[发明专利]压力传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力传感器，特别是一种采用导电橡胶为材质之一的压力传感器。

背景技术

随着微电脑技术的突飞猛进及电子产业的高度发展，机器人（Robot）已成为一种新兴产业，在当代工业中，机器人已能够取代或协助人类进行高危险性工作，如：组装、喷漆、焊接、高温铸锻等，甚至是医疗救援、娱乐服务、军事保全与太空探索等领域，亦使用了诸多机器人设备，根据IFR（International Federation of Robotics）所提供的统计资料，2010年全球机器人的消费市场已达到350亿美元，其中产业用机器人的销售额约为190亿美元，服务型机器人的销售额则约为160亿美元，因此，为能设计出更为适用与高效能的机器人设备，现今已出现各种机器人竞赛，例如：WRO国际奥林匹克机器人大赛、FLL OIC(Open International Championship)高雄世界杯机器人大赛、PMC机器人创意竞赛、香港青少年机器人世界杯（RCJHK），且众多生产者亦纷纷针对机器人的各部位结构进行改良，以能满足产业上的各种需求。

一般而言，机器人产业的发展大抵朝向专业应用为主，但随着社会结构的变化，如：老年人口增加、小家庭数量上升等，服务型机器人亦逐渐获得生产者与消费者的重视。服务型机器人的整体外观大多被设计成近似人类，具备四肢及五官等特征，故生产者的研发重点主要着落于“灵巧手掌、安全感知、敏捷移动、智慧控制”等四大方面。然而，由于机器人并不具备人类的神经系统，无法依据其听觉、触觉及视觉进行动作上的调整，因此在前述四大方向的控制上并不理想，以机器人的“敏捷移动”要求为例，如图1所示，传统的双足机器人藉由两脚掌11、12行走于非平坦的地面10上时，若其中一脚掌11踩踏至地面10的隆起处101，由于双足机器人的控制单元未得知该脚掌11仅有局部碰触到隆起处101，故当机器人抬起另一脚掌12后，双足式机器人的全身重量将会落至该脚掌11上，由于该脚掌11绝大部分皆为悬空状态，故会造成该双足式机器人的重心不稳，而发生晃动甚至是摔倒等情形，不仅严重影响双足式机器人在行走上的流畅性，更可能导致双足式机器人损坏。此外，除了前述地面10隆起的情况外，当地面10具有凹陷处时，在双足式机器人的其中一脚掌11、12踩踏至凹陷处后，同样会发生重心不稳的问题，导致双足式机器人整体倾斜而摔倒。同理，当机器人欲以手掌抓持住一较易变形的物件（如：水杯、纸盒）时，由于机器人无法判断出目前施力的大小是否适当，故很容易因施力过重而破坏对象，或因施力过轻而摔落对象，造成其动作上的局限。

综上所述，目前虽然有生产者以纳米微粒层设计出用于机器人的感应器，并在医疗领域中亦已研发出可感应触觉的电子皮肤，然而，无论是感应器或电子皮肤，其感测方式及内部结构皆过于复杂，需要极为精密的电子控制系统，且其生产成本亦过于高昂，难以普及推广。因此，如何设计出一种压力传感器，除能准确地感测出机器人所受的外力，尚具备结构简单及成本低廉等优点，即成为本发明在此需要解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能准确判断外力大小，且结构简单、成本低的压力传感器。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种压力传感器，包括位于该压力传感器一侧的二个连接组件，所述连接组件之间间隔有第一间距，且与一电子装置相电气连接，所述连接组件分别与一导电橡胶制成的感应组件的两端电气连接，以导通电子装置传来的电流，并在连接组件之间形成一电位差，所述感应组件的中段部分是弯折为回形的感应部，该感应部位于压力传感器的另一侧，且相邻的感应部之间分别间隔有第二间距，在压力传感器受到外力挤压的情况下，各感应部将因感应组件受力所产生的弹性变形，而改变感应组件上的电流传输路径以及电阻值。

本发明所述感应部被包覆于一绝缘壳体中。

本发明所述绝缘壳体由弹性材质构成，其内部设有一容置感应组件的容置空间，该感应组件的两端穿过绝缘壳体的顶部，并与连接组件露出至绝缘壳体外。

本发明所述连接组件由弹性橡胶构成，且连接组件与感应组件一体成型。

本发明所述连接组件上分别凹设有一凹陷部，该凹陷部的直径小于连接组件的两端，且与电子装置中电路板上的穿孔匹配并相卡嵌，使压力传感器稳固地定位至电路板上，并与电路板上的电子线路相电气连接。

本发明所述感应部的形变方向为沿压力传感器的轴线方向。