《智能機器人與傳感器》教案課程單元設(shè)計13 - 觸覺（滑覺傳感器）

PAGEPAGE2《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》一、教案頭本次課標(biāo)題：觸覺相關(guān)--滑覺傳感器授課班級16電子信息3-1上課時間課時：2上課地點知行樓5-413教學(xué)目標(biāo)能力（技能）目標(biāo)知識目標(biāo)1、能敘述滑覺傳感器在機器手爪的應(yīng)用2、能敘述滑覺傳感器的種類，及大小、性能等特點3、能敘述力敏導(dǎo)電橡膠的工作原理及其應(yīng)用場合1、熟練掌握滑覺傳感器的功能及在機器人手爪中的應(yīng)用；2、熟練掌握壓力傳感器及滑覺傳感器在手爪中的安裝；3、熟練掌握球式滑覺傳感器的工作原理；4、熟練掌握力敏導(dǎo)電橡膠（人工皮膚）的工作原理；5、熟練掌握基于力敏導(dǎo)電橡膠的滑覺傳感器；能力訓(xùn)練任務(wù)及案例參考資料【1】郭彤穎，張輝，《機器人傳感器及其信息融合技術(shù)》，化學(xué)工業(yè)出版社，ISBN：9787122283658，2017年1月【2】賈海瀛,《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》，ISBN:9787040422658，高等教育出版社，2015年9月【3】馬云輝等,《利用滑覺傳感器實現(xiàn)機器人握力自適應(yīng)控制》,傳感器技術(shù)，1994第一期【4】向婷，陳進軍，《利用新型壓阻觸滑覺傳感器軟抓取機械手的研究》，制造業(yè)工業(yè)化，2013年，第35卷，第3期【5】樹莓派官網(wǎng)：/【6】SPI庫下載地址:/doceme/py-spidev二、教學(xué)設(shè)計步驟教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法教學(xué)手段學(xué)生活動時間分配告知（教學(xué)內(nèi)容、目的）1、滑覺傳感器的功能及在機器人手爪中的應(yīng)用；2、壓力傳感器及滑覺傳感器在手爪中的安裝；3、球式滑覺傳感器的工作原理；4、力敏導(dǎo)電橡膠（人工皮膚）的工作原理；5、基于力敏導(dǎo)電橡膠的滑覺傳感器；教師主講多媒體聽講解6分鐘引入（任務(wù)項目）前一課的壓力傳感器返回的數(shù)據(jù)對抓取特點的物體（如雞蛋）是具有一定的意義。如果目標(biāo)是蘋果，又沒有測試數(shù)據(jù)的情況下，機器人是不知道用多大力量去抓取。這時候就需要用到滑覺傳感器，先使用小的力去抓，如果舉起過程中發(fā)生滑動，增加力量，直到不發(fā)生滑動為止。教師主講多媒體聽講解2分鐘操練（掌握初步或基本能力）1、講解滑覺傳感器的功能及在機器人手爪中的應(yīng)用；2、講解壓力傳感器及滑覺傳感器在手爪中的安裝；3、講解球式滑覺傳感器的工作原理；教師主講多媒體聽講解30分鐘深化（加深對基本能力的體會）1、講解力敏導(dǎo)電橡膠（人工皮膚）的工作原理；2、講解基于力敏導(dǎo)電橡膠的滑覺傳感器；教師主講多媒體聽講解20分鐘歸納(知識和能力)這里介紹了兩種方法得到運動狀態(tài)：測小球滾動以及偵測力敏橡膠表現(xiàn)出來的電壓電流的變化。對于機器手抓的滑動偵測，類似于鼠標(biāo)的滑輪、光電鼠標(biāo)的圖像分析等技術(shù)應(yīng)該都是可以用上的。師生互動小組討論討論小組討論8分鐘訓(xùn)練鞏固拓展檢驗介紹更多可用于機器爪的滑覺傳感器。教師主講多媒體聽講解3分鐘總結(jié)機器手爪有兩種，第一種是無力反饋的硬抓??；第二種是借助如壓力傳感器以及滑覺傳感器提供反饋信號的軟抓取。更多的精力放在第二種的研究上，讓機器人手爪能抓