[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

摘要

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。

主权项

1.一种识别三维方向的触觉传感系统的设计方法，其特征在于，该方法用于设计识别三维方向的触觉传感系统，该系统包括内空球体(1)，所述内空球体(1)上设置有多个孔，每个孔上安装有一个压力传感器(2)，所述内空球体(1)的内部设置有微处理器(3)，所述微处理器(3)通过引线与所述压力传感器(2)相连；所述微处理器(3)还连接有无线通信模块(4)，所述无线通信模块(4)将所述压力传感器(2)采集到的触觉传感数据发送给外部处理端(5)，并通过所述外部处理端(5)上的操作界面对接收到的压力数据进行处理；所述压力传感器(2)采用FSR压力传感器；所述内空球体(1)的厚度为8mm；所述内空球体(1)底部还设置有支撑底座；所述压力传感器(2)有20片以上；所述压力传感器(2)使用FSR传感器；所述无线通信模块(4)使用蓝牙通信的方式；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；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；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；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；步骤S4中电脑对数据进行处理的方法具体为：打开MATLAB运行界面，设置好通信串口和波特率以及采集数据的组数，点击“start”按钮开始采集数据，同时对传感器某一正方向施力几秒钟后，数据采集完毕，并且自动存到MATLAB中；然后点击“resultant_force”按钮可以在运行界面上看到传感器的受力情况；点击“RBF_train”按钮可以看到处理数据后的残差；点击“Recognition”按钮，可以看到东、西、南、北、下几个方向上受力的组数，从而验证三维方向受力的准确度。