機(jī)器人觸覺(jué)傳感器力學(xué)建模與仿真

本文建立了動(dòng)態(tài)觸覺(jué)傳感器的三維力學(xué)模型, 計(jì)算了觸覺(jué)傳感器表面彈性保護(hù)膜的低通效應(yīng)值, 利用反卷積算法部分補(bǔ)償了這種低通效應(yīng), 并對(duì)該算法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn). 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法的收斂性和接觸力重構(gòu)的精度能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的需要.
機(jī)器人觸覺(jué)傳感器是空間機(jī)器人環(huán)境感智系統(tǒng)中急待解決的重點(diǎn)問(wèn)題之一. 國(guó)外從上世紀(jì)80 年代初就開(kāi)始了對(duì)觸覺(jué)傳感器的系統(tǒng)研究, 目前從觸覺(jué)傳感器的換能原理來(lái)看, 大致可分為: 壓電式、壓阻式、機(jī)械式、電工、磁導(dǎo)式和光學(xué)式等類(lèi), 其中由于壓電式觸覺(jué)傳感器具有輸出信號(hào)容易檢測(cè)和處理等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛研究.
在上世紀(jì)80 年代中期眾多研究者就開(kāi)始對(duì)觸覺(jué)傳感器的力學(xué)特性進(jìn)行分析, 其中以Fearing 的觸覺(jué)傳感器基本力學(xué)分析最為著名[ 1 ] , 他的分析建立在二維線性無(wú)限半平面彈性力學(xué)的基礎(chǔ)上, 從而奠定了初級(jí)觸覺(jué)理論的基礎(chǔ). 之后又出現(xiàn)了對(duì)觸覺(jué)傳感器力學(xué)特性的有限元分析. 以往眾多的研究分析主要是針對(duì)陣列式靜態(tài)傳感器, 沒(méi)有考慮在彈性層的不同深度安裝傳感單元的情況, 屬于二維力學(xué)分析, 這主要是因?yàn)橐郧叭狈ψ銐蛉彳浐捅〉拿舾胁牧献鳛槎鄬觽鞲衅鞯纳蠈用舾袉卧? 所以對(duì)三維結(jié)構(gòu)的研究并不迫切. 自從敏感材料PVDF 應(yīng)用于觸覺(jué)傳感器研究之后, 這種材料的輕薄柔軟特性具有充當(dāng)多層傳感器上層敏感單元的潛力, 因此研究
彈性體三維應(yīng)力分布, 就成為研究新型觸覺(jué)傳感器的力學(xué)模型和信號(hào)處理方法中一項(xiàng)必要的緊迫的任務(wù).