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机器人触觉传感器力学建模与仿真
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2009-07-13
贾永世
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本文建立了动态触觉传感器的三维力学模型, 计算了触觉传感器表面弹性保护膜的低通效应值, 利用反卷积算法部分补偿了这种低通效应, 并对该算法进行了仿真实验. 实验结果表明该算法的收敛性和接触力重构的精度能够满足实际应用的需要.
机器人触觉传感器是空间机器人环境感智系统中急待解决的重点问题之一. 国外从上世纪80 年代初就开始了对触觉传感器的系统研究, 目前从触觉传感器的换能原理来看, 大致可分为: 压电式、压阻式、机械式、电工、磁导式和光学式等类, 其中由于压电式触觉传感器具有输出信号容易检测和处理等优点而受到广泛研究.
在上世纪80 年代中期众多研究者就开始对触觉传感器的力学特性进行分析, 其中以Fearing 的触觉传感器基本力学分析最为著名[ 1 ] , 他的分析建立在二维线性无限半平面弹性力学的基础上, 从而奠定了初级触觉理论的基础. 之后又出现了对触觉传感器力学特性的有限元分析. 以往众多的研究分析主要是针对阵列式静态传感器, 没有考虑在弹性层的不同深度安装传感单元的情况, 属于二维力学分析, 这主要是因为以前缺乏足够柔软和薄的敏感材料作为多层传感器的上层敏感单元, 所以对三维结构的研究并不迫切. 自从敏感材料PVDF 应用于触觉传感器研究之后, 这种材料的轻薄柔软特性具有充当多层传感器上层敏感单元的潜力, 因此研究
弹性体三维应力分布, 就成为研究新型触觉传感器的力学模型和信号处理方法中一项必要的紧迫的任务.
机器人触觉传感器是空间机器人环境感智系统中急待解决的重点问题之一. 国外从上世纪80 年代初就开始了对触觉传感器的系统研究, 目前从触觉传感器的换能原理来看, 大致可分为: 压电式、压阻式、机械式、电工、磁导式和光学式等类, 其中由于压电式触觉传感器具有输出信号容易检测和处理等优点而受到广泛研究.
在上世纪80 年代中期众多研究者就开始对触觉传感器的力学特性进行分析, 其中以Fearing 的触觉传感器基本力学分析最为著名[ 1 ] , 他的分析建立在二维线性无限半平面弹性力学的基础上, 从而奠定了初级触觉理论的基础. 之后又出现了对触觉传感器力学特性的有限元分析. 以往众多的研究分析主要是针对阵列式静态传感器, 没有考虑在弹性层的不同深度安装传感单元的情况, 属于二维力学分析, 这主要是因为以前缺乏足够柔软和薄的敏感材料作为多层传感器的上层敏感单元, 所以对三维结构的研究并不迫切. 自从敏感材料PVDF 应用于触觉传感器研究之后, 这种材料的轻薄柔软特性具有充当多层传感器上层敏感单元的潜力, 因此研究
弹性体三维应力分布, 就成为研究新型触觉传感器的力学模型和信号处理方法中一项必要的紧迫的任务.
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