指环式组合阵列变送器及采用该变送器测量水下机械手触觉力的方法

摘要

本发明公开了一种指环式组合阵列变送器及采用该变送器测量水下机械手触觉力的方法，用于解决现有变送器实用性差的技术问题。技术方案是指环式组合阵列变送器为环形结构，其表面分布有39个力敏感单元。采用该变送器测量水下机械手触觉力的方法，将指环阵列变送器测量的触觉力信号与环境温度信号的信号调理、数据融合及真实触觉力通过第一信号输出电路与第二信号输出电路输出。其中信号调理电路实现力信号与温度信号的信号放大与RC滤波；数据采集电路通过分时与片选方式实现微控制器对所测量的触觉力信号与温度信号的数字量采集；微控制器完成力信号与温度信号的BP网络数据融合，实现真实触觉力输出，完成水下机械手触觉力的测量，实用性强。

主权项

一种指环式组合阵列变送器，其特征在于：骨架为圆环式结构，在变送器的下端有30°的空隙用来实现机械手手指的固定，在空隙处有两个方形平板相连，在每个平板上有两个圆形的通孔，用于固定变送器；骨架外侧分布有39个力敏感单元，对称分布于指环的表面；在力敏感单元之间均匀分布过孔；所述力敏感单元分为三层，包括固定层(1)、基层(3)和隔水层(7)；固定层(1)用于与机械手手指固定，为弹性钢结构；固定层(1)通过柔性连接装置(2)与基层(3)连接，基层(3)上表面是力敏感元件(4)，力敏感元件(4)通过硅胶垫(5)与隔水层(7)连接；固定层(1)与基层(3)之间留有空隙，固定层(1)上均匀分布有若干孔，工作时水自由进入固定层(1)与隔水层(7)之间形成相对压差；防水层(7)上有一个向外的凸起(6)，并且凸起面上有褶皱；固定层(1)、基层(3)和防水层(7)通过固定连接(9)固定；指环式组合阵列变送器包括组合阵列传感器网络、信号调理电路、数据采集电路、微控制器、第一信号输出电路和第二信号输出电路；所述组合阵列传感器网络由39个力敏感单元构成，每一个力测量单元包括力敏感元件与温度敏感元件；每一个力测量单元的力敏感元件配接一个惠斯登电桥电路，实现力信号到电信号的线性转换；信号调理电路对温度信号及力信号的放大以及滤波处理，数据采集电路将力信号与温度信号通过A/D转换实现数字量采集；微控制器将力信号与温度信号的BP网络数据融合，通过第一信号输出电路与第二信号输出电路实现真实力信号输出。