摩擦觸覺感知機理與靈巧抓取應用

定　價：￥119.00

作　者：	李遠哲
出版社：	清華大學出版社
叢編項：
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787302678960	出版時間：	2025-05-01	包裝：	精裝
開本：	16開	頁數(shù)：		字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　觸覺不僅是人進行感知與交互的重要生理功能，也是機器人實現(xiàn)精確運動、靈巧抓取和人機交互的重要基礎。對人手的觸覺感知和靈巧抓取行為的深入研究，將極大啟發(fā)和促進機器人觸覺傳感與物體操縱技術的發(fā)展。目前，人們對觸覺的生理學基礎已經(jīng)有了比較系統(tǒng)的認識，但是對觸覺感知與皮膚界面力學的關系的認識卻不夠深入。本書圍繞人手摩擦觸覺感知機理與機械手靈巧抓取應用，以水介質(zhì)中固體摩擦行為機理為理論基礎，以界面接觸力的高時空分辨表征方法為技術支撐，系統(tǒng)開展了人手抓取過程的摩擦觸覺感知機理與抓取反饋控制策略研究，并基于揭示的感知機理、控制策略和設計的觸覺傳感裝置，實現(xiàn)了觸覺反饋的機械手靈巧抓取應用。本書所展示的研究工作內(nèi)容豐富詳實，涉及理論研究、技術研究、應用研究等多個方面，充分體現(xiàn)了多學科交叉融合的特點。本書對于摩擦學、表界面科學、觸覺機理、視觸覺傳感技術等相關領域的研究人員和學者具有較為廣泛的借鑒啟發(fā)意義。

作者簡介

　　李遠哲，1996年3月出生于河南省駐馬店市泌陽縣。2013年9月考入西安交通大學機械工程學院機械工程專業(yè)，2017年7月本科畢業(yè)并獲得工學學士學位。2017年9月免試進入清華大學機械工程系攻讀博士學位，導師為田煜教授，2022年7月畢業(yè)并獲得工學博士學位。博士期間發(fā)表包括《Science Advances》在內(nèi)多篇SCI論文，博士學位論文獲2022年清華大學優(yōu)秀博士學位論文。2022年9月至今，于日本東京大學機械工程系從事博士后特任研究員工作，研究興趣包括摩擦學、觸覺傳感、傳熱學等。

圖書目錄

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(wěn)態(tài)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(nèi)容
1.5.1問題分析
1.5.2研究內(nèi)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硅膠樣品的制備
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(huán)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(tǒng)
2.5.1結構與硬件組成
2.5.2基本圖像處理算法
2.5.3基于圖像的形變場測量
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(tài)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(zhì)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章基于立體視覺的界面三維接觸應力動態(tài)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?？臻g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基于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基于界面微滑的抓取反饋機制
5.4本章小結
第6章基于視觸覺傳感的機械手靈巧抓取
6.1引言
6.2基于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基于雙目視覺的空間位姿求解
6.2.3基于特征擬合的多軸力測量
6.2.4性能表征與評估
6.3基于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(jù)
6.3.3滑移判據(jù)的驗證
6.4摩擦觸覺反饋的靈巧抓取系統(tǒng)
6.4.1基于多軸力傳感的變質(zhì)量物體抓取
6.4.2基于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(chuàng)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