[发明专利]一种识别三维方向的触觉传感系统及其设计方法

说明书

本发明公开了一种识别三维方向的触觉传感系统及其设计方法，该方法包括以下步骤：S1、建立三维模型，并用3D打印机打印出该三维模型；S2、在三维模型的表面设置多片压力传感器，内部设置有微处理器，并将各个压力传感器与微处理器的对应引脚相连，进行数据采集；S3、微处理器与外部处理端通过无线方式进行触觉传感数据的传输；S4、外部处理端接收到触觉传感数据后，对其进行编程处理。本发明够准确的采集三维方向上的触觉压力信息，采集精度高、响应速度快，且能够重复采集，不受外界音频及谐波的影响。

技术领域

本发明涉及机器人触觉传感领域，尤其涉及一种识别三维方向的触觉传感系统及其设计方法。

背景技术

近年来，随着科学技术的发展和工业化自动水平的提高，智能化产品(如智能机器人)已经成为目前国内外学术前沿和研究重点。而触觉传感技术在智能机器人感知能力中起着不可替代的作用，是对视觉传感技术的重要补充。触觉传感器可以判断机器人是否接触到外界物体或者测量被接触物体的物理特征，因此，触觉传感技术更接近智能化的精髓，它相当于一条纽带连接着感觉与行动，是智能化操作中必不可少的一部分。因此触觉感知可以提高人机交互水平从而实现复杂环境下机器人的自主操作。

目前触觉传感技术大多用于物体形状的识别，这远远落后于人的触觉感知系统。由于一般的人机交互涉及到多维动力学，而触觉阵列系统仅具有单向压力感知能力，这意味它很容易识别二维方向，难以识别三维方向。但三维方向识别对人机交互非常重要，它能够把人的意图转化成可被智能识别的信息。在本发明中，将使用单点式触觉传感器，贴在球体模型表面，用来研究三维方向的识别。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中触觉阵列系统仅具有单向压力感知能力，难以识别三维方向压力的缺陷，提供一种能够准确的、迅速的识别三维方向的触觉传感系统及其设计方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种识别三维方向的触觉传感系统的设计方法，包括以下步骤：

S1、建立三维模型，并用3D打印机打印出该三维模型；

S2、在三维模型的表面设置多片压力传感器，内部设置有微处理器，并将各个压力传感器与微处理器的对应引脚相连，进行数据采集；

S3、微处理器与外部处理端通过无线方式进行触觉传感数据的传输；

S4、外部处理端接收到触觉传感数据后，对其进行编程处理。

进一步地，本发明的步骤S1中建立三维模型的具体方法包括：

S11、选取一个基准面，画出二维草图，包括一个半圆、一条曲线和一个正方形，然后用旋转凸台命令，以轴线为中心旋转，得到三维立体图；

S12、使用抽壳命令，将球体内部挖空；

S13、使用拉伸切除命令，根据压力传感器的数量，将球体切出多个用于安装传感器的孔，并在球体的圆柱形底座上设置多个用于安装固定螺丝的螺丝孔。

进一步地，本发明的步骤S1中建立三维模型的具体方法还包括：

S14、选取一个基准面，画出一个正方形的二维草图，然后用旋转凸台命令，以轴线为中心旋转，得到三维立体图，即长方体底座；

S14、选取一个基准面，画出一个正方形的二维草图，然后使用拉伸凸台命令，将正方形拉伸一定的高度，得到三维立体图，即长方体底座；

S15、在长方体底座的中间设置多个用于安装螺丝的螺丝孔。

进一步地，本发明的步骤S4中电脑对数据进行处理的方法具体为：