[发明专利]一种仿人型机器人灵巧手指尖用柔顺性触觉传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种仿人型机器人灵巧手指尖用触觉传感器。

背景技术

触觉传感器的分类方法有多种。如按工作原理分类法、按应用领域分类法、 按结构形式分类法和按制作工艺分类法等。其中按工作原理分类，可分为：压 阻式、电容式、压电式、光电式、电磁式、超声传感式和电阻应变式等等。在 机器人灵巧手领域，应用的触觉传感器以压阻式和光电式居多。其中光电式触 觉传感器无法制作成具有整体柔顺性的触觉传感器；压阻式柔顺性触觉传感器 大多数都是仅仅具有柔顺的外表，而缺乏整体柔顺性。而具有整体柔顺性的压 阻式触觉传感器，往往因成本很高和耐冲击性差等原因，限制了其在应用领域 的推广。

发明内容

本发明的目的是提供一种仿人型机器人灵巧手指尖用柔顺性触觉传感器， 以解决在机器人灵巧手领域中，采用光电式触觉传感器无法制作成具有整体柔 顺性的触觉传感器；而压阻式触觉传感器不是缺乏整体柔顺性，就是成本高、 耐冲击性差的问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明所述触觉传感器从 上至下依次由柔顺性保护层、柔顺性压阻敏感层和柔顺性衬底层组成，所述柔 顺性压阻敏感层由粘接胶和压敏导电橡胶体组成，所述柔顺性衬底层由衬底、 多个电极对和信号输入输出接头组成，所述信号输入输出接头由补强层和十三 个电压输入输出管脚组成，所述十三个电压输入输出管脚由五个电压输出管脚 和八个电压输入管脚组成，所述柔顺性保护层与柔顺性压阻敏感层粘接，所述 触觉传感器从顶端至底端依次划分为四个区域，所述四个区域分别是信号引出 区域、圆柱曲面拟合区域、椭球曲面拟合区域和圆锥曲面拟合区域，所述圆柱 曲面拟合区域的水平截面形状为半圆削顶形，所述椭球曲面拟合区域的水平截 面形状由位于其中间的梯形区域和位于梯形区域左侧和右侧的两个曲面区域 三部分构成，所述曲面区域由第一圆弧线、第二圆弧线、竖直线、第一斜线和 第二斜线围成，所述第一圆弧线与梯形区域相邻，所述竖直线的两端分别与第 一圆弧线的底端和梯形区域的底端连接，所述第一圆弧线的顶端通过第一斜 线、第二斜线与第二圆弧线的顶端连接，第一圆弧线和第二圆弧线为向梯形区 域方向凸出的非同心、非等径圆弧线，所述圆锥曲面拟合区域的水平截面形状 为长方形，所述补强层粘接在衬底的上表面上且位于信号引出区域的顶端，衬 底的上表面上刻有多个电极对，且多个电极对分别位于圆柱曲面拟合区域、椭 球曲面拟合区域和圆锥曲面拟合区域内，衬底的下表面的顶端由右至左依次排 列刻有五个电压输出管脚和八个电压输入管脚，每个电极对由E型电压输出电 极和∏型电压输入电极组成，所述E型电压输出电极的开口方向朝下，所述∏ 型电压输入电极的开口方向朝上，多个E型电压输出电极分成五个组，多个∏ 型电压输入电极分成八个组，每个E型电压输出电极组内的各E型电压输出 电极并联后与相对应的电压输出管脚连接，每个∏型电压输入电极组内的各∏ 型电压输入电极并联后与相对应的电压输入管脚连接，衬底的上表面上设置有 压敏导电橡胶体，所述压敏导电橡胶体由十块组成，即在圆柱曲面拟合区域内 的电极对上放置两块压敏导电橡胶体；在梯形区域内的电极对上放置一块压敏 导电橡胶体；在每个曲面区域内的电极对上放置一块压敏导电橡胶体；在圆锥 曲面拟合区域内的电极对上放置五块压敏导电橡胶体，放置在梯形区域内的压 敏导电橡胶体与放置在圆锥曲面拟合区域内中间位置的压敏导电橡胶体制成 一体，每块压敏导电橡胶体的侧面涂抹粘接胶，柔顺性压阻敏感层通过涂抹在 每块压敏导电橡胶体下边缘上的粘接胶与柔顺性衬底层粘接。