《分散式柔性觸覺感測陣列——設計、建模、檢測套用》是科學出版社出版圖書。
基本介紹
- 書名：分散式柔性觸覺感測陣列——設計、建模、檢測套用
- 作者：汪延成、梅德慶
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2021年2月1日
- 頁數：292 頁
- 開本：32 開
- 裝幀：精裝
- ISBN：9787030671189
- 版次：1
- 用紙：膠版紙
- 語種：中文
內容簡介,目錄,
內容簡介
本書系統總結了作者課題組在分散式柔性觸覺感測陣列的結構設計、力學建模、微製造工藝、測試技術及套用等方面的研究成果。全書共8章，第1章介紹了柔性觸覺感測技術領域的發展歷程、研究現狀與發展趨勢，提出了柔性觸覺感測技術方面存在的若干問題和挑戰；第2～4章詳細闡述了電容式柔性觸覺感測陣列的結構設計與力學解析建模方法；第5章結合內嵌微四稜錐台介電層的電容式柔性觸覺感測陣列結構，介紹了觸覺感測陣列的微製造工藝、性能測試及機器人手裝載的抓取操作套用；第6章提出了基於導電橡膠的柔性觸滑覺複合感測陣列的結構設計，以用於物體抓取過程中的滑移與觸覺力檢測；第7章和第8章建立了柔性觸滑覺感測陣列的束狀微梁滑移力學模型，分析了初始滑移和整體滑動階段感測陣列與物體接觸區域的力學特性，並開展了滑移檢測與物體表面識別的套用研究。
目錄
前言
第1章 柔性觸覺感測技術概論 1
1.1 引言 1
1.2 機器人觸覺感測技術的發展現狀 4
1.2.1 智慧型假肢的觸覺感知功能的發展現狀 4
1.2.2 機器人手觸覺感知的發展現狀 6
1.3 觸覺感測方式的基本類型 8
1.4 柔性觸覺感測器的建模分析與測試套用 20
1.4.1 柔性觸覺感測器的建模分析 20
1.4.2 柔性觸覺感測器的性能測試套用 27
1.5 柔性觸覺感測技術的發展 36
第2章 電容式柔性觸覺感測陣列的法向力檢測力學建模 39
2.1 引言 39
2.2 電容式柔性觸覺感測陣列的結構設計 40
2.2.1 電容式觸覺感測器的材料選取 40
2.2.2 電容式觸覺感測器的檢測原理 40
2.2.3 電容式柔性觸覺感測陣列的結構設計 42
2.2.4 電容式柔性觸覺感測陣列的檢測原理 43
2.3 電容式柔性觸覺感測單元的力學解析建模 43
2.3.1 觸覺感測單元的幾何模型與邊界條件 43
2.3.2 觸覺感測單元的力學解析模型 44
2.3.3 觸覺感測單元的變形計算與分析 48
2.3.4 觸覺感測單元的電容值變化 55
2.4 電容式柔性觸覺感測單元的分區域力學建模 56
2.4.1 觸覺感測單元的分區域幾何模型 56
2.4.2 觸覺感測單元的分區域修正力學模型 58
2.4.3 觸覺感測單元的分區域變形計算與分析 67
2.5 本章小結 68
第3章 電容式柔性觸覺感測陣列的三維力檢測力學建模 70
3.1 引言 70
3.2 基於微四稜錐台介電層的柔性觸覺感測陣列設計 71
3.2.1 基於微四稜錐台介電層的柔性觸覺感測陣列的結構設計 71
3.2.2 基於微四稜錐台介電層的柔性觸覺感測器的檢測原理 72
3.2.3 觸覺感測單元的陣列化與外圍引出電極配置方案設計 73
3.3 基於微四稜錐台介電層的柔性觸覺感測陣列的三維力解耦 75
3.3.1 觸覺感測單元的三維力解耦模型 75
3.3.2 觸覺感測單元三維力測試 76
3.4 分散式柔性觸覺感測陣列的力學解析建模 81
3.4.1 觸覺感測單元的幾何模型 81
3.4.2 觸覺感測單元的力學解析模型 83
3.4.3 力學解析模型的求解方法 89
3.4.4 觸覺感測單元的變形計算與分析 90
3.5 分散式柔性觸覺感測陣列的結構參數最佳化 91
3.5.1 觸覺感測單元的參數最佳化準則 91
3.5.2 觸覺感測陣列微四稜錐台介電層的結構參數最佳化 92
3.5.3 觸覺感測陣列表面凸起的結構參數最佳化 95
3.5.4 觸覺感測陣列的三維接觸力檢測性能分析 97
3.6 本章小結 99
第4章 電容式柔性觸覺感測陣列的曲面裝載力學建模 101
4.1 引言 101
4.2 柔性觸覺感測陣列的曲面裝載幾何模型 102
4.3 柔性觸覺感測陣列的曲面裝載力學建模 104
4.3.1 觸覺感測單元的曲面裝載力學解析模型 104
4.3.2 曲面裝載力學解析模型的求解方法 110
4.4 曲面裝載對觸覺感測陣列檢測性能的影響 112
4.4.1 觸覺感測單元的變形計算與分析 112
4.4.2 觸覺感測單元的電容變化規律 113
4.5 本章小結 114
第5章 電容式柔性觸覺感測陣列的微製造工藝與性能測試 115
5.1 引言 115
5.2 柔性觸覺感測陣列的分層製造與集成封裝工藝設計 116
5.3 柔性觸覺感測陣列的微製造工藝 117
5.3.1 柔性觸覺感測陣列的電容極板微製造工藝 117
5.3.2 柔性觸覺感測器微四稜錐台介電層微製造工藝 122
5.3.3 柔性觸覺感測陣列表面凸起製造工藝 130
5.3.4 柔性觸覺感測陣列的集成封裝工藝 131
5.4 柔性觸覺感測陣列的檢測原理及性能測試實驗 133
5.4.1 分散式柔性觸覺感測陣列的檢測原理 133
5.4.2 柔性觸覺感測陣列的實驗平台構建 139
5.4.3 柔性觸覺感測陣列的平面裝載下觸覺力的檢測性能測試 142
5.4.4 柔性觸覺感測陣列的曲面裝載下觸覺力的檢測性能測試 146
5.5 柔性觸覺感測陣列的假肢手裝載及抓取實驗 150
5.5.1 柔性觸覺感測陣列的假肢手裝載 150
5.5.2 假肢手抓取物體過程中的觸覺力檢測實驗 150
5.6 本章小結 153
第6章 基於導電橡膠的柔性觸滑覺複合感測陣列 155
6.1 引言 155
6.2 柔性觸滑覺複合感測陣列的結構設計及測試原理 156
6.2.1 柔性觸滑覺複合感測陣列的結構設計 156
6.2.2 三維觸覺力檢測原理 157
6.2.3 滑移檢測原理 159
6.3 柔性觸滑覺複合感測陣列的微製造工藝 162
6.3.1 柔性觸滑覺複合感測陣列的微製造工藝流程 162
6.3.2 柔性觸覺感測陣列的樣機製作 163
6.4 柔性觸滑覺複合感測陣列的性能測試 165
6.4.1 觸滑覺複合感測陣列的性能測試標定 165
6.4.2 機器人手穿戴的抓取測試 169
6.5 本章小結 184
第7章 柔性觸覺感測陣列的滑移檢測力學建模 186
7.1 引言 186
7.2 基於導電橡膠的柔性觸覺感測陣列 187
7.3 柔性觸覺感測陣列在初始滑移階段的力學建模 188
7.3.1 基於梁束理論的柔性觸覺感測單元的力學建模 188
7.3.2 柔性觸覺感測單元力學模型的仿真分析及誤差補償 196
7.4 柔性觸覺感測單元在整體滑動階段的力學建模 205
7.4.1 基於分形理論的物體表面重建方法 206
7.4.2 基於W-M函式準三維擴展的表面重建 213
7.4.3 基於梁束模型的觸覺感測單元在整體滑動階段的力學建模 214
7.5 本章小結 220
第8章 柔性觸覺感測陣列的滑移檢測及物體表面識別套用 221
8.1 引言 221
8.2 基於柔性觸覺感測陣列的滑移檢測方法與實驗 221
8.2.1 基於小波變換的滑移檢測方法 221
8.2.2 基於柔性觸覺感測陣列滑移檢測的有限元仿真建模 223
8.2.3 柔性觸覺感測陣列的製造及其滑移檢測實驗 230
8.3 基於柔性觸覺感測陣列的物體表面識別方法與實驗 241
8.3.1 面向規則紋理表面的信息提取方法 242
8.3.2 基於神經網路算法的表面材質分類方法 249
8.4 本章小結 257
參考文獻 259
索引 276
