掃一掃
關注中圖網
官方微博
>
機器人觸覺傳感器設計
本類五星書更多>
-
>
貨幣大歷史:金融霸權與大國興衰六百年
-
>
(精)方力鈞作品圖錄
-
>
《藏書報》2021合訂本
-
>
(精)中國當代書畫名家作品集·范碩:書法卷+繪畫卷(全2卷)
-
>
(噴繪樓閣版)女主臨朝:武則天的權力之路
-
>
書里掉出來一只狼+狼的故事-全2冊
-
>
奇思妙想創意玩具書(精裝4冊)
機器人觸覺傳感器設計 版權信息
- ISBN：9787030734174
- 條形碼：9787030734174 ; 978-7-03-073417-4
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：
機器人觸覺傳感器設計 本書特色
本書從總體上介紹筆者開發的觸覺傳感器個觸覺顯示器，能讓讀者從中獲得設計靈感
機器人觸覺傳感器設計 內容簡介
本書對觸覺傳感器和觸覺顯示器的設計進行闡述，內容包括觸覺傳感器和觸覺顯示器設計中的基礎知識、機器人三軸觸覺傳感器設計、VR觸覺顯示器設計，以及觸覺傳感器和觸覺顯示器應用實例等。本書內容是筆者多年的研究成果，結合以往的經驗，指出觸覺傳感器和觸覺顯示器的*終研究方向。
機器人觸覺傳感器設計 目錄
目錄
第1章 緒論 1
第2章 設計基礎 5
2.1 觸覺的原理及觸覺傳感器和觸覺顯示器 7
2.1.1 觸覺的原理 7
2.1.2 機器人觸覺傳感器的功能 10
2.1.3 VR觸覺顯示器的功能 12
2.2 各種機器人觸覺傳感器 14
2.2.1 壓敏導電橡膠 14
2.2.2 靜電容量 16
2.2.3 磁性 17
2.2.4 壓電效應 18
2.2.5 半導體 19
2.2.6 光與照片 22
2.3 各種VR觸覺顯示器 25
2.3.1 觸覺顯示器（haptic display） 25
2.3.2 點陣顯示器 30
2.3.3 其他原理的觸覺顯示器 32
第3章 機器人三軸觸覺傳感器設計 35
3.1 原理 37
3.1.1 基本結構 37
3.1.2 光分布——力轉換 39
3.1.3 圓柱-圓錐觸頭型 39
3.1.4 觸頭移動型 41
3.1.5 CT型 42
3.2 觸頭設計 43
3.2.1 接觸變形解析 43
3.2.2 有限單元法的觸覺傳感器設計 45
3.2.3 接觸面積與輝度值的積分值 49
3.3 軟件設計 52
3.3.1 處理流程 52
3.3.2 OpenCV 53
3.3.3 重心計算 55
3.3.4 光流（optical flow） 56
3.4 評價裝置的設計 57
3.4.1 評價項目 57
3.4.2 評價裝置的機器結構 57
3.4.3 評價裝置的設計實例 58
3.5 觸覺傳感器的設計實例 60
3.5.1 傳感器結構 60
3.5.2 觸頭的制造方法 63
3.5.3 敏感特性 64
第4章 VR觸覺顯示器設計 71
4.1 原理 73
4.1.1 基本結構 73
4.1.2 產生反作用力的原理 76
4.1.3 觸覺產生的原理 77
4.2 發生力的設計 78
4.2.1 直流電機 78
4.2.2 直流電機的控制方法 81
4.2.3 壓電效應 82
4.2.4 雙壓電晶片型壓電致動器 85
4.3 電路設計 87
4.3.1 PWM 87
4.3.2 壓電致動器電路 89
4.3.3 壓電致動器的位移可變電路 91
4.4 軟件設計 92
4.4.1 程序流程 92
4.4.2 DIO 94
4.4.3 移位寄存器 96
4.4.4 D/A轉換器 97
4.5 設計實例 98
4.5.1 搭載夾具的控制器型觸覺顯示器 98
4.5.2 手指呈現型觸覺鼠標 101
4.5.3 手掌呈現型觸覺鼠標 105
第5章 應用實例 109
5.1 機器手觸覺傳感器的應用實例 111
5.1.1 機器人的結構 111
5.1.2 機器人手握紙杯的倒水實驗 112
5.1.3 擰瓶蓋實驗 114
5.1.4 兩個元件的組裝實驗 114
5.1.5 翻紙作業 115
5.2 應用于VR觸覺顯示器 118
5.2.1 力覺和觸覺綜合呈現下的虛擬作業 118
5.2.2 形狀呈現實驗 120
5.2.3 虛擬紋理呈現實驗 124
5.2.4 同時呈現壓覺和剪力的實驗 127
5.2.5 手掌呈現型觸覺鼠標的性能檢驗實驗 131
5.3 觸覺和力覺的錯覺應用實例 134
5.3.1 錯觸 134
5.3.2 運動錯覺 136
5.3.3 假性力觸覺 138
5.3.4 天鵝絨錯觸與光滑呈現 141
5.4 未來應用拓展 142
5.4.1 informotion 142
5.4.2 情緒控制 145
5.4.3 觸覺的格式塔（Gestalt） 146
5.4.4 人和機器人的觸覺融合 148
參考文獻 151
跋 157
第1章 緒論 1
第2章 設計基礎 5
2.1 觸覺的原理及觸覺傳感器和觸覺顯示器 7
2.1.1 觸覺的原理 7
2.1.2 機器人觸覺傳感器的功能 10
2.1.3 VR觸覺顯示器的功能 12
2.2 各種機器人觸覺傳感器 14
2.2.1 壓敏導電橡膠 14
2.2.2 靜電容量 16
2.2.3 磁性 17
2.2.4 壓電效應 18
2.2.5 半導體 19
2.2.6 光與照片 22
2.3 各種VR觸覺顯示器 25
2.3.1 觸覺顯示器（haptic display） 25
2.3.2 點陣顯示器 30
2.3.3 其他原理的觸覺顯示器 32
第3章 機器人三軸觸覺傳感器設計 35
3.1 原理 37
3.1.1 基本結構 37
3.1.2 光分布——力轉換 39
3.1.3 圓柱-圓錐觸頭型 39
3.1.4 觸頭移動型 41
3.1.5 CT型 42
3.2 觸頭設計 43
3.2.1 接觸變形解析 43
3.2.2 有限單元法的觸覺傳感器設計 45
3.2.3 接觸面積與輝度值的積分值 49
3.3 軟件設計 52
3.3.1 處理流程 52
3.3.2 OpenCV 53
3.3.3 重心計算 55
3.3.4 光流（optical flow） 56
3.4 評價裝置的設計 57
3.4.1 評價項目 57
3.4.2 評價裝置的機器結構 57
3.4.3 評價裝置的設計實例 58
3.5 觸覺傳感器的設計實例 60
3.5.1 傳感器結構 60
3.5.2 觸頭的制造方法 63
3.5.3 敏感特性 64
第4章 VR觸覺顯示器設計 71
4.1 原理 73
4.1.1 基本結構 73
4.1.2 產生反作用力的原理 76
4.1.3 觸覺產生的原理 77
4.2 發生力的設計 78
4.2.1 直流電機 78
4.2.2 直流電機的控制方法 81
4.2.3 壓電效應 82
4.2.4 雙壓電晶片型壓電致動器 85
4.3 電路設計 87
4.3.1 PWM 87
4.3.2 壓電致動器電路 89
4.3.3 壓電致動器的位移可變電路 91
4.4 軟件設計 92
4.4.1 程序流程 92
4.4.2 DIO 94
4.4.3 移位寄存器 96
4.4.4 D/A轉換器 97
4.5 設計實例 98
4.5.1 搭載夾具的控制器型觸覺顯示器 98
4.5.2 手指呈現型觸覺鼠標 101
4.5.3 手掌呈現型觸覺鼠標 105
第5章 應用實例 109
5.1 機器手觸覺傳感器的應用實例 111
5.1.1 機器人的結構 111
5.1.2 機器人手握紙杯的倒水實驗 112
5.1.3 擰瓶蓋實驗 114
5.1.4 兩個元件的組裝實驗 114
5.1.5 翻紙作業 115
5.2 應用于VR觸覺顯示器 118
5.2.1 力覺和觸覺綜合呈現下的虛擬作業 118
5.2.2 形狀呈現實驗 120
5.2.3 虛擬紋理呈現實驗 124
5.2.4 同時呈現壓覺和剪力的實驗 127
5.2.5 手掌呈現型觸覺鼠標的性能檢驗實驗 131
5.3 觸覺和力覺的錯覺應用實例 134
5.3.1 錯觸 134
5.3.2 運動錯覺 136
5.3.3 假性力觸覺 138
5.3.4 天鵝絨錯觸與光滑呈現 141
5.4 未來應用拓展 142
5.4.1 informotion 142
5.4.2 情緒控制 145
5.4.3 觸覺的格式塔（Gestalt） 146
5.4.4 人和機器人的觸覺融合 148
參考文獻 151
跋 157
展開全部
機器人觸覺傳感器設計 節選
第1章緒論 人有五種感覺器官：視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺。對它們的充分運用使我們得以了解情況、工作、享受藝術、運動健體、欣賞四季之美。缺少任何一種感覺器官都會出現問題。機器人也是如此，只有具備多種感覺器官，才能更加適應環境的變化，擴大作業范圍。 觸摸VR中呈現的虛擬物體的“觸覺顯示器”的研發在當下如火如荼。人類生來善于通過上述多種感覺來認知事物，觸覺顯示器技術從根本上說恰恰源自這一本質。也就是說，人類并不滿足于視覺效果，在眼看的同時也想要手摸。 機器人和VR設備聯網，人們在世界任何地方都能實現信息共享的IoT（international of things）時代已經來臨。如果將世界簡化為機器人機電系統、計算機網絡和人三者之間的關系，則從系統角度看，觸覺傳感器和觸覺顯示器分別是系統中的輸入和輸出設備；從人的角度看，二者分別是輸出和輸入設備。因此在IoT社會中，觸覺傳感器和觸覺顯示器都是關鍵組成要素。觸覺傳感器和觸覺顯示器不僅對機器人工程和VR技術至關重要，對IoT社會也極為關鍵，本書將基于筆者的經驗，對它的設計及應用進行總結。 如今，人們提出了各種觸覺傳感器和觸覺顯示器原理，可謂百花齊放。這一點與監控設備形成鮮明對比，公寓用的監控設備的攝像原理大多集中在CCD（charge coupled device）和CMOS（complementary oxide semiconductor）圖像傳感器上。原理眾多，恰恰說明研發并非一帆風順。尤其是觸覺傳感器，在1980年*早的Harmon的調查中已出現了多種方案，40年過去了，如今的觸覺傳感器仍然不像CCD或CMOS相機那樣有公認的范式原理。希望讀者們能從本書中得到啟發，提出新的方案。觸覺傳感器和觸覺顯示器的設計難在需要考慮到物體接觸和心理效果兩方面因素，比設計單純的電子設備更有成就感，希望讀者們勇于嘗試。 開發過程中有時需要半導體制造工序原理，但也有許多相對廉價、可以在研究室中簡單實行的原理。初期投資低，可在模擬、試做、實裝實驗、應用實驗等各個階段發表論文，因此觸覺傳感器和觸覺顯示器原理十分適合作為大學相關人員的研究課題。 本書對觸覺傳感器和觸覺顯示器的設計進行了闡述。這二者看似大有不同，但正如前文所述，本書將觸覺比作輸入或輸出，因此觸覺傳感器和觸覺顯示器是彼此相對的。也許在將來，人們會開發出既可作為觸覺傳感器，又可作為觸覺顯示器使用的設備。也就是說，觸覺傳感器和觸覺顯示器缺一不可，不能單獨討論。 兩種設備都需要接觸對象，涉及心理效果和信息處理，因此設計方法和評價方式與其他機器人設備截然不同。如果讀者能夠通過本書了解二者獨有的特征，那么本書也應該能以其他方式對各位的研究開發工作有所幫助。 第2章，總結觸覺傳感器和觸覺顯示器設計中的基礎知識。在設計過程中，一定要考慮到信息處理和心理效果，所以本章將介紹人類的觸覺研究成果。在此基礎上簡單介紹以往的設計案例，方便讀者了解曾經出現過的觸覺傳感器和觸覺顯示器設計。 第3章，介紹光波導型觸覺傳感器的設計方法。光波導型觸覺傳感器形式多樣，本章將分別介紹各種形式的原理和設計方案。橡膠觸頭是觸覺傳感器的敏感元件，其硬度和形狀決定了觸覺傳感器的性能，在講解觸頭的設計方法之后，本章還將介紹怎樣根據物體與傳感器接觸后產生的圖像數據計算出觸覺數據。同時還會詳細介紹圖像處理的具體步驟。不僅如此，本章還將講解制作觸覺傳感器后對其性能的評價方式。由于評價方式沒有統一的規則，本章將從裝置的設計說起。*后，本章將通過實例來講解觸覺傳感器成品的輸出特性。 第4章，專門介紹采用雙壓電晶片型壓電致動器陣列的觸覺顯示器。筆者等人正在通過改造在售的點顯器或點陣顯示屏來制作觸覺顯示器，雖然無法從零開始介紹設計方法，但會盡可能介紹設計過程中所需的信息。在講解產生反作用力的控制器設計時，甚至會涉及控制直流電機的轉矩以生成反作用力的原理。同時從電路設計到軟件設計介紹壓電致動器的控制方法。*后介紹筆者等人設計制作的設備實例。 第5章，介紹觸覺傳感器和觸覺顯示器應用實例。在觸覺傳感器部分，先介紹機器人首次成功搭載觸覺傳感器的操縱控制實例；接下來在觸覺顯示器部分，將介紹觸覺顯示器展現出明顯優勢的虛擬空間內插銷入孔和虛擬紋理呈現等。通過實例介紹充分利用錯覺現象使原本只能呈現凹凸感的屏幕裝置呈現出截然相反的平滑感。同時，從傳感器和致動器系統的角度對觸覺傳感器和觸覺顯示器的應用方式提出建議，介紹各種感覺呈現的理論基礎——格式塔（Gestalt）及其應用方式。*后介紹用于綜合表現機器人和人類觸覺的觸譜。 *后，筆者根據以往的經驗，再次對觸覺傳感器和觸覺顯示器進行整體講解，并指出便捷和安心才是觸覺傳感器和觸覺顯示器*終的研發方向。 第2章設計基礎
書友推薦
- >
自卑與超越
- >
伯納黛特,你要去哪(2021新版)
- >
回憶愛瑪儂
- >
二體千字文
- >
推拿
- >
隨園食單
- >
中國歷史的瞬間
- >
朝聞道
本類暢銷
