Tactile sensors are essential if ro

Tactile sensors are essential if robots are to safely interact with the external world and to dexterously manipulate objects. Current tactile sensors have limitations restricting their use, notably being too fragile or having limited performance. Magnetic field-based soft tactile sensors offer a potential improvement, being durable, low cost, accurate and high bandwidth, but they are relatively undeveloped because of the complexities involved in design and calibration. This paper presents a general design methodology for magnetic field-based three-axis soft tactile sensors, enabling researchers to easily develop specific tactile sensors for a variety of applications. All aspects (design, fabrication, calibration and evaluation) of the development of tri-axis soft tactile sensors are presented and discussed. A moving least square approach is used to decouple and convert the magnetic field signal to force output to eliminate non-linearity and cross-talk effects. A case study of a tactile sensor prototype, MagOne, was developed. This achieved a resolution of 1.42 mN in normal force measurement (0.71 mN in shear force), good output repeatability and has a maximum hysteresis error of 3.4%. These results outperform comparable sensors reported previously, highlighting the efficacy of our methodology for sensor design.

Keywords: tactile sensors, soft sensing, force sensors, Hall effect sensor, magnetic field, hyperelastic elastomer, silicone rubber, moving least square, calibration, design methodology

Kết quả (Việt) 1:

Xúc cảm biến là rất cần thiết nếu robot là một cách an toàn tương tác với thế giới bên ngoài và dexterously có thể thao tác các đối tượng. Hiện tại cảm biến xúc có giới hạn hạn chế sử dụng của họ, đáng chú ý đang được quá dễ vỡ hoặc có giới hạn hiệu suất. Dựa trên từ trường xúc cảm biến mềm cung cấp một cải thiện khả năng được bền, rẻ, chính xác và băng thông cao, nhưng họ là tương đối không phát triển vì sự phức tạp liên quan đến thiết kế và hiệu chuẩn. Bài viết này trình bày một phương pháp thiết kế chung cho từ trường dựa trên ba trục mềm xúc cảm biến, cho phép các nhà nghiên cứu để dễ dàng phát triển cụ thể xúc cảm ứng cho một loạt các ứng dụng. Tất cả các khía cạnh (thiết kế, chế tạo, kiểm tra và đánh giá) của sự phát triển của tri-trục mềm xúc cảm biến được trình bày và thảo luận. Một cách tiếp cận di chuyển ít nhất vuông được sử dụng để decouple và chuyển đổi tín hiệu từ trường để lực lượng đầu ra để loại bỏ các tác dụng phụ-linearity và cross-talk. Một nghiên cứu trường hợp của một xúc cảm biến nguyên mẫu, MagOne, được phát triển. Điều này đạt được một độ phân giải 1,42 mN trong bình thường lực lượng đo lường (0,71 mN hiệu lực cắt), đầu ra tốt lặp và có một lỗi hysteresis tối đa 3,4%. Những kết quả tốt hơn so sánh cảm biến báo cáo trước đây, với hiệu quả của phương pháp của chúng tôi để thiết kế bộ cảm biến.Từ khoá: xúc cảm biến, cảm biến mềm, lực lượng cảm biến, cảm biến Hall effect, từ trường, hyperelastic những, cao su silicone, di chuyển ít nhất là hình vuông, hiệu chuẩn, phương pháp thiết kế

Kết quả (Việt) 2:

Cảm biến xúc giác là rất cần thiết nếu robot để tương tác một cách an toàn với thế giới bên ngoài và để khéo léo điều khiển các vật. Cảm biến xúc giác hiện có những hạn chế hạn chế sử dụng của họ, đặc biệt là quá mỏng manh hoặc có hiệu suất hạn chế. Cảm biến xúc giác mềm lĩnh vực dựa trên từ trường cung cấp một cải tiến tiềm năng, là bền, chi phí thấp, băng thông chính xác và cao, nhưng họ là tương đối kém phát triển do tính phức tạp liên quan đến thiết kế và hiệu chuẩn. Bài viết này trình bày một phương pháp thiết kế chung của ba trục cảm biến xúc giác mềm lĩnh vực dựa trên từ tính, cho phép các nhà nghiên cứu dễ dàng phát triển các cảm biến xúc giác cụ thể cho một loạt các ứng dụng. Tất cả các khía cạnh (thiết kế, chế tạo, cân chỉnh và đánh giá) của sự phát triển của tri-trục cảm biến xúc giác mềm được trình bày và thảo luận. Một phương vuông ít nhất là di chuyển được sử dụng để tách và chuyển đổi tín hiệu từ trường để buộc đầu ra để loại bỏ sự phi tuyến tính và cross-talk tác. Một nghiên cứu trường hợp của một nguyên mẫu cảm biến xúc giác, MagOne, đã được phát triển. Đây đạt được độ phân giải 1,42 mN trong đo lực bình thường (0,71 mN trong lực cắt), tốt đầu ra lặp lại và đã có một lỗi trễ tối đa 3.4%. Những kết quả tốt hơn cảm biến so sánh báo cáo trước đó, làm nổi bật hiệu quả của các phương pháp của chúng tôi cho thiết kế cảm biến.

Từ khóa: cảm biến xúc giác, cảm biến mềm, cảm biến lực, cảm biến hiệu ứng Hall, từ trường, elastomer hyperelastic, cao su silicone, di chuyển vuông, hiệu chuẩn, phương pháp thiết kế ít nhất

Kết quả (Việt) 3:

Nếu robot có thể an toàn tiếp xúc với thế giới bên ngoài, khéo léo thao túng cảm biến xúc giác của vật thể là cần thiết.Hiện tại cảm xúc cảm biến có giới hạn, hạn chế sử dụng của họ, đặc biệt là hiệu suất quá dễ bị tổn thương hoặc hạn chế.Dựa trên cảm biến xúc giác mềm của từ trường cung cấp một khả năng cải tiến, là kéo dài, chi phí thấp, chính xác và băng thông cao, nhưng chúng là tương đối chậm, vì trong thiết kế và hiệu chỉnh những gì liên quan đến sự phức tạp.Tờ báo này được đưa ra dựa trên ba trục từ trường cảm biến xúc giác tính dẻo của phương pháp thiết kế chung, khiến các nhà nghiên cứu có thể dễ dàng phát triển các ứng dụng cụ thể cảm xúc cảm biến.Ba trục mềm xúc giác nhạy phát triển nhiều cách (thiết kế chế tạo, điều chỉnh và đánh giá) và thảo luận.Di chuyển bình phương tối thiểu là dùng để tách ra và chuyển đổi từ tín hiệu lực loại trừ phi tuyến tính cho kết xuất ảnh hưởng nhiễu xuyên âm.Xúc giác nhạy MagOne nguyên mẫu, một trường hợp nghiên cứu phát triển.Nó thực hiện một độ phân giải cho 1.42, bình thường phép đo lực (lực cắt 0.71, ở lực cắt), Goob output lặp đi lặp lại, và có một lỗi lạc hậu nhất cho 3.4%.Những kết quả này hơn cùng loại cảm biến báo cáo nhấn mạnh Chúng ta phương pháp hiệu quả, thiết kế cho bộ cảm biến.Doi: xúc giác nhạy cảm biến đo lực, mềm, Hall, cảm biến, từ trường, sức đàn hồi cao su, cao su silicone, di chuyển bình phương tối thiểu, cách phân ranh giới, thiết kế.