【技术实现步骤摘要】
一种基于仿生复眼的大角度高分辨力触觉传感装置及方法
本专利技术涉及力值测量与仿生
，特别是涉及一种基于仿生复眼的大角度高分辨力触觉传感装置及方法。
技术介绍
触觉感知能力是人类的基本感官之一。随着机器人向智能化方向发展，采用各类传感器获取触觉信息已被广泛应用，相较于传统的电学式触觉传感器，如电阻式、压电式、电容式、电磁式等，光学式触觉传感器具有分辨力高、体积小、灵敏度高、鲁棒性强等优势。基于光信息的触觉传感器主要有三种方式，基于反射膜原理，典型的是美国MIT提出Gelsight，该系统灵敏度较高，但前端感测面为平面，感测角度较小，空间分辨力低；日本立命馆大学的KazuhiroShimonomura提出了基于全内反射的光学触觉传感系统，该系统通过加入平面弹性层，可以有效的提高空间分辨力，但是感测面仍是平面，感测角度范围受限；具有大感测角度的是英国BristolRobotics实验室提出的基于标记位移原理的Tactip，测头结构为外凸结构，该结构能够有效的增加力值感测角度，但不能实现各向同性。综上，光波导式触觉传感...
【技术保护点】
1.一种基于仿生复眼的大角度高分辨力触觉传感装置，其特征在于，包括曲面光波导板、复眼阵列、掩膜、光纤光锥、LED光源阵列、LED光源固定板阵列、LED光源固定支架阵列、探测器和底座；/n所述底座上表面上安装有探测器和LED光源固定支架阵列，所述探测器与光纤光锥的末端耦合，所述曲面光波导板和复眼阵列同球心安装于光纤光锥顶端上方，球心与探测器的中心位于同一竖直线上；复眼阵列的各个子眼之间填充有所述掩膜，所述LED光源固定支架阵列的顶部安装有LED光源固定板阵列，LED光源阵列放置于LED光源固定板阵列上。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于仿生复眼的大角度高分辨力触觉传感装置，其特征在于，包括曲面光波导板、复眼阵列、掩膜、光纤光锥、LED光源阵列、LED光源固定板阵列、LED光源固定支架阵列、探测器和底座；
所述底座上表面上安装有探测器和LED光源固定支架阵列，所述探测器与光纤光锥的末端耦合，所述曲面光波导板和复眼阵列同球心安装于光纤光锥顶端上方，球心与探测器的中心位于同一竖直线上；复眼阵列的各个子眼之间填充有所述掩膜，所述LED光源固定支架阵列的顶部安装有LED光源固定板阵列，LED光源阵列放置于LED光源固定板阵列上。
2.根据权利要求1所述一种基于仿生复眼的大角度高分辨力触觉传感装置，其特征在于，LED光源阵列中每个LED光源之间的角度间隔为6°，LED光源阵列的入射角θ1>62.68°。
3.根据权利要求1所述一种基于仿生复眼的大角度高分辨力触觉传感装置，其特征在于，曲面光波导板的材料为不透明的硅胶，折射率n2＝1.4。
4.一种基于仿生复眼的大角度高分辨力触觉传感方法，基于权利要求1所述触觉传感装置，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：当物体接触到曲面光波导板且光波导板在接触处P点产生变形，建立形变量与力之间的关系为：F1＝f1(Δx)、F2＝f2(Δy)、F3＝f3(Δz)，其中F1、F2、F3分别是x、y、z方向的力分量，Δx、Δy、Δz分别是x、y、z方向的形变量，f1、f2、f3分别是x、y、z方向的力与形变量之间的函数关系；
步骤二：通过接触处P点得到泄露光的出射位置Q点的坐标，利用几何光学的方法进行分析，由于接触面的形变导致曲面光波...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋乐，朱欢，岳钧百，董文博，张佳乐，冯渝，程路雅，孔欣玥，房丰洲，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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