7.6.2. Тактильные датчики проскальзывания

Отдельную группу тактильных средств очувствления составляют информацион­ные устройства регистрирующие факт проскальзывания предмета относительно рабочей поверхности. В робототехнике тактильные датчики проскальзывания устанавливаются в за­хватное устройство и используются для обеспечения заданного усилия сжатия, особенно при манипулировании хрупкими пре­д­метами. Для определения пе­ре­меще­ние объекта относительно пальцев схвата используются три основных принципа:

• измерения вибраций, возникающих при проскальзывании объектов (с помощью ДДВ или методом вихревых токов);

• преобразования линейного перемещения предмета во вращательное движение датчика угла поворота;

• определения градиента изменения давления между губками.

Наибольшее распространение получили тактильные датчики первого типа (рис 7.31). В качестве ЧЭ датчика служит сапфировая игла, вибрации которой передаются пьезоэлементу. ТД монтируется в пальце схвата, так, чтобы острие иглы касалось захваченного объекта. Тогда, в случае проскальзывания объекта вибрация иглы вызовет соответствующий электрический сигнал. Основным достоинством тактильных датчиков проска­льзывания является высокое быстродействие (время срабатывания не превышает 0,1 мкс).

Характеристики некоторых моделей тактильных датчиков приведены в табл. 7.8.

Таблица 7.8. Примеры промышленных тактильных датчиков

Модель	Тип	Материал	Шаг, мм	Диапазон, Н (мм)	Размеры, мм	m, кг
Onera - 3	Точечный	ТР (КНС)		0,01 ... 100	472	0,01
LTS - 200	Матричный 1616	эластомер	2,0	0,2 ... 112	442816	0,1
BRS/UCV	Матричный 256 256	PVF2 + оптика	0,07		584418	0,2
ДВТ - 5	Проскальзывания	электромагнитный		( 5)	403025	0,05

Примечание. Модели разработаны во Франции, США, Англии и России, соответственно.

В завершение подведем некоторые итоги. Принципы обработки тактильной информации для одиночных и матричных датчиков различны. В первом случае, речь идет, по сути, об одномерном силовом датчике, вторые по своему характеру приближаются к оптическим матрицам малой разрешающей способности. Во всех случаях, обработка данных проводится в два этапа: предварительная обработка (обычно это преобразование, выполняемое непосредственно датчиком) и распознавание тактильного образа (осуще­ствляется программными средствами). Задачи, в которых используются матричные тактильные датчики, во многом подобны распознаванию образов. Сложность обработки данных возрастает при наличии шумовых факторов. Поэтому, большинство успешных экспериментов в этой области проводилось с предметами про­с­­той геометрической формы - шарами, кубами, цилиндрами и т.д. Некоторые обнадеживающие результаты достигнуты в ор­топедии французами М. Брио и М. Рено, при разработке протезов конечностей, а также в задачах определении трехмерной формы отпечатков стопы и ладони.