“中国制造2025”出版工程 机器人力触觉感知技术PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1概述 2

1.2智能机器人感知技术的发展 4

1.3智能机器人信息获取概述 7

参考文献 8

第2章 智能机器人感知系统 10

2.1概述 11

2.2智能机器人多维力/力矩信息感知获取 15

2.2.1智能机器人多维力/力矩传感器研究现状 15

2.2.2智能机器人多维力/力矩传感器的分类 19

2.2.3电阻式多维力/力矩传感器检测原理 19

2.2.4智能机器人多维力/力矩传感器的发展 20

2.3智能机器人触觉感知技术 23

2.3.1压电式触觉传感器 23

2.3.2压阻式触觉传感器 25

2.3.3电容式触觉传感器 26

2.3.4其他触觉传感器 28

2.3.5触觉传感器的应用 30

2.3.6触觉传感器的发展趋势 33

2.3.7存在问题 40

参考文献 40

第3章 力敏导电橡胶的理论基础 44

3.1概述 45

3.2导电橡胶的导电性 46

3.2.1基础理论 46

3.2.2导电机理 47

3.3导电橡胶的力敏特性 49

3.3.1压敏特性 50

3.3.2外力-电阻计算模型 51

3.4力敏导电橡胶的应用 56

3.4.1力敏导电橡胶的特色应用 56

3.4.2力敏导电橡胶在触觉传感器中的应用 57

参考文献 60

第4章 柔性三维触觉传感器的结构研究 62

4.1概述 63

4.2整体三层式结构 65

4.2.1阵列结构及力学模型 65

4.2.2局限性分析 68

4.3整体两层式结构 69

4.3.1阵列结构及力学模型 69

4.3.2局限性分析 74

4.4改进型两层式结构 74

4.4.1阵列结构及力学模型 74

4.4.2仿真实验 80

4.4.3局限性分析 82

参考文献 83

第5章 整体两层网状式结构的柔性三维触觉传感器研究 84

5.1概述 85

5.2整体两层对称式网状结构的传感器研究 85

5.2.1阵列结构 85

5.2.2行列扫描电路 87

5.2.3传感器的解耦 89

5.3整体两层非对称式网状结构的传感器研究 100

5.3.1阵列结构 100

5.3.2单点受力模型 101

5.3.3多点受力模型 103

5.3.4解耦实验 105

5.4基于隧道效应模型的传感器研究 116

5.4.1敏感单元的制作流程 118

5.4.2受力分析 120

5.4.3解耦方法探讨 124

参考文献 125

第6章 柔性三维触觉传感器的标定研究 126

6.1概述 127

6.2标定平台的设计 128

6.3标定实验 130

6.4基于BP神经网络的柔性三维触觉传感器标定 134

6.4.1 B P神经网络 134

6.4.2利用BP神经网络实现传感器标定 136

参考文献 143

第7章 机器人力觉信息获取的研究 144

7.1电阻式多维力/力矩传感器检测原理 145

7.2电容式多维力/力矩传感器检测原理 149

7.3压电式多维力/力矩传感器检测原理 151

7.4光纤光栅式多维力/力矩传感器检测原理 155

7.5力觉传感器性能评价指标 156

7.6机器人微型指尖少维力/力矩信息获取的研究 157

7.6.1四维指尖力/力矩传感器结构 157

7.6.2五维力/力矩传感器结构 160

7.6.3静、动力学仿真及分析 162

7.6.4应变片布片及组桥 173

7.6.5标定及校准实验设计与维间解耦 177

7.6.6传感器精度性能评价 179

7.6.7机器人微型四维指尖力/力矩信息获取实例 181

参考文献 184

第8章 机器人多维力/力矩传感器解耦方法的研究 185

8.1静态线性解耦 187

8.1.1直接求逆法（n=6） 187

8.1.2最小二乘法（n＞6） 187

8.2静态非线性解耦 188

8.2.1基于BP神经网络的多维力/力矩传感器解耦 188

8.2.2基于支持向量机SVR的多维力/力矩传感器解耦 189

8.2.3基于极限学习机的多维力/力矩传感器解耦 192

8.2.4稀疏电压耦合贡献的极限学习机解耦（MIVSV-ELM） 195

8.3实验 197

8.3.1标定实验 197

8.3.2解耦实验 199

8.3.3 BP、SVR及ELM三种非线性解耦算法的对比分析 204

参考文献 205

第9章 基于力觉感知的三维坐标测量系统 206

9.1接触式三维坐标测量和补偿原理 208

9.1.1基于五维力/力矩传感器的三维坐标测量原理 208

9.1.2三维坐标测量弹性变形补偿 208

9.1.3三维坐标测量综合不确定度 209

9.2基于五维力/力矩传感器的探测头系统设计 210

9.2.1集成式五维力/力矩传感器的设计 210

9.2.2仿真驱动的集成式五维力/力矩传感器的设计 211

9.3五维力/力矩传感器的研制 213

9.4五维力/力矩传感器的标定 216

参考文献 218

第10章 仿人机器人足部多维力/力矩传感器的设计与研究 219

10.1概述 220

10.2基于Stewart的六维力/力矩传感器概述 221

10.2.1Stewart并联机构简介 221

10.2.2基于Stewart并联机构的六维力传感器概述 222

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 226

10.3.1仿人机器人足部概述 226

10.3.2基于并联机构的新型足部机构设计 226

10.3.3运动学分析 228

10.3.4刚度分析 231

10.3.5足部力/力矩信息获取 233

10.4基于柔性并联机构的六维力/力矩传感器 238

10.4.1新型关节设计 238

10.4.2基于柔性并联机构的六维力/力矩传感器结构 240

参考文献 241

第11章 水下机器人腕部六维力/力矩信息获取 243

11.1概述 244

11.2水下特殊环境下的力感知关键技术 244

11.3水下机器人腕部六维力/力矩传感器设计 245

11.3.1系统构造及检测原理 245

11.3.2传感器静态力学分析 247

11.3.3传感器布片及组桥 252

11.3.4传感器精度性能评价 255

11.4水下六维力/力矩传感器扩展：超薄六维力/力矩传感器 257

11.5水下机器人腕部六维力/力矩信息获取应用实例 261

参考文献 262

附录 多维力传感器解耦算法代码 263