摘要
尽管在过去几十年里，机器人和自动化领域取得了显著的进展，但在短期内实现在变化环境下全自主机器人的研制目标是困难的。因此，当前智能机器人研究的重点应从全自主作业技术转向人机协同交互技术。为了让操作者能够自然便捷地控制机器人，提升他们的交互体验，越来越多的人机交互界面采用了柔性触觉传感器构成，用于机器人运动控制。 以触觉传感器作为人机交互界面，可以让交互过程更加准确，反应速度更加灵敏。传统基于电池式的触觉传感器存在使用寿命短、容量有限、需要定期的充电和更换、环境风险大等固有缺陷。因此，从环境中收集能量实现触觉传感器的脱离电池束缚和可持续运行成为必然趋势。如果能利用工频电场这种分布广泛的能量为触觉传感器供能，将使触觉传感器摆脱电池的束缚，更好的向柔性的人机交互界面发展。 本文针通过设计制造各类触觉传感器，并将其制作成人机交互界面，将人的智能决策实时的融入到机器人的自主控制。本文主要研究工作如下： （1）设计了一种柔性单点触觉感知元件，通过工频电场直接产生电信号，在实现脱离电池束缚的基础上，极大地减少了电极数量，由纸质基板和碳基电阻构成的结构具有良好的柔性和可穿戴性。 （2）提出了一种多点触觉感知元件，利用工频电场直接产生电信号，利用梯度电阻进行分压，实现了单点或多点同时触摸时的位置识别；利用多点触觉感知元件搭建的人机交互界面对机器人单腿和四足机器人的运动控制有着良好的效果。 （3）提出了一种利用工频电场直接产生电信号，利用“S”型电阻进行滑动位置和滑动方向的识别的滑动触觉感知元件，利用滑动触觉感知元件搭建的人机交互界面，可以对机器人单腿进行以足端为基准的运动控制。
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