机器人感知智能 课件 第2章 机器人触觉感知.pptx

机器人感知智能;2.1机器人触觉感知;2.2机器人触觉感知传感器类型;2.2.1机器人柔性触觉传感器;2.2.1机器人柔性触觉传感器-压阻式柔性触觉传感器;2.2.1机器人柔性触觉传感器-压阻式柔性触觉传感器;2.2.1机器人柔性触觉传感器-压阻式柔性触觉传感器;2.2.1机器人柔性触觉传感器-压电式柔性触觉传感器;2.2.1机器人柔性触觉传感器-压电式柔性触觉传感器;2.2.1机器人柔性触觉传感器-压电式柔性触觉传感器;2.2.1机器人柔性触觉传感器-压电式柔性触觉传感器;2.2.1机器人柔性触觉传感器-电容式柔性触觉传感器;2.2.1机器人柔性触觉传感器;阵列式触觉传感器是机器人最重要的传感器之一，它具有强有力的感知能力，能够实现很多视觉无法达到的功能，从而使机器人实现智能控制。国外的研究始于20世纪60年代后期，内容包含触觉机理、结构、敏感材料、制造工艺和信息处理等方面。其中触觉机理中包括压阻式、电容式、电感式、压电式以及光电式。在上世纪90年代时，阵列式触觉传感器的阵列数可达64*64，甚至更多，空间分辨力高至0.25μm或更高，而空间分辨率为触觉传感器敏感单元的尺寸大小，是评价触觉传感器识别目标表面形貌细节的重要指标之一，因此触觉传感器的阵列对未来机器人科技的发展起到十分重要的作用。但目前国内单独对机器人阵列触觉传感器的研究较少，通常是与机器人触觉传感器的其他特性，如柔性、轻量等结合研究。下面主要介绍机器人压阻式和电容式阵列触觉传感器原理及设计过程。

;阵列的压阻式触觉传感器出现弥补了压阻式触觉传感器在更高维度的数据来判度力的大小、分布、以及接触的部位这一方面的不足。压阻式阵列触觉传感器的制作一般分为以下三步：

（一）压阻式触觉传感器的设计；

（二）压阻式传感器的阵列中触觉传感单元排列和固定；

（三）检测信号的采集及分析。

;机器人电容式触觉阵列传感器通过检测电容变化量来测量受力的大小，此外，为了感觉更加细小单元的力，采用垂直交叉电极的形式，即阵列形式，可以减少引线的数目，通过对电容阵列传感器的行、列扫描来确定受力点的位置。

8*8电容式触觉阵列传感器，上层是带有条形???电橡胶电极的硅橡胶层，中层用聚胺酯泡沫做介质，下层是带有电容器条形下极板的印制电路板。为了从电容式触觉阵列传感器单元电容获得电压或电流的输出，必须通过一个能够将电容转化为电压信号的电路。这里采用了运算放大器测量电路，这种电路对于电容值小的电容传感器的检测是合适的，而且能得到较好的线性输出。

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压觉传感器又称压力觉传感器

是安装于机器人手指上、用于感知被接触物体压力值大小的传感器。压觉传感器常用的检测元件种类很多，诸如电容、压电元件，压磁元件，应变片等，它们各自有不同的优缺点，其中应变式压觉传感器最为常见。

机器人硬度传感器

是能感受材料硬度并转换成可用输出信号的机器人触觉传感器。硬度是力学性能指标之一，它的重要性不仅体现在它的物理意义本身，还体现在它与抗拉强度和耐磨性等的密切关系上。大部分的接触式机器人硬度传感器适用于较硬生物组织硬度（弹性系数或弹性模量）的测量，在较软生物组织硬度的测量上具有局限性，或者分辨率不够。因此，在实际应用中使用连续的硬度标度，快速、准确地检验硬度十分必要。

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为了在抓握物体时确定一个适当的握力值，需要实时检测接触表面的相对滑动，然后判断握力，在不损伤物体的情况下逐渐增加力量，滑觉检测功能是实现机器人柔性抓握的必备条件。

滑觉传感器按被测物体滑动方向可分为三类：

无方向性

单方向性

全方向性传感器

其中无方向性传感器只能检测是否产生滑动，无法判别方向；单方向性传感器只能检测单一方向的滑移；全方向性传感器可检测个方向的滑动情况。

力/力矩传感器

作为智能化空间机械臂的关键部件之一，可提供实时的力和力矩信息，帮助空间机械臂机器人系统实现自动反馈控制，因此越来越受到重视。

;2.3机器人触觉感知的必威体育精装版研究技术;2.3.1神经网络智能算法;2.3.2神经元系统感知学习;2.3.3电子皮肤智能触感;2.3.3电子皮肤智能触感;2.3.4多功能集成触觉传感;2.4机器人触觉感知的发展趋势;2.4.1多种先进柔性材料的开发;2.4.1多种先进柔性材料的开发;2.4.1多种先进柔性材料的开发;2.4.2可穿戴触觉传感器的开发;2.4.3植入式电子设备的研制;2.4.4触觉传感器阵列技术;2.5.1机器人触觉感知产品-松果体机器人;2.5.1材料搬运机器人触觉-微型手和柔性夹爪;2.5.1材料搬运机器人触觉-微型手和柔性夹爪;2.5.1机器人触觉感知产品-范德华力吸盘;2.5.1机器人触觉感知产品-智能化焊接机器人;2.5.1机器人触觉感知产品-反馈手套;2.5.1电子皮肤;2.5.2机器人触觉在医疗领域的应用;2.5.2康复机器