国家自然科学基金(51303062)
- 作品数：9 被引量：46H指数：4
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- 相关机构：吉林大学长春医学高等专科学校山西工程职业技术学院更多>>
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- 基于PVDF压电薄膜的新型电子皮肤研究被引量：1
- 2018年
- 电子皮肤具有和人体皮肤相似的功能,可以对机械、温度、化学、生物和光学等刺激做出应激反应。聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜不仅具有压电性、热电性和铁电性,而且还具有生物兼容性、柔韧性、高稳定性和抗腐蚀性,是制作电子皮肤的最佳材料。本研究以仿生学为基础,以厚度20μm(与人体皮肤的厚度近似)的PVDF薄膜作为电子皮肤的智能敏感元件,设计了具有压电性能和热电性能的新型电子皮肤。利用ANSYS软件建立仿真模型,验证了电子皮肤的热电性和压电性,确定了电子皮肤的最佳内径为4mm,正常的工作温度在0~80℃。
- 肖占胜
- 关键词：聚偏氟乙烯仿生热电性压电性
- 基于PVDF的呼吸信号检测腰带研究被引量：13
- 2014年
- 针对人体睡眠状态呼吸信号检测的重要性,基于聚偏氟乙烯(PVDF)的正压电效应,研制了一种呼吸信号检测装置。装置前端由PVDF压电薄膜和可伸缩腰带组成,为获得稳定的呼吸信号,在压电薄膜和腰带间引入弹性结构。针对传感器输出端呼吸信号提取,设计了高品质、灵活的信号处理电路。测试结果表明,该装置检测的呼吸信号波形以周期性形态呈现,稳定性好,满足实际检测需要。
- 凌振宝齐晓慧李伟娜辛毅蔡靖
- 关键词：压电薄膜睡眠状态
- PVDF触滑觉传感器结构及其调理电路设计被引量：15
- 2014年
- 应用聚偏二氟乙烯(PVDF)压电薄膜作为敏感材料,通过结构设计增加PVDF薄膜传感器的微振动信号响应,制作了新型触滑觉传感器。采用CA3140作为电荷放大器对PVDF压电薄膜传感器的电荷变化进行放大,再通过电压放大、工频陷波及低通滤波处理,调理分辨出直观的触觉信号和滑觉信号。测试结果通过示波器观察可明显分辨出触觉信号和滑觉信号。
- 辛毅杨庆雨郑浩田蒋琪
- 关键词：压电效应信号调理
- 基于多传感器数据融合的仿生机械手研究被引量：9
- 2017年
- 针对大多数的机械手只能重复执行固定动作,无法自调整和软抓取等特点,设计了基于多传感器数据融合技术的12自由度仿生机械手。机械手利用聚偏氟乙烯(PVDF)传感器采集4根手指的电荷信号,通过电荷/电压(Q/U)转换、调理、采集电路,提取有用信号送至控制器中并对触、滑、热觉和物体空间状态信息进行融合,获得进一步动作指令,控制机械手调整抓握方式。经过测试分析,设计的机械手可在0.5s内抓取任意不规则形状及如生鸡蛋等脆性较高等物体,通过融合信息反映出物体的大致形状,实现机械手的仿生功能。
- 千承辉李芮林李冰洋胡梦媛辛毅
- 关键词：信息融合多自由度压电薄膜传感器三维建模
- 基于聚偏氟乙烯的柔性呼吸传感器研制和性能研究被引量：2
- 2019年
- 鉴于睡眠呼吸暂停综合症实时监测的必要性,设计了一种基于聚偏氟乙烯(PVDF)的便携式柔性呼吸传感器。采用环膜结构作为整体结构,以亲肤凝胶为基底,粘贴在人体腹部。利用ANSYS Workbench 18.0的ACTPiezoAndMEMS-v180.1压电分析模块对PVDF环膜结构进行应力变形分析,找出能够产生最大变形效应的拱高作为最佳设计结构,旨在采集最强呼吸信号。另外通过信号调理电路放大采集信号,输出标准的呼吸电压信号。经过人体佩戴测试,得出正常呼吸波形图和呼吸暂停波形图。测试波形数据结果显示:该传感器测量准确,可实现家庭就地实时监控,为后续该结构在家庭监护方向的推广提供了依据,也为与之配套的监控系统开发奠定了基础。
- 薛君辛毅
- 关键词：ANSYS聚偏氟乙烯
- 基于LabVIEW的PVDF压电薄膜触滑觉识别系统被引量：13
- 2015年
- 利用聚偏二氟乙烯(PVDF)压电薄膜的柔性特点和压电敏感特性,设计并构建了基于LabVIEW的PVDF触滑觉识别系统,该系统由传感器,信号采集模块及LabVIEW信号处理显示3个模块组成。该文分别设计了触、滑觉传感器、信号调理电路及LabVIEW人机对话窗口,并进行了触、滑觉识别实验。实验结果表明,该系统能灵敏、准确的识别触觉和滑觉。
- 辛毅田红英蒋琪齐晓慧郭超李想郑浩田杨庆雨齐国臣
- 关键词：信号调理电路LABVIEW
- 基于PVDF压电薄膜的仿生触觉检测系统研究被引量：4
- 2019年
- 为了提高触觉传感器的灵敏度,依据聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜压电效应的基本原理,结合人体皮肤生理结构层仿生学,设计双凸点拱形结构传感器,优化集成信号调理电路,设计上位机LabVIEW数据分析处理程序,提出一种基于PVDF压电薄膜的仿生触觉检测系统。针对不同结构传感器测试分析,使用Origin软件对采集数据进行处理,验证了双凸点拱形结构传感器滑觉信号检测灵敏度最佳,是无凸点拱形传感器的1.36倍、上凸点拱形传感器的1.19倍。实验表明,该系统可检测判断触滑热觉信号,实现触觉传感器的仿生皮肤功能。
- 辛毅徐洋朱剑锋刘涛李永超刘丽双
- 关键词：仿生学信号调理电路LABVIEW软件
- 基于压电薄膜传感器的软抓取机械手研究被引量：3
- 2016年
- 基于压电效应和热电效应的新型薄膜传感器聚偏氟乙烯(PVDF)设计软抓取机械手,通过采集对抓取和释放过程中电荷量的变化判断抓取状态,利用模糊控制理论调控舵机实现软抓取功能。抓取质量小于1kg,体积小于10-3 m3的物体,平稳移动0.6m到达指定位置,偏移误差小于3cm;加入热觉感知功能,温度高于60℃时仿生机械手会自动弹开。基于压电薄膜传感器的软抓取机械手克服了传统机械手无法自主判断夹持力度的弊端,提高了仿生功能。
- 千承辉刘洪立姜曜李书豪辛毅
- 关键词：压电效应热电效应
- 基于压电薄膜的多信息触觉检测系统
- 2020年
- 为模拟人类触觉感知功能,实现智能触觉,研制了一种基于聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜的多信息触觉检测系统,初步实现了对物体表面柔软度、黏性、纹理粗糙度、纹理规律性、热度5种维度信息的检测识别。该触觉检测系统利用凸点型压电薄膜传感器获取物体表面信息,上位机对采样信号进行数字滤波、特征提取及特征分类,最终得到物体表面特性信息,并绘出物体表面特性五感图。其中纹理粗糙度采用主频率识别方法,利用傅里叶变换(FFT)进行特征提取。实验结果表明,该系统能够有效区分被测物体表面信息。
- 惠乾鑫高鑫宇崔猛辛毅
