[发明专利]一种具有温度补偿功能的触觉感知采集系统及其方法

说明书

本发明一种具有温度补偿功能的触觉感知采集系统及其方法，属于触觉感知采集系统技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种具有温度补偿功能的触觉感知采集系统硬件结构的改进；解决上述技术问题采用的技术方案为：包括上位机、控制器、显示屏，还包括采集模块和温度补偿模块，所述采集模块包括第一模拟开关、第二模拟开关、压力传感器阵列，所述温度补偿模块包括温度补偿热敏电阻器，所述第一模拟开关通过导线与压力传感器阵列的一端相连，所述压力传感器阵列的另一端通过导线与温度补偿热敏电阻器的一端相连，所述温度补偿热敏电阻器的另一端通过导线与第二模拟开关相连；本发明应用于机械臂。

技术领域

本发明一种具有温度补偿功能的触觉感知采集系统及其方法，属于触觉感知采集方法及其系统技术领域。

背景技术

机械臂能否执行各种抓取、移动或固定物体等操作，需在操作过程中通过机械臂的触觉反馈实现对操作力的精确控制，避免对被操作物体造成破坏或对机械臂造成损伤。要实现对操作力的精准控制，需要力传感器来采集操作力数据并对其进行分析处理。但是在使用力传感器采集数据时，力传感器本身会受温度等因素的影响，因此，为了提高机械臂采集数据的精确度，提出了一种能够对温度进行实时补偿作用的触觉感知采集系统，同时提供一种该采集系统的采集方法，用以实现对触觉感知的温度补偿。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种具有温度补偿功能的触觉感知采集系统硬件结构的改进。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种具有温度补偿功能的触觉感知采集系统，包括上位机、控制器、显示屏，还包括采集模块和温度补偿模块，所述控制器通过导线分别与上位机、显示屏、温度补偿模块相连，所述控制器上集成有A/D模块，所述A/D模块通过导线与采集模块相连；

所述采集模块包括第一模拟开关、第二模拟开关、压力传感器阵列，所述温度补偿模块包括温度补偿热敏电阻器，所述第一模拟开关通过导线与压力传感器阵列的一端相连，所述压力传感器阵列的另一端通过导线与温度补偿热敏电阻器的一端相连，所述温度补偿热敏电阻器的另一端通过导线与第二模拟开关相连；

触觉感知采集系统通过第一模拟开关对压力传感器阵列进行扫描，通过A/D模块采集经过温度补偿后的电压，再经过卡尔曼滤波后传输至上位机进行显示。

所述压力传感器阵列采用RP-C电阻式压敏传感器，每个所述RP-C电阻式压敏传感器上并联有定值电阻。

所述第一模拟开关、第二模拟开关采用的型号为CD4051。

所述显示屏采用的型号为LCD12864液晶显示屏；

所述控制器采用STM32F103ZET6型号的ARM作为核心芯片。

一种具有温度补偿功能的触觉感知采集方法，包括如下步骤：

步骤一：采集系统通电后，通过一键复位功能设置初始参考电压；

步骤二：控制器控制第一模拟开关对压力传感器阵列进行行列扫描，确定采集点；

步骤三：根据公式Vout＝Vcc*Rs2/(Rs2+Rp+Rt//Rs1)计算输出电压，由控制器中的A/D模块采集输出电压Vout，再经过卡尔曼滤波处理后传送至上位机并且在显示屏上显示；

上式中：Vout为输出电压，Vcc为输入电压，Rs1为定值电阻，Rs2为分压电阻，Rp为压力传感器等效可变电阻，Rt为RNT热敏电阻器阻值。

所述步骤二的具体步骤为：

步骤2.1：将压力传感器阵列等效为可变电阻Rp；