摩擦觸覺感知機理與靈巧抓取應用

目錄

第1章緒論

1.1選題背景與研究意義

1.2人體觸覺感知機理研究進展

1.2.1觸覺的生理學基礎

1.2.2抓取過程的觸覺反饋

1.2.3摩擦觸覺的相關性研究

1.3界面摩擦行為機理研究進展

1.3.1固體摩擦機理

1.3.2非穩態摩擦行為

1.3.3水對固體摩擦的影響

1.4觸覺傳感與靈巧機械手研究進展

1.4.1視觸覺傳感技術

1.4.2觸覺反饋的靈巧手

1.5問題分析與研究內容

1.5.1問題分析

1.5.2研究內容

第2章實驗裝置及方法

2.1引言

2.2實驗材料選擇

2.2.1摩擦材料的準備

2.2.2矽膠樣品的制備

2.3表面測試分析方法

2.3.1表面形貌分析方法

2.3.2表面成分分析方法

2.3.3表面潤濕性分析方法

2.4界面力學實驗分析方法

2.4.1可控環境的摩擦磨損實驗裝置

2.4.2原子力顯微鏡及實驗方法

2.5圖像采集分析系統

2.5.1結構與硬件組成

2.5.2基本圖像處理算法

2.5.3基於圖像的形變場測量

2.6本章小結

第3章潤濕依賴性的表面力對水潤滑影響

3.1引言

3.2潤濕性對不同潤滑狀態的影響

3.2.1固—液界面作用的熱力學度量

3.2.2潤濕性影響的Stribeck曲線

3.3潤濕性對邊界潤滑的影響

3.3.1邊界潤滑的潤濕依賴性

3.3.2水中粘附力的潤濕依賴性

3.3.3潤濕性影響邊界潤滑的熱力學模型

3.3.4熱力學模型的實驗驗證

3.4摩擦潤濕依賴性的物理本質與應用

3.4.1潤濕依賴性的表面力機制

3.4.2潤濕性對受限粘度的可能影響

3.4.3模型對界面力學行為的指導

3.5本章小結

第4章基於立體視覺的界面三維接觸應力動態測量

4.1引言

4.2基本原理與設計原型

4.2.1裝置結構與組成

4.2.2測量流程與原理

4.2.3接觸應力的求解算法

4.3性能表征與典型案例

4.3.1分辨率與精度表征

4.3.2粘著接觸應力測量

4.3.3滾動摩擦應力測量

4.4蝸牛爬行機理研究

4.4.1蝸牛爬行的運動學特征

4.4.2蝸牛爬行的動力學特征

4.4.3蝸牛空間攀爬的多尺度吸盤機制

4.5本章小結

第5章人手抓取的摩擦觸覺感知機理與反饋控制策略

5.1引言

5.2手指摩擦行為研究

5.2.1手指皮膚的基本力學特征

5.2.2手指皮膚的粗糙摩擦模型

5.2.3手指的摩擦各向異性

5.3基於摩擦觸覺感知的人手抓取行為

5.3.1人手主動抓取行為研究

5.3.2基於界面微滑的抓取反饋機制

5.4本章小結

第6章基於視觸覺傳感的機械手靈巧抓取

6.1引言

6.2基於視覺的多軸力傳感裝置

6.2.1設計原理與結構組成

6.2.2基於雙目視覺的空間位姿求解

6.2.3基於特征擬合的多軸力測量

6.2.4性能表征與評估

6.3基於視覺的滑移傳感裝置

6.3.1設計原理和結構組成

6.3.2滑移測量原理與判據

6.3.3滑移判據的驗證

6.4摩擦觸覺反饋的靈巧抓取系統

6.4.1基於多軸力傳感的變質量物體抓取

6.4.2基於微滑感知的未知物體靈巧抓取

6.5本章小結

第7章結論與展望

7.1本書完成的主要工作

7.2本書主要貢獻與創新點

7.3未來工作展望

參考文獻

個人簡歷、在學期間完成的相關學術成果

致謝