新型复合式柔性触觉传感器研究与仿真.pdf

《新型复合式柔性触觉传感器研究与仿真.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、新型复合式柔性触觉传感器研究与仿真SimulationandResearchofANewFlexibleCompositeTactileSensor2011年4月合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称)⋯榔m槐饱西嘶顾茑曲委员：导师：毽袈分忆刊以罾极敞矮红掰睫吠乏‰乙一}．仓呶衫邻勿断，■独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表

2、或撰写过的研究成果，也不包含为获得金壁王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签字：嵩P，强签字日期：沩7’年f月尸日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金胆王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金壁王些太堂可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论

3、文在解密后适用本授权书)学位论文者签名：曾，鹄签字日期：沁ff年’月罗日学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：导施掳芬签字9期：沙11年厂月《i日电话：邮编：新型复合式柔性触觉传感器研究与仿真摘要本文介绍了目前国内外复合式柔性传感器的研究现状和技术上存在的问题，以及有限元技术在传感器设计中应用现状。论文首先研究了柔性触觉传感器用力敏导电橡胶的材料特性，针对目前现有的橡胶材料本构模型，通过有限元分析和实验对比，从而得到可以准确描述力敏导电橡胶的本构模型和材料参数，并分析了力敏导电橡胶的表面压阻效应和体压阻效应，为传感

4、器模型仿真提供依据。其次，论文提出了一种柔性三维力传感器的结构和数学模型，并针对该传感器模型，利用有限元分析软件ANSYS，对传感器模型进行加载力分析，通过提取和分析传感器模型在三维力作用下的应力应变信息，并结合三维力传感器加载试验结果，验证了传感器三维力数学模型。实验表明，传感器在一定的量程范围内，实验和仿真结果均符合理论分析。最后，针对复合式柔性传感器的结构特点，采用有限元优化设计算法，对传感器模型进行结构上的改进，从而获得传感器的最优化模型。针对复合式传感器的温度测试原理，对传感器进行热学特性分析，为传感器结构的进

5、一步优化和设计提供了依据。关键词。力敏导电橡胶柔性非线性有限元三维力SimulationandResearchofANewFlexiblelexaDieCompositeTactileSensorAbstractTllispaperintroducedthetactilesensortechnologysituationathomeandabroad011thestatusandsometechnicalproblems，andapplicationactualityoffinitedementalgorithmintr

6、ansducerdesigning．TheMaterialpropertiesofpressure—sensitiveconductiverubberwasresearchedinthispaper．AccordingtoexistingMaterialconstitutivemodel，throughFiniteelementanalysisandexperimentalcontrast,TheaccuratemathematicalmodelandMaterialparametersofpressure-sensit

7、iveconductiverubberWasfound,Thebodyandsurfacepiezoresistanceeffectofpressure—sensitiveconductiverubbercanbeanalysised，itprovideeffectiveforsensorModelsimulation．Secondly,aThroe—dimensionForcetactilesensorcellWasdesigned，thestructureofthree-dimensionforcetactilese

8、nsorandthemathematicalmodelofcalculatingthreedimensionforcesWasintroduced．Tovalidatethetheoreticalmodelofsensor,Finiteelementanalysissoflware(ANSYS)Wasusedtoan