识别百分比误差缩小到10%以内,提高了传感器的精度,并通过机器人手指抓取感知实验验证了传感阵列的压触觉感知性能。

硅电容式触觉传感阵列及相关技术

从目前硅电容式触觉传感阵列的研究现状出发,详细分析了各种阵列单元结构、加工工艺、读出电路的设计和性能特征等。最后探讨了今后触觉传感阵列的研究趋向和发展前景。

触觉传感阵列的接触物体形状识别研究

本文提出了一种三维表面的矩阵运算方法,这种方法可应用于处理触觉传感阵列的接触物外形恢复问题。运用这种方法得到一种有效的接触物外形识别的运算方法和机器人触觉的控制方案。

电容式触觉传感阵列单元的理论设计

本文主要分析了16×16电容式触觉传感阵列中一种新的单元结构——异型膜结构的理论设计.建立了异型膜模型,并首次通过求解大挠度情况下的挠曲微分方程,对异型膜进行数值模拟,研究了异型膜的结构参数对传感器灵敏度的影响,并估算出外力的动态范围.结合实践,为阵列单元设计提供了可靠的理论依据.

新型智能机器人触觉传感服装阵列标定的研究

为使智能机器人在汽车冲撞试验中获得准确的触觉信息,研发了一种基于导电橡胶压阻特性的新型触觉传感服装阵列。针对该传感阵列设计了静态标定试验装置,在常温下(25℃)研究了不同型号的导电橡胶(N05,N10,N15)的压阻行为特性,选出压敏性最佳的N10作为触觉传感服装的敏感元件;在此基础上提出了标定方案,标定结果表明:高斯回归曲线与测量数据可以最佳拟合,拟合相似度达到99.56%,因此,将其确立为传感器的标定模型。实验结果表明:标定后的触觉服装传感阵列可以很好地恢复接触物体的受力分布图,验证了标定方案的可行性。

基于传感阵列的动态足底压力分布测量系统

足底压力分布与人体健康具有很大关联性,足底压力分布异常变化是某些足病的早期症状。为帮助患者预防足病,实时监测足底压力分布,研制了一种基于触觉传感阵列的动态足底压力分布测量系统。系统共有48个传感单元,测量误差小于2.4%,可对足底各区域压力进行精确采集,并采用可穿戴式设计,将数据采集系统固定于脚踝,通过蓝牙与上位机连接。此外,针对传统压力分析方法无法对运动过程中压力分布变化进行分析的缺陷,提出了一种动态足底压力分布分析方法,通过支持向量机对人体足底压力数据进行分类,达到了98.6%的分类正确率;并在此基础上引入步态相典型压力分布指标,与传统分析指标相结合,实现对人体健康状态的分析与评价。实验证明,该系统可以准确测量运动状态下的足底压力分布、分析异常状态下的压力分布变化并对压力异常区域进行预警。