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基于PVDF的三维力机器人触觉传感器的设计

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传感技术学报 2015年第5期28卷 648-653页

作者：潘奇万舟易士琳昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650000

当机器手抓取时物体受力信息检测是抓取过程顺利进行的基础,检测三维方向上的力便可充分反映物体的受力信息。当前用于抓取过程中三维力检测的触觉传感器还存在着一些不足,基于此,论文拟设计一种基于PVDF的三维力机器人触觉传感器。论... 详细信息

当机器手抓取时物体受力信息检测是抓取过程顺利进行的基础,检测三维方向上的力便可充分反映物体的受力信息。当前用于抓取过程中三维力检测的触觉传感器还存在着一些不足,基于此,论文拟设计一种基于PVDF的三维力机器人触觉传感器。论文展示了传感器的结构设计,建立了压电薄膜及传感头结构的数学模型,设计了调理电路并对传感器进行测试和验证,结果表明该传感器能有效检测机器手抓取过程中的三维力信息。

关键词：触觉传感器 PVDF 三维力压电薄膜

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三维力柔性触觉传感器设计

华中科技大学学报（自然科学版） 2008年第S1期36卷 137-141页

作者：明小慧黄英向蓓葛运建合肥工业大学应用物理系安徽合肥230009 中国科学院智能机械研究所安徽合肥230031

对力敏导电橡胶的压阻特性进行了分析和实验验证,得到了传感器单元三维力信息获取的数学模型,并进行了传感器阵列结构和信号处理电路的设计;通过实验对三维力触觉传感器单元进行了验证,并分析了实验结果.实验结果表明,基于力敏导电橡胶... 详细信息

对力敏导电橡胶的压阻特性进行了分析和实验验证,得到了传感器单元三维力信息获取的数学模型,并进行了传感器阵列结构和信号处理电路的设计;通过实验对三维力触觉传感器单元进行了验证,并分析了实验结果.实验结果表明,基于力敏导电橡胶的柔性三维力触觉传感器符合设计要求,为进一步研究三维力柔性传感器提供了一种新思路.

关键词：传感器导电材料柔性结构三维力触觉

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一种新型三维力柔性阵列触觉传感器研究

传感技术学报 2009年第11期22卷 1542-1546页

作者：徐菲黄英丁俊香郝传光葛运建中国科学院合肥智能机械研究所合肥230031 中国科学技术大学自动化系合肥230027 合肥工业大学应用物理系合肥230009

研究了一种基于压敏导电橡胶的新型三维力柔性阵列触觉传感器,突破了目前触觉传感器不能兼有柔韧性和检测三维力的局限性,实现了真正类皮肤。该传感器利用了压敏橡胶的压敏特性,通过检测橡胶的电阻变化来分析受力信息。介绍了该传感器... 详细信息

研究了一种基于压敏导电橡胶的新型三维力柔性阵列触觉传感器,突破了目前触觉传感器不能兼有柔韧性和检测三维力的局限性,实现了真正类皮肤。该传感器利用了压敏橡胶的压敏特性,通过检测橡胶的电阻变化来分析受力信息。介绍了该传感器的基本结构,分析了其工作原理,给出了导电橡胶受力时的有限元分析结果,并对传感器进行了初步的仿真研究,结果表明该传感器能够实现检测三维力信息,为三维力柔性阵列触觉传感器的设计研究提供了新思路。

关键词：触觉传感器三维力压敏导电橡胶有限元分析

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一种新型机器人三维力柔性触觉传感器的设计

传感技术学报 2008年第10期21卷 1695-1699页

作者：黄英明小慧向蓓仇怀利葛运建合肥工业大学应用物理系合肥230009 中国科学院合肥智能机械研究所合肥230031

基于柔性力敏导电橡胶材料,设计了一种能测量三维力的新型机器人柔性触觉传感器。研究了力敏导电橡胶材料的压阻效应,阐述了触觉传感器的设计思想,分别进行了触觉传感器单元设计和阵列结构设计和研究。获得了计算三维力的数学模型,并通... 详细信息

基于柔性力敏导电橡胶材料,设计了一种能测量三维力的新型机器人柔性触觉传感器。研究了力敏导电橡胶材料的压阻效应,阐述了触觉传感器的设计思想,分别进行了触觉传感器单元设计和阵列结构设计和研究。获得了计算三维力的数学模型,并通过实验进行了三维力的验证。结果表明,设计的机器人三维力柔性触觉传感器具有设计简单,造价低廉,柔顺性好等优点,而且布置成阵列结构可用于医疗、体育、机器人等领域中检测三维力信息。

关键词：触觉传感器导电橡胶柔性三维力

基于力敏导电橡胶的新型三维力柔性触觉传感器仿真研究

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传感技术学报 2012年第3期25卷 359-364页

作者：徐菲昆明船舶设备研究试验中心昆明650051

针对目前触觉传感器研究中不能兼有柔韧性和多维力测量等难题,设计了一种基于力敏导电橡胶的具有整体两层非对称网状式结构的触觉传感器,通过检测导电橡胶的电阻值变化来分析三维力信息。本文介绍了该传感器的基本结构,并基于理想力敏... 详细信息

针对目前触觉传感器研究中不能兼有柔韧性和多维力测量等难题,设计了一种基于力敏导电橡胶的具有整体两层非对称网状式结构的触觉传感器,通过检测导电橡胶的电阻值变化来分析三维力信息。本文介绍了该传感器的基本结构,并基于理想力敏导电橡胶的力学特性建立了三维力并行测量的数学模型,通过对该模型的求解解决了三维力及各受力点之间复杂的耦合问题。仿真实验结果表明该传感器能够实现对表面任意单点三维力、多点三维力以及三维面力信息的测量。

关键词：触觉传感器柔性三维力力敏导电橡胶

用于检测三维力的柔性触觉传感器结构研究及有限元分析

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计量学报 2014年第5期35卷 458-462页

作者：刘彩霞黄英缪伟蔡文婷袁海涛曹广辉合肥工业大学电子科学与应用物理学院合肥安徽230009

基于力敏导电橡胶材料，设计了一种四电极对称结构的三维力柔性触觉传感器。利用有限元分析软件ANSYS，结合橡胶材料的Mooney—Rivlin本构模型，对传感器加载垂直力和剪切力进行有限元分析，得到传感器在三维力作用下的应力应变分布状... 详细信息

基于力敏导电橡胶材料，设计了一种四电极对称结构的三维力柔性触觉传感器。利用有限元分析软件ANSYS，结合橡胶材料的Mooney—Rivlin本构模型，对传感器加载垂直力和剪切力进行有限元分析，得到传感器在三维力作用下的应力应变分布状态，并进行了实验验证，结果表明了传感器结构设计和数学模型构建的合理性。通过对传感器传力的触头材料和形状进行有限元分析，表明触头选择硬度相对较大的材料，制成长椭球状半径（a=1．5b），可以优化传感器的性能，为用于检测三维力的柔性触觉传感器的实际应用提供了依据。

关键词：计量学触觉传感器三维力力敏导电橡胶有限元

一种基于导电橡胶的三维力柔性触觉传感器阵列机理与仿真研究

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传感技术学报 2013年第4期26卷 476-480页

作者：李珊红汪玉冰曹会彬丁俊香黄英双丰葛运建中国科学技术大学自动化系合肥230027 中国科学院合肥智能机械研究所合肥230031 中国人民解放军陆军军官学院合肥230031 合肥工业大学应用物理系合肥230009

根据接触力学理论和导电橡胶的电阻应变关系,对一种基于压敏导电橡胶的三维力柔性触觉传感器阵列的传感机理进行深入的探索,并应用静电比拟法导出传感器节点间电阻与表面应力激励的关系,建立了传感器阵列表面三维力激励与输出电阻的物... 详细信息

根据接触力学理论和导电橡胶的电阻应变关系,对一种基于压敏导电橡胶的三维力柔性触觉传感器阵列的传感机理进行深入的探索,并应用静电比拟法导出传感器节点间电阻与表面应力激励的关系,建立了传感器阵列表面三维力激励与输出电阻的物理模型。以此为基础对传感器输入输出特性进行了仿真,并基于仿真结果对传感器结构进行优化。仿真结果验证了该传感器结构设计的合理性。

关键词：触觉传感器导电橡胶三维力传感机理结构优化

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钻头瞬时三维力方向岩石可钻性的确定

大庆石油学院学报 1995年第2期19卷 10-14页

作者：初迎利刘修善周大千

由于地层的各向异性，在钻定向井时，沿钻头瞬时作用力方向的岩石可钻性是变化的。为了确定沿钻头瞬时作用力方向的岩石可钻性，作者将钻头的瞬时合力分解成钻压、变井斜力和变方位力３个分力。通过地层与钻头三维力的空间几何关系，推... 详细信息

由于地层的各向异性，在钻定向井时，沿钻头瞬时作用力方向的岩石可钻性是变化的。为了确定沿钻头瞬时作用力方向的岩石可钻性，作者将钻头的瞬时合力分解成钻压、变井斜力和变方位力３个分力。通过地层与钻头三维力的空间几何关系，推导出了任意井斜角和方位角时钻压、变井斜力和变方位力方向与边层内法线的夹角公式。在假设均匀层状地层内岩石可钻性级值呈椭球型分布的基础上，通过求解岩石可钻性级值椭球方程与三维力方向之一的直线方程所构成的方程组，得到了沿钻头瞬时三维力方向的岩石可钻性级值的计算表达式。结果可用来定量地分析地层因素对井眼轨迹的影响，对于深入研究钻头－地层相互作用关系具有重要意义。

关键词：钻头地层三维力岩石可钻性井眼轨迹

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三维力柔性触觉传感器电极研究与实验

电子测量与仪器学报 2013年第1期27卷 57-63页

作者：黄英缪伟李雷鸣蔡文婷杨庆华葛运建合肥工业大学电子科学与应用物理学院合肥230009 中国科学院合肥智能机械研究所合肥230031

为了实现机器人智能皮肤对三维力的探测,基于炭黑/碳纳米管/硅橡胶的表面压阻效应,设计了2种不同排布的对称结构的四叉指电极三维力柔性触觉传感器.理论分析了这2种三维力传感器的工作原理,并对这2种结构的传感器进行了量程、灵敏度、... 详细信息

为了实现机器人智能皮肤对三维力的探测,基于炭黑/碳纳米管/硅橡胶的表面压阻效应,设计了2种不同排布的对称结构的四叉指电极三维力柔性触觉传感器.理论分析了这2种三维力传感器的工作原理,并对这2种结构的传感器进行了量程、灵敏度、线性度等实验对比,实验证明四电极方形排布的传感器在剪切力方向拥有更高的灵敏度和更好的线性度,但量程相对十字形排布的传感器较小。通过三维力实验表明,这2种新型的三维力柔性触觉传感器均具备检测三维力的功能,可在机器人皮肤等实际应用场合,根据工作量程和灵敏度的不同要求来选择传感器结构。

关键词：触觉传感器三维力力敏导电橡胶机器人皮肤