In this paper, we introduce a sensor designed for integration in robot fingers, where it can provide information on the displacements induced by external contact. Our sensor uses LEDs to sense the displacement between two plates connected by a transparent elastomer; when a force is applied to the finger, the elastomer displaces and the LED signals change. We show that using LEDs as both light emitters an receivers in this context provides high sensitivity, allowing such an emitter and receiver pairs to detect very small displacements. We characterize the standalone performance of the sensor by testing the ability of a supervised learning model to predict complete force and torque data from its raw signals, and obtain a mean error between 0.05 and 0.07 N across the three directions of force applied to the finger. Our method allows for finger-size packaging with no amplification electronics, low cost manufacturing, easy integration into a complete hand, and high overload shear forces and bending torques, suggesting future applicability to complete manipulation tasks.


翻译:本文介绍了一种专为集成于机器人手指而设计的传感器,该传感器能够提供由外部接触引起的位移信息。我们的传感器采用LED来感测由透明弹性体连接的两块板之间的位移;当手指受到外力作用时,弹性体发生位移,LED信号随之改变。我们证明,在此应用场景中将LED同时作为光源发射器与接收器使用,可实现高灵敏度,使得此类发射-接收器对能够检测极其微小的位移。我们通过监督学习模型从其原始信号预测完整力与扭矩数据的能力,来表征传感器的独立性能,并在施加于手指的三个方向力上获得了0.05至0.07 N的平均误差。该方法可实现手指尺寸的封装,无需放大电路,制造成本低廉,易于集成至完整手部系统,并能承受高过载剪切力与弯曲扭矩,预示着未来在完整操控任务中的应用潜力。

0
下载
关闭预览

相关内容

《空基机器人系统的传感器融合技术》美陆军最新58页
专知会员服务
30+阅读 · 2025年4月20日
灵巧手:人形机器人应用落地的关键
专知会员服务
22+阅读 · 2024年9月26日
【机器人】机器人PID控制
产业智能官
10+阅读 · 2018年11月25日
【紫冬分享】移动机器人视觉里程计综述
中国科学院自动化研究所
12+阅读 · 2018年10月31日
【前沿】凌空手势识别综述
科技导报
12+阅读 · 2017年8月17日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员