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中国科学技术大学
硕士学位论文
用于多维类皮肤传感器的信号采集与处理系统的研究
姓名:巨涛
申请学位级别:硕士
专业:模式识别与智能系统
指导教师:葛运建
2011-05-06
摘要
摘要
随着机器人技术的不断进步,研制可用于检测多维力的柔性触觉传感器对未
来智能机器人的发展越来越重要。多维柔性触觉传感器是指一种具有像人类皮肤
一样的柔性,并且可以检测表面多维接触力信息的传感器,它可以帮助机器人通
过触觉感知并识别物体以完成多种相对复杂的任务。近些年国内外关于触觉传感
器技术的研究已经取得了较大的进步,但要实现传感器同时具有柔韧性和检测多
维力的功能还是一个需要解决的难题。
本论文是在国家自然科学基金资助项目(编号:60672024;编号:61072032)
以及国家高技术研究发展计划(863 计划)资助项目(编号:2007AA042220)的资助
下完成的。本课题针对目前已有的传感器很难实现同时具有柔韧性和多维力检测
等难题,提出了一种基于压敏导电橡胶的并且可以整体注射成型的柔性三维力触
觉传感器,这种传感器突破了传统的多维触觉传感器由多个传感器单元通过组合
而成的“盔甲式”结构,采用了整体的多层网状式结构,这样有望实现真正“类
皮肤”的柔性,同时又具有检测三维力信息的功能。
在本论文中介绍了一种可检测三维力信息的柔性触觉传感器,针对这种三维
柔性触觉传感器研究了一套信号采集与处理系统。该采集系统能够实时高速的对
多维类皮肤传感器变化的信号进行采集,并将采集的数据传送给上位机显示以及
处理,同时针对三维柔性触觉传感器设计的静态标定系统可以完成对传感器静态
特性的标定。
本文的主要内容如下:
,针对传感器的结构特
点设计一套数据采集系统。数据采集系统的设计包括器件的选择以及各功能模块
等硬件电路的设计,固件程序的开发,与上位机数据通信的设计以及上位机应用
程序设计。
。详细介绍了三维力标定平台
的设计以及标定实验的步骤,对传感器标定的基本方法进行了讨论并着重介绍了
采用 BP 神经网络的标定方法。
关键字:触觉传感器柔性三维力数据采集标定
I
ABSTRACT
ABSTRACT
With the development of robot technology,the design of flexible
multi-dimensional tactile sensor is very important to intelligent robots. The flexible
multi-dimensional tactile sensor that has the same flexibility as human skin and can
obtain multi-dimensional contact force information on the surface of can
help the robot recognize objects by tactile perception plete a variety of
plex recent years,research on the tactile sensor technology has
made great it Is still a need to solve that the problem can not
simultaneously meet the requirement of flexibility and obtaining multi-dimensional
force information.
This paper is supported by the National Natural Science Foundation (NO.
60672024;) and National High Technology Research and Development
Program (863 Program ).In view of the fact that most current
tactile sensors can not simultaneously meet the requirement of flexibility and
obtaining multi-d