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非均匀触觉传感阵列数据采集系统的研究

更新时间：2020-03-26 09:03:22 大小：4M 上传用户：zhiyao6 查看TA发布的资源 标签：传感阵列数据采集 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

类似于人体皮肤的触觉传感器阵列用于机器人与外界感知与交互的技术,是近年来机器人触觉传感技术研究的热点,并已成为机器人智能化的一种标准特征。本文在以往触觉传感器阵列的基础上,针对智能机器人传感服装所用的触觉传感器阵列在任何数据采集区域采集分辨率都无变化、无重点,以及不能应用于其附着的表面曲率有变化的情况,在分析了国内外机器人触觉传感器发展历史及发展现状的情况下,着力研究了智能机器人传感服装所使用的传感阵列的设计原理并在此基础上设计出具有在一整块阵列当中,不同区域有着不同分辨率的非均匀分布的触觉传感器阵列,并研制出其相应的数据采集系统。这种数据采集系统有局部分辨率可调、阵列柔韧性好、耐腐蚀、耐磨损、抗冲击等特点,为机器人触觉传感服装走向实际应用奠定了一定基础。

根据设计,本系统硬件主要分为:8×8触觉传感器主阵列及其驱动扫描硬件、8×8触觉传感器次级阵列及其驱动扫描硬件、SCB-68板卡连接器、PCI-6259数据采集卡和与其相连的屏蔽电缆线及安装有LabVIEW开发平台的PC机等。软件方面在单片机上编写了传感阵列的硬件驱动程序和初始化程序,在基于NI公司的LabVIEW虚拟仪器软件开发平台上设计并编写了模拟信号采集程序、数字时钟信号采集程序和模拟方波输出程序。在以导电橡胶做成的单个敏感元上施加一定压力,导电橡胶就会随着施加力的大小而压缩,从而导致其电阻的改变。在接入参考电压的情况下,此敏感元的电压输出就会变化,这就可以反映出施加压力的大小。本文设计的非均匀分布的扫描电路由次级阵列替换主阵列上的某一个导电橡胶单元,制作成密度更大,分辨率更高的传感阵列,由LabVIEW虚拟仪器程序编写的时序控制电路控制经过分频处理,控制主阵列逐行扫描和次级阵列逐列、逐行扫描,并且把扫描到的受力信号所转换的电压信号和各行、列扫描时钟信号同时输入到数据采集卡中而行列扫描的时钟信号可以计算出扫描到的触觉传感点的位置,通过虚拟仪器程序,使所采集到的信息显示在PC机上。

经过理论论证和实验研究,本文所设计的非均匀触觉传感阵列的数据采集系统,实现了阵列的数据采集、提高触觉传感阵列局部分辨率,为机器人触觉传感服装的研制提供了一种新方法。