机器人触觉传感技术研发的历史现状与趋势new

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1、第uw卷第w期机器人∂²¯quwo²qwΡΟΒΟΤussu年z月∏¯¼oussu文章编号}tssu2swwykussulsw2svyu2syΞ机器人触觉传感技术研发的历史现状与趋势刘少强黄惟一王爱民宋爱国k东南大学仪器科学与工程系南京utss

2、yl摘要}触觉是机器人实现与外部环境直接作用的必需媒介q相对其它机器人传感技术触觉传感技术已明显落后q本文从总体上简要回顾触觉传感技术研发历程o分析指出其中的不足与主要原因q在简述目前触觉传感技术研发的现状后o介绍分析机器人技术发展的新趋势及随之而来的触觉传感技术发展趋势q对今后触觉传感技术的研发提出我们的见解q关键词

3、}机器人~触觉~触觉技术~触觉传感器~研发中图分类号}×°uw文献标识码}ΟςΕΡςΙΕΩΑΝΔΠΡΟΣΠΕΧΤΟΦΡΕΣΕΑΡΧΗΑΝΔΔΕςΕΛΟΠΜΕΝΤΟΝΡΟΒΟΤΤΑΧΤΙΛΕΣΕΝΣΟΡΨΤΕΧΗΝΟΛΟΓΨ≥«¤²2´¬¤±ª•¨¬2¼¬•¬2°¬±≥¬2ª∏²kΤηεΔεπαρτμεντοφΙνστρυμεντΣχιενχεανδΕνγινεερινγoΣουτηεαστΥνιϖερσιτψoΝανϕινγoutss

4、ylΑβστραχτ}פ¦·¬¯¨¶¨±¶¬±ª¬¶¤±¨¶¶¨±·¬¤¯³µ¨µ¨´∏¬¶¬·¨©²µµ²¥²··²¬°

5、°¨§¬¤·¨¯¼¬±·¨µ¤¦·º¬·«¨±√¬µ²±°¨±·q≤²°2³¤µ¨§º¬·«²·«¨µµ²¥²·¶¨±¶¬±ª·«¨¯¤ªª¬±ª²©·«¨§¨√¨¯²³°¨±·¬±·¤¦·¬¯¨¶¨±¶¬±ª¬¶¶¬ª±¬©¬¦¤±·qƒ¬µ¶·o·«¬¶³¤³¨µµ¨2√¬¨º¶·«¨«¬¶·²µ¼²©·«¨µ¨¶¨¤µ¦«¤±§§¨√¨¯²³°¨±·¬±·¤¦·¬¯¨¶¨±¶¬±ªo¶«²º¶·«¨§¨©¬¦¬¨±¦¼²©·«¨§¨√¨¯²³°¨±·¤±§¤±¤¯¼½¨¶·«¨°¤²µµ¨¤¶²±¶q©·¨µµ¨³²µ·²±·«¨¦∏µµ¨±·¶·¤·

6、¨²©·«¨¤µ·¬±·¤¦·¬¯¨¶¨±¶¬±ª·«¨³¤³¨µ¬±·µ²§∏¦¨¶·«¨·µ¨±§¶²©·«¨§¨√¨¯²³°¨±·²©µ²¥²·¬¦¶¤±§³µ²¶³¨¦·¶©²µ·«¨§¨√¨¯²³°¨±·¬±·¤¦·¬¯¨¶¨±¶¬±ªqƒ¬±¤¯¯¼º¨°¤®¨¤¶∏ª2ª¨¶·¬²±²±·«¨©∏·∏µ¨µ¨¶¨¤µ¦«¤±§§¨√¨¯²³°¨±·¬±µ²¥²··¤¦·¬¯¨¶¨±¶¬±ªqΚεψωορδσ}µ²¥²·o·¤¦·¬¯¨¶¨±¶¬±ªo·¤¦·¬¯¨¶¨±¶²µ¼·¨¦«±²¯²ª¼o·¤¦·¬¯¨¶¨±¶²µoµ¨¶¨¤µ¦«¤

7、±§§¨√¨¯²³°¨±·1引言kΙντροδυχτιονl测功能包括对操作对象的状态!机械手与操作对象的接触状态!操作对象的物理性质进行检测q识别功触觉是机器人获取环境信息的一种仅次于视觉能是在检测的基础上提取操作对象的形状!大小!刚的重要知觉形式o是机器人实现与环境直接作用的度等特征o以进行分类和目标识别q必需媒介q与视觉不同o触觉本身有很强的敏感能力机器人触觉能达到的某些功能o虽然其它感觉可直接测量对象和环境的多种性质特征q因此触觉如视觉也能完成o但具有其它感觉难以替代的特点q不仅仅只是视觉的一种补充q与机器人视觉相比o许多功能为触觉独有q即便是识触觉

8、的主要任务是为获取对象与环境信息和为别功能两者具有互补性q触觉融合视觉可为机器人完成某种作业任务而对机器人与对象!环境相互作提供可靠而坚固的知觉系统q用时的一系列物理特征量进行检测或感知q机器人自{s年代以来触觉传感技术虽有了较大发展o触觉与视觉一样基本上是模拟人的感觉≈t o广义的说但与机器人视觉等技术相比明显落后q目前商品化它包括接触觉!压觉!力觉!滑觉!冷热觉等与接触有的视觉传感器已差不多成为机器人系统不可缺少的关的感觉o狭义的说它是机械手与对象接触面上的部分q而从工业应用到业余爱好的几乎所有机器人力感觉q本文涉及的触觉包括两者q依然没有使用真正意义上

9、的触觉传感器≈u q因此有必机器人触觉传感器主要有检测和识别功能q检Ξ收稿日期}usstps

10、puz第uw卷第w期刘少强等}机器人触觉传感技术研发的历史现状与趋势vyv要对触觉传感技术研发的历史!现状进行客观分析触觉阵列发展到了高密度多阵列q这部分还包括传评价o检查落后原因o以有助于实现人们对触觉技术感器数据处理和分析实验q其次是含集成传感器2驱与触觉传感器期盼以久的飞跃发展q动器和控制的主动触觉感知o它一度被认为是触觉传感技术发展的关键q包括多指手及其设计的灵巧2发展历程kΤηεηιστορψοφδεϖελοπμεντl操作!柔软材料也是重要的研究方面q此

11、外还有对触2q1历程觉传感技术在非传统领域的应用研究