微型触觉传感器敏感单元的分析和测试

对 Ｅ 型方膜结构传感器敏感单元进行了静态特性（ 变形、应力等） 和动态特性（ 固有频率、振型等） 的理论分析和有限元（ Ｆ Ｅ Ｍ） 计算．并采用自反馈光纤式麦克尔逊干涉仪测试了其动态特性参数．这一研究为微型触觉传感器敏感单元的优化设计和应用提供依据和支持     

机器人阵列式触觉传感器系统的研究

文章讨论了一种基于压阻效应的阵列式触觉传感器及信息处理技术,介绍了系统组成与性能,分析了敏感阵列的结构和信号读出与图象采集电路的工作原理及实现。此外,对触党图象的处理和辨识方法也进行了深入的研究。实验样机表明,系统能实现对常见规则物体的识别,本设计为阵列式触觉传感器的实用化奠定了基础,也有助于智能机器人的进一步发展。     

基于主客观数据的汽车人机交互界面表面触觉反馈方法

针对汽车用户界面虚拟按钮缺乏触觉反馈或触觉反馈感受单一的问题,采集3种真实物理按钮（切换开关、自锁按钮、复位按钮）数据并提取按钮特征,基于手指按压力大小分段实现了不同的振动反馈。提出一种重现按钮顺应性的触觉渲染方法,根据用户主观感受,验证了其相比于顺应性错觉方法在顺应性、用户愉悦性等方面的提升。进行触觉反馈匹配实验,实验者根据触觉感受将3种虚拟按钮与物理按钮类型进行匹配,准确率高达94.33%,验证了提出的虚拟按钮振动触觉反馈对不同物理按钮独特感知特性恢复的有效性,用户可以在无视觉需求的情况下辨别操纵的虚拟按钮类型和状态。     

指端触觉再现的电刺激实现研究

对电触觉的实现作了理论分析和实验性研究。提出了在手指端上实现触觉再现的电极形状及分布,并通过对现有的几种典型刺激波形的实验和分析比较,给出了刺激电流波形各参数与感觉之间的内在规律性。由此找到最优的一组电极及刺激波形,较为满意地实现了手指端上的触觉再现     

虚拟环境热触觉的显示装置与材质识别实验

基于半无限体模型,研究了热触觉感知的机理.设计了热触觉显示装置,通过控制半导体制冷器的温度变化来实现热触觉显示.该装置的控温范围为-10 ～60℃,温度分辨率和精度分别为0.02和0.1℃,升温或降温速率大于10℃/s.定制了柔性镍金属薄片式温度传感器,尺寸为8mm×20 mm ×0.6 mm,时间常数τ＜0.15 s...     

机器人阵列式触觉传感器的仿真

阐述了机器人二维和三维触觉传感器仿真的模型、计算机内部表示、一般方法和简化方法（扫描－搜索－填充法）．简化方法利用了物体的区域连贯性，吸收了数控插补的思想，效率较高。仿真生成的触觉图像可用于校验各种触觉图像处理及判断算法的正确性、可靠性和效率。     

支持力/触觉反馈的虚拟肝脏手术仿真系统

为提高支持力/触觉反馈的虚拟肝脏手术仿真系统的精度和实时性,提出了一种基于物理意义的平行菱形链连接变形模型.该模型中由于各个链结构单元中菱形的长度等比例变化,计算量小,改变链结构单元中菱形的长度和夹角就可方便地对不同的柔性体进行建模.同时还讨论了系统的结构设计、柔性体形变计算、快速碰撞检测和实时力/触觉反馈操作等.基于6-DOF Delta手控器建立试验平台,并结合力/触觉反馈计算实现了虚拟肝脏手术的拉拽、按压等变形仿真.实验结果表明,该系统力/触觉感觉平稳、模拟效果逼真,能够满足虚拟现实系统对精细作业和实时性的要求.建立简单逼真的物理变形模型和精确快速的碰撞检测算法,有助于提高虚拟肝脏手术仿真系统的性能.     

动态流动单元研究

动态流动单元是在前人关于流动单元研究基础上的发展。动态流动单元的研究不仅以岩石地质、物理性质为基础,还引入油藏流体性质参数。在开发过程中油藏流体是变化的,因此动态流动单元也是变化的。在开发的不同阶段有不同的流动单元分布特点,开发初期确定的动态流动单元代表着油藏原始状态。文中以某油田Ｊ２井为例,用三种不同的方法选用流动系数、存储系数、净／毛厚度比、含油饱和度和饱和度中值压力为特性指标,用模糊ＩＳＯＤＡＴＡ划分动态流动单元。把流动单元的静态和动态对比分析发现：动态流动单元更接近开发,可以直接为开发方案的调整提供依据。     

触觉的频率分辨机制研究

振动信号在触觉通信中常用来承载快速信息．深入研究触觉的频率分辨机制和能力,可以为设计触觉通信中的振动信号提供理论指导．对13名自愿者触觉的频率分辨精度和分辨速度进行了6个月的训练,并记录下不同阶段的分辨能力．结果表明：触觉根据周期差异来分辨不同振动信号,分辨功能在大脑皮层内完成;经过6个月训练后能够分辨开的振动信号间的最小周期差为1ms,能分辨的最高振动频率为250～322Hz,分辨时所需的振动信号最短保持时间为0．2s．     

仿生气动肌纤维静态特性建模与实验研究

开展气动肌纤维静态特性建模与实验研究,综合考虑气动肌纤维端部变形、摩擦力、死区气压等对其静态特性的影响,提出一种气动肌纤维静态特性数学模型.搭建气动肌纤维静态特性实验平台,开展气动肌纤维及气动肌纤维束静态特性等长实验、等张实验及等压实验,对比分析不同规格参数的气动肌纤维及气动肌纤维束的静态特性.基于实验所得的等压特性曲线,提出一种气动肌纤维束实验模型,由大量实验数据辨识获得符合实际情况的气动肌纤维及气动肌纤维束的静态特性数学模型,为气动肌纤维驱动微型仿生机器人的精准控制奠定基础.     

触觉传感阵列的接触物体形状识别研究

本文提出了一种三维表面的矩阵运算方法,这种方法可应用于处理触觉传感阵列的接触物外形恢复问题。运用这种方法得到一种有效的接触物外形识别的运算方法和机器人触觉的控制方案。     

基于触觉P300的脑控下肢康复机器人

基于P300信号的脑机接口技术在康复医疗领域具有广阔的应用前景,但P300信号的诱发方式多为视听刺激诱发,容易导致患者视听疲劳,同时也限制了视听障碍患者的使用。针对这些不足,设计一种基于触觉P300的脑控下肢康复机器人系统,在被试的左右食指处各放置一个振动器,通过调整左右手振动器的刺激间隔、刺激时长及刺激比例让P300信号更容易诱发和区分;利用共空间模式算法和支持向量机对信号进行特征提取和分类。被试通过选择关注左手或右手的振动刺激输出不同指令,从而控制下肢康复机器人进行相应动作。实验证明,被试通过感受振动刺激可以轻松诱发脑电中的P300信号,在不进行P300信号平均叠加的条件下,分类准确率为86.50%,既保证了较高的分类准确率,又缩短了指令输出时间。每位被试均可通过下肢康复系统顺利完成训练任务,证明了该方法的可行性。     

阵列式反射镜架特性仿真分析

设计了一种四路集成阵列式反射镜架机械本体结构模型,并对其静态特性和动态特性进行了仿真分析。     

2种纤维弹塑性梁单元特性

首先对2种基于纤维截面的弹塑性梁单元,即沿单元长度积分的纤维弹塑性梁单元和基于子单元法建立的带长度的纤维塑性铰弹塑性梁单元的本构特征进行了分析,然后以地震作用下一桥梁工程为例,从静力和动力2个方面对比了这2种单元的主要非线性特性.结果表明:前者可以模拟受力过程中沿单元长度方向截面刚度的连续变化,后者则可以体现双线性特征;带长度的纤维塑性铰弹塑性梁单元是对纤维弹塑性梁单元的一种较好的近似,但在动力分析中,如果有未屈服构件的显著影响,则会出现相对略大的差异.     

恒流转阀式动力转向器的动态和静态特性研究

对一种恒流转阀式液压助力转向器的动、静态特性进行了理论分析,给出了无量纲静态压力特性方程及其理论特性曲线,对静态特性进行了实验研究.并对理论分析与实验结果进行了比较,由此提出了几种改善其性能的方法和措施.     

面向非回转体类零件制造单元研究

为了解决非转体类零件中一些零件加工复杂,生产效率低。经常需要使用专用的工夹量具。采用成组技术把非回转体类零件分类成组,通过建立零件族,设计出零件族的典型工艺,进而建立非回转体类零件的制造单元,在制作单元内完成零件的加工过程,这样有利于使用非回转体类零件的成组的工夹量具,能提高非回转体类零件的生产效率和加工质量。     

基于反向传播神经网络的三维足迹触觉步态特征识别

为有效解决当前传统步态特征人身识别技术过分依赖人工判读、识别准确率较低的问题,将计算机技术引入步态特征识别领域中,以获取一种基于反向传播(back propagation, BP)神经网络的步态特征识别新方法。将立体赤足足迹作为研究对象,通过光栅立体足迹采集仪对立体赤足足迹图像进行预处理,以获取计算机可识别出的三维足迹触觉步态特征信息,记录立体赤足足迹的深度差、区域面积、区域体积三类步态特征信息,并在法庭科学领域中的足迹检验理论为基础的前提下运用BP神经网络,对其中Multillayer Perceptron分类器参数进行优化调整,最后,将测试结果与传统的人工检验结果进行比对,从比对结果得出,相对于传统的人工鉴别方法只有84.7%的准确率,基于BP神经网络的步态特征人身识别算法的准确率可达到90%以上。