机器人力触觉感知技术电子书

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内容提要

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前言

第1章 绪论

1.1 概述

1.2 智能机器人感知技术的发展

1.3 智能机器人信息获取概述

参 考 文 献

第2章 智能机器人感知系统

2.1 概述

2.2 智能机器人多维力/力矩信息感知获取

2.2.1 智能机器人多维力/力矩传感器研究现状

2.2.2 智能机器人多维力/力矩传感器的分类

2.2.3 电阻式多维力/力矩传感器检测原理

2.2.4 智能机器人多维力/力矩传感器的发展

2.3 智能机器人触觉感知技术

2.3.1 压电式触觉传感器

2.3.2 压阻式触觉传感器

2.3.3 电容式触觉传感器

2.3.4 其他触觉传感器

2.3.5 触觉传感器的应用

2.3.6 触觉传感器的发展趋势

2.3.7 存在问题

参 考 文 献

第3章 力敏导电橡胶的理论基础

3.1 概述

3.2 导电橡胶的导电性

3.2.1 基础理论

3.2.2 导电机理

3.3 导电橡胶的力敏特性

3.3.1 压敏特性

3.3.2 外力-电阻计算模型

3.4 力敏导电橡胶的应用

3.4.1 力敏导电橡胶的特色应用

3.4.2 力敏导电橡胶在触觉传感器中的应用

参 考 文 献

第4章 柔性三维触觉传感器的结构研究

4.1 概述

4.2 整体三层式结构

4.2.1 阵列结构及力学模型

4.2.2 局限性分析

4.3 整体两层式结构

4.3.1 阵列结构及力学模型

4.3.2 局限性分析

4.4 改进型两层式结构

4.4.1 阵列结构及力学模型

4.4.2 仿真实验

4.4.3 局限性分析

参 考 文 献

第5章 整体两层网状式结构的柔性三维触觉传感器研究

5.1 概述

5.2 整体两层对称式网状结构的传感器研究

5.2.1 阵列结构

5.2.2 行列扫描电路

5.2.3 传感器的解耦

5.3 整体两层非对称式网状结构的传感器研究

5.3.1 阵列结构

5.3.2 单点受力模型

5.3.3 多点受力模型

5.3.4 解耦实验

5.4 基于隧道效应模型的传感器研究

5.4.1 敏感单元的制作流程

5.4.2 受力分析

5.4.3 解耦方法探讨

参 考 文 献

第6章 柔性三维触觉传感器的标定研究

6.1 概述

6.2 标定平台的设计

6.3 标定实验

6.4 基于BP神经网络的柔性三维触觉传感器标定

6.4.1 BP神经网络

6.4.2 利用BP神经网络实现传感器标定

参 考 文 献

第7章 机器人力觉信息获取的研究

7.1 电阻式多维力/力矩传感器检测原理

7.2 电容式多维力/力矩传感器检测原理

7.3 压电式多维力/力矩传感器检测原理

7.4 光纤光栅式多维力/力矩传感器检测原理

7.5 力觉传感器性能评价指标

7.6 机器人微型指尖少维力/力矩信息获取的研究

7.6.1 四维指尖力/力矩传感器结构

7.6.2 五维力/力矩传感器结构

7.6.3 静、动力学仿真及分析

7.6.4 应变片布片及组桥

7.6.5 标定及校准实验设计与维间解耦

7.6.6 传感器精度性能评价

7.6.7 机器人微型四维指尖力/力矩信息获取实例

参 考 文 献

第8章 机器人多维力/力矩传感器解耦方法的研究

8.1 静态线性解耦

8.1.1 直接求逆法（n=6）

8.1.2 最小二乘法（n>6）

8.2 静态非线性解耦

8.2.1 基于BP神经网络的多维力/力矩传感器解耦

8.2.2 基于支持向量机SVR的多维力/力矩传感器解耦

8.2.3 基于极限学习机的多维力/力矩传感器解耦

8.2.4 稀疏电压耦合贡献的极限学习机解耦（MIVSV-ELM）

8.3 实验

8.3.1 标定实验

8.3.2 解耦实验

8.3.3 BP、SVR及ELM三种非线性解耦算法的对比分析

参 考 文 献

第9章 基于力觉感知的三维坐标测量系统

9.1 接触式三维坐标测量和补偿原理

9.1.1 基于五维力/力矩传感器的三维坐标测量原理

9.1.2 三维坐标测量弹性变形补偿

9.1.3 三维坐标测量综合不确定度

9.2 基于五维力/力矩传感器的探测头系统设计

9.2.1 集成式五维力/力矩传感器的设计

9.2.2 仿真驱动的集成式五维力/力矩传感器的设计

9.3 五维力/力矩传感器的研制

9.4 五维力/力矩传感器的标定

参 考 文 献

第10章 仿人机器人足部多维力/力矩传感器的设计与研究

10.1 概述

10.2 基于Stewart的六维力/力矩传感器概述

10.2.1 Stewart并联机构简介

10.2.2 基于Stewart并联机构的六维力传感器概述

10.3 仿人机器人新型足部设计及六维力/力矩消息获取实现

10.3.1 仿人机器人足部概述

10.3.2 基于并联机构的新型足部机构设计

10.3.3 运动学分析

10.3.4 刚度分析

10.3.5 足部力/力矩信息获取

10.4 基于柔性并联机构的六维力/力矩传感器

10.4.1 新型关节设计

10.4.2 基于柔性并联机构的六维力/力矩传感器结构

参 考 文 献

第11章 水下机器人腕部六维力/力矩信息获取

11.1 概述

11.2 水下特殊环境下的力感知关键技术

11.3 水下机器人腕部六维力/力矩传感器设计

11.3.1 系统构造及检测原理

11.3.2 传感器静态力学分析

11.3.3 传感器布片及组桥

11.3.4 传感器精度性能评价

11.4 水下六维力/力矩传感器扩展：超薄六维力/力矩传感器

11.5 水下机器人腕部六维力/力矩信息获取应用实例

参 考 文 献

附 录