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第一编　机器人触觉1

第一章　机器人触觉概论1

1.1　概述1

1.2　人体触觉敏感4

1.3　传感器和换能器10

第二章　机器人关节部位敏感线位移和角位移的非光学动觉传感器21

2.1　机器人动觉传感器21

2.2 电阻式电位计22

2.3 电容式电位计26

2.4　自动同步机26

2.5　解析器29

2.6　Motornetics解析器35

2.7　感应式传感器37

2.8　线性可变差接变压器39

2.9　气压传感器41

2.10　机械传感器46

第三章　机器人关节部位敏感线位移和角位移的光学动觉传感器47

3.1　光学断续器47

3.2　光学编码器49

3.3　光学增量型编码器校准机器人62

3.4　增量型编码器导致的不稳定性65

4.1　力、压力和剪切力68

第四章　触觉传感器68

4.2　触觉传感器开关69

4.3　压阻73

4.4　压电聚合物78

4.5　光学81

4.6　磁91

4.7　超声95

4.8　电容96

4.9　电化学传感器97

4.10　典型触觉传感器98

5.1 柔性对触觉传感器获取信息的影响101

第五章　柔性触觉传感器101

5.2 获取三维表面信息的触觉传感器设计102

第六章　接近觉传感器112

6.1　生物触须112

6.2　工程触须113

6.3　接触接近觉传感器118

6.4　非接触接近觉传感器119

6.5 机器人弧焊传感器133

第七章　滑觉传感器138

7.1 受迫振荡滑觉传感器139

7.2 断续器型滑觉传感器140

7.3　滑觉敏感“指”141

7.4 贝尔格莱德手掌滑觉传感器142

第八章　热觉传感器145

8.1　热觉传感器的设计145

8.2　热觉传感器的数学模型146

8.3 热觉传感器识别物体的热扩散率和热传导率148

8.4　热觉传感器分类材料149

8.5 阵列式热觉传感器152

8.6　水下热觉传感器152

9.1　纹理传感器157

第九章　其他模式的触觉敏感157

9.2　电导率传感器158

9.3　通过耦合振动敏感接触159

第十章　触觉和机动性161

10.1 用于抓握的机器人手161

10.2　机器人手指数的确定162

10.3　人手163

10.4　灵巧机器人手和抓爪164

10.5　斯坦福灵巧手165

10.6　Utah-MIT灵巧手167

10.7　Monash灵巧抓爪168

第十一章在反射能级的触觉反馈171

11.1　被动机械柔性172

11.2　主动柔性控制173

11.3　通过跟踪面积图像中心和最小惯性矩的轴检测滑动176

第十二章　触觉数据的模式识别180

12.1　样本匹配180

12.2　匹配二维轮廓181

12.3　用稀少数据识别物体184

12.4　二进制触觉图像的分类187

12.5　视觉视场与触觉视场188

13.1　触觉性能的测量190

第十三章　主动触觉敏感190

13.2　触觉特征196

13.3　识别物体的方法198

13.4　触觉敏感的特性199

第十四章 多路信息源的感知数据融合技术201

14.1　选择传感器201

14.2　融合多路传感器数据203

14.3　多路传感器融合技术的重要性205

第二编 机器人非触觉208

第十五章　温度传感器208

15.1 电现象型温度传感器208

15.2　热膨胀现象型温度传感器209

15.3　光现象型温度传感器210

第十六章　检测物体有无的传感器212

16.1 检测物体有无的传感器用途212

16.2　检测物体有无的光传感器213

16.3　检测物体有无的气压传感器213

16.4 检测物体有无的机电传感器214

第十七章　距离传感技术216

17.1 利用三角测量方法的距离传感技术216

17.2 利用结构光方法的距离传感器技术217

17.3　渡越时间距离探测器220

18.1　直流转速表224

第十八章　速度和流速传感器224

18.2 用光学编码器测量速度226

18.3　流速传感器228

第十九章　线加速度传感器232

19.1 线加速度传感器的原理232

19.2 线位移式加速度传感器233

19.3　摆锤式加速度传感器237

19.4　液体摆式加速度传感器241

19.5　金属挠性加速度传感器242

19.6　石英挠性加速度传感器243

19.7 压阻式加速度传感器246

19.8　压电式加速度传感器252

19.9 光测弹性效应激光加速度传感器253

19.10　光纤加速度传感器254

19.11 振弦式加速度传感器256

19.12 气流式线性加速度传感器257

第二十章 力和转矩传感器261

20.1　通过监控电动机电流感知力261

20.2　应变计力敏传感器262

20.3 电位计式力敏传感器268

20.4　膜片式压力传感器269

20.5　电感式压力传感器269

20.7　力平衡式压力传感器270

20.6 电容式压力传感器270

20.8　电感式转矩传感器271

20.9　腕力传感器272

20.10　柔性和装配操作275

第二十一章　陀螺280

21.1　框架式陀螺280

21.2　挠性陀螺283

21.3　动力调谐式挠性陀螺284

21.4　静电陀螺286

21.5　激光陀螺289

21.6　光纤陀螺294

21.7　振梁式压电陀螺297

21.8　压电射流陀螺301

21.9　半球谐振式陀螺307

21.10　微机械振动陀螺309

第二十二章　姿态传感器311

22.1　惯性系统311

22.2　捷联式系统的基本方程315

22.3　机器人姿态传感器320

22.4　姿态传感器的构成337

22.5　气流式水平姿态传感器342

第三编 机器人语言与听觉350

23.1　语音应答装置351

第二十三章　机器人语言351

23.2　工作的程序化352

23.3　机器人语言的分类353

23.4　VAL语言354

23.5　AL语言361

第二十四章　机器人的听觉器官375

24.1人和机器人听觉器官的类比375

24.2　传感器377

24.3　拾音器384

24.4　送话器386

24.5　扬声器388

24.6　耳机391

第二十五章　人机接口技术394

25.1 给机器人的指令方式394

25.2 机器人的工作环境示教系统395

25.3　语音识别技术396

25.4 自然语言系统402

第四编 机器人视觉407

第二十六章　图像技术407

26.1 点式图像传感器407

26.2 线列式图像传感器409

26.3　平面传感器410

26.4　立体传感器417

26.5　图像显示418

26.6　硬件421

26.7　图像编码423

第二十七章　计算机视觉431

27.1 物体识别和分类431

27.2　软件设计445

27.3 视觉训练和适应的需要446

27.4　工业视觉系统446

27.5 早期机器人视觉系统的实例448

参考文献464