一种可实现视频融合的全向自适应触感手指制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可实现视频融合的全向自适应触感手指，包括：软体手指本体、图像传感器和支架；支架将图像传感器包裹后安装在软体手指本体的底部，图像传感器置于软体手指本体的正下方。本实用新型专利技术采用非嵌入式结构，整体构型简单、制备方便，整体的装配可以在短时间内完成，有利于批量化制备生产，推广工业应用。应用。应用。

【技术实现步骤摘要】
一种可实现视频融合的全向自适应触感手指


[0001]本技术涉及软体机械手触觉传感
，具体涉及一种可实现视频融合的全向自适应触感手指。

技术介绍

[0002]软体手的触觉不同于刚性机械手，软体手自身材料、结构的柔顺性、非线性、粘弹性以及迟滞特性等为其触觉传感的实现造成了很大的障碍。目前的软体触感实现基本采用嵌入式的手段，分别以导电液、可拉伸电极、光栅等为触感媒介，在不影响软体手自身性能的前提下，通过检测阻抗、电容以及光谱信号的变化，实现一定的接触力位置、大小的感知功能。
[0003]2017年，浙江大学的梁观浩研制了一种高分辨率、高灵敏度的电容式触觉传感阵列，实现了接触单元的三维接触力感知。该触感单元由三部分构成：上部接触凸台，中部传感单元以及柔性底座。其中传感单元的主要原理是在两极板间放置弹性介质，将变形信号转化为极板间电容，梁通过理论建模、仿真以及实验标定的形式建立电容值与受力大小之间的模型，实现多维度接触力的测量。单个传感单元的体积为毫米级，因而可以很方便的实现高密度的排布与感知。但是该传感器制备的工艺复杂、量程较小，需要通过光刻机等高价设备加工。2018年，韩国高等科学技术学院的Han等人设计出一种1
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3分布的阻抗式传感阵列可以识别接触位置以及正压力。他们提出了一种递归神经网络模型
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启发式递归神经网络，在两种压阻式传感单元阵列上进行了验证实验，结果表明经由该种网络训练出的模型能够很好的分辨出力的作用位置，同时预测正压力的大小。2019年，意大利生物机器人研究院的Massari等人将排布有四段布拉格光栅(FBG)的光纤嵌入一条6mm厚弹性条的中间，构成了1
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4的传感单元阵列，并提出了基于学习的传感系统标定方法。当有外部载荷时，光栅会产生局部弯曲，透射光的波长发生偏移，通过接收器检测接收端的光谱信息就可以获取到波长偏移量。在数据采集过程中，Massari等人利用有限元仿真与物理加载实验混合的形式获取光栅反射光谱信号与加载信息(加载位置以及加载力)的数据对，有效的减少了实验数据采集量，提高了数据采集效率。之后，通过神经网络训练出相应的四个光栅波长偏移量数据对集合与加载信息集合之间的映射模型，实现了单一维度上的加载位置以及加载力大小的连续预测，预测的均方根误差分别为2.45mm(0～86mm)和0.164N(0～2.5N)，决定系数分别为0.99、0.97，括弧内为测定量程。。
[0004]由以上分析可知，嵌入式传感技术在软体触感领域得到广泛的研究应用，但是，一方面嵌入式传感的形式使得触感手指的整体的制备工艺流程复杂，很难实现批量制备。另一方面，以上的研究基本假定基底为刚性，因此其感知部位往往局限于手指的尖端(工作中基本不变形)，对于工作过程中自身存在较大弯曲的部位，以上的传感方式很难实现预期效果。
[0005]视频融合的非嵌入式形式的触感可解决上述问题，但现有软体机械手触觉传感
中缺少可实现视频融合的软体机械手结构。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的上述问题，本技术提供一种可实现视频融合的全向自适应触感手指。
[0007]本技术公开了一种可实现视频融合的全向自适应触感手指，包括：软体手指本体、图像传感器和支架；
[0008]所述图像传感器安装在所述支架之间，所述支架安装在所述软体手指本体的底部且所述图像传感器置于所述软体手指本体的正下方。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述软体手指本体为空间三维网络结构，所述空间三维网络结构基于节点的位置并采用连杆在空间中进行有序组合。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述图像传感器包括USB摄像头。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述支架由两个结构相同的半支架组合而成，所述支架的中部设有用于容纳所述图像传感器的容纳腔；所述软体手指本体通过螺栓与所述支架安装固定。
[0012]与现有技术相比，本技术的有益效果为：
[0013]本技术采用非嵌入式结构，整体构型简单、制备方便，整个触感手指只包含四个主要零件：软体手指本体、摄像头、两个相同的支架；整体的装配可以在短时间内完成，有利于批量化制备生产，推广工业应用。
附图说明
[0014]图1为本技术一种实施例公开的可实现视频融合的全向自适应触感手指的爆炸结构示意图；
[0015]图2为本技术一种实施例公开的可实现视频融合的全向自适应触感手指的软体手指本体三维结构图；
[0016]图3为本技术一种实施例公开的可实现视频融合的全向自适应触感手指的支架三维结构图。
[0017]图中：
[0018]1、软体手指本体；2、支架；3、图像传感器；4、5，安装孔；6、沉孔。
具体实施方式
[0019]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0020]下面结合附图对本技术做进一步的详细描述：
[0021]本技术提供一种可实现视频融合的全向自适应触感手指，在此结构的基础上，可基于触觉感知帮助机器人完成安全、高效的自适应抓取；其中，
[0022]如图1～3所示，本技术的全向自适应触感手指的硬件部分由上下两部分组成，上部分为被动式自适应的软体手指本体1，同时也是触觉感知的弹性元件；下部分主要
由支架2和图像传感器3构成。
[0023]本技术的软体手指本体1为空间三维网络结构，空间三维网络结构基于节点的位置并采用连杆在空间中进行有序组合。具体的，空间三维网络结构为第一基本单元、第二基本单元、一个第一基本单元和多个第二基本单元的叠合、或多个第二基本单元的叠合；其中，第一基本单元包括第一上层结构和第一下层结构，第一上层结构包含一个第一节点，第一下层结构包含至少三个第二节点，至少三个第二节点不共线；第一节点和所有第二节点通过连杆构成三维网络结构，连杆连接在两个第二节点之间或第一节点与第二节点之间；第二基本单元包括第二上层结构和第二下层结构，第二上层结构包含至少两个第三节点，第二下层结构包含至少两个第四节点，至少两个第四节点与至少两个第三节点不共面；所有第三节点和所有第四节点通过连杆构成三维网络结构，连杆连接在两个第三节点之间、两个第四节点之间或第三节点与第四节点之间。进一步，空间三维网络结构参见申请人的现有专利201910461095X、2019104610911、2019104610907、2019104609933、2019104609967、2019104610428、201910460542X的相关记载。如图1、2所示，本技术的软体手指本体1采用的是多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可实现视频融合的全向自适应触感手指，其特征在于，包括：软体手指本体、图像传感器和支架；所述图像传感器安装在所述支架之间，所述支架安装在所述软体手指本体的底部且所述图像传感器置于所述软体手指本体的正下方。2.如权利要求1所述的全向自适应触感手指，其特征在于，所述软体手指本体为空间三维网络结构，所述空间三维网络结构基于节点的位...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋超阳，万芳，刘生，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：新型
国别省市：