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随着机器人技术的研究与发展,服务型机器人逐步进入到社会生活的各个领域中,人机交互成为相关领域的研究热点。接近觉传感器弥补视觉传感器检测的“盲区”,可以避免交互过程中机器人碰撞现象的发生,进一步提高了人机交互的安全性。本文设计了一种电容-电感双模式接近觉传感器,实现了接近信息和材质信息检测。 根据电容、电感传感器的基本原理,研究了同面双电极结构的电容传感器及平面螺旋结构的电感传感器,理论分析了关键结构参数对两种传感器工作性能的影响,构建了接近距离与传感器电学量间的解析关系。同时对电容、电感传感器模型进行有限元分析,仿真验证了结构参数对传感器性能的影响机制及接近感知解析模型。 基于交流磁场屏蔽原理,优化结构参数,构建了电容-电感双模式接近觉传感器,并针对双模式传感器进行了协同、接近感知特性实验。结果表明,双模式可以实现金属、非金属材质的区分,其中,电感模式可区分不同磁导率的金属材质,电容模式可区分不同介电常数的非金属材质,双模式传感器的接近感知距离为0-5.1mm。利用所设计的传感器进行机械手抓取应用,实验表明传感器可以识别不同材质的水杯,并实现0-4.0mm的接近信息检测。本研究为机器人电子皮肤接近觉传感器提供了一种可行性方案。