面向微細操控的全柔性並聯力覺感知方法研究

《面向微細操控的全柔性並聯力覺感知方法研究》是依託湖南大學，由梁橋康擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：面向微細操控的全柔性並聯力覺感知方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：梁橋康
• 依託單位：湖南大學

中文摘要

高精度實時多維微力感知系統是微細操控精密化和柔性化的關鍵因素之一。目前，傳統的多維力覺感知方案由於解析度、剛度和動態回響性能低等原因難以滿足微細操控對高靈敏、高精度和柔性化的要求。本項研究突破傳統力覺感知系統結構設計的框架，採用全柔性並聯空間幾何結構結合先進檢測方法和信息處理技術，研究一種高靈敏度、高剛度、各維同性、寬頻響的新型全柔性並聯多維力覺感知系統；研究利用模糊邏輯、神經網路和支持向量機等人工智慧方法，提出適用全柔性並聯多維力覺感知系統的智慧型建模方法；並進一步研究感知系統的標定、解耦、動態補償、信息融合，設計實時同步獲取多維力覺信息的信息獲取處理模型，在此基礎上建立一套柔性精密操控實驗平台進行實驗研究。該研究可以滿足微細操控對力覺信息感知的迫切需求，並為微電子裝配、光纖對接、微細加工、精細外科手術等領域的研究提供新手段，在感知系統建模、多維信號獲取、處理與融合方面具有一定的理論價值。

結題摘要

針對微細操控作業環境對高靈敏度和高解析度的多維力覺信息的需要，本項目主要研究基於柔性機構的多維力/力矩信息的感知、獲取和分析方法。提出基於一體化柔性機構的新型力敏元件模組化快速設計方法，通過基於仿真驅動的快速產品開發方法（Simulation-Driven Production Development, SDPD），結合成熟的數字信息處理技術，實現多維力/力矩信息獲取，進一步研究了基於支持向量機、神經網路和極限學習機等智慧型算法的多維力信息解耦方法，分析了基於柔性機構的多維力信息獲取系統的建模、分析和最佳化方法。通過以上的方法和技術，最終成功研製了3維、4維、5維和6維力/力矩感測器，並將其成功的套用於粗糙度檢測、三維坐標檢測和機械加工切削力測量等領域，結果表明基於全柔性新型力敏元件的多維力覺感知方法可有效的實現多維力/力矩信息的檢測，為後續多維力/力矩感測器的產業化推進奠定了基礎。項目研究按照申請書中的研究計畫和資助計畫書進行，完成了相應的研究內容。在本項目的資助下，共發表了13篇力覺感知方面的學術論文，申請並獲得授權國家發明專利2項，項目組成員參加國際學術會議並宣讀研究成果2次，共培養了3名碩士研究生。