[发明专利]人工皮肤及弹性应变传感器

权利要求书

1.一种用于对沿应变轴的应变进行传感的弹性应变传感器，所述应变传感器包含：

具有两个以上通道的弹性材料，每一通道由第一末端延伸至第二末端，所述通道平行于所述应变轴；

至少一个弯曲部分，所述弯曲部分将第一通道的所述第一末端连接至第二通道的所述第一末端，其中，所述弯曲部分沿垂直于所述应变轴的轴具有大的截面区域；以及

导电液体，所述导电液体自至少所述第一通道的所述第二末端经所述弯曲部分连续延伸至所述第二通道的所述第二末端；

其中，所述应变确定为所述第一通道和所述第二通道内的导电液体的电阻的函数。

2.如权利要求1所述的弹性应变传感器，其中，所述导电液体为导电液态金属。

3.如权利要求1所述的弹性应变传感器，其中，所述导电液体包括共晶镓-铟。

4.如权利要求1所述的弹性应变传感器，其中，每一通道为约250微米宽，所述弯曲部分的截面区域为至少1毫米宽。

5.如权利要求1所述的弹性应变传感器，所述应变传感器进一步包含至少一个下述弯曲部分，所述弯曲部分将所述第二通道的所述第二末端连接至第三通道的所述第二末端，其中，所述弯曲部分沿垂直于所述应变轴的轴具有大的截面区域。

6.如权利要求1所述的弹性应变传感器，其中，所述应变传感器包含N个通道和N-1个弯曲部分，其中N为整数。

7.一种用于对沿第一轴和第二轴的应变进行传感的弹性应变传感器，所述应变传感器包含：

权利要求1-6中任一项所述的第一弹性应变传感器，其中，所述第一弹性应变传感器的应变轴沿所述第一轴延伸；

权利要求1-6中任一项所述的第二弹性应变传感器，其中，所述第二弹性应变传感器的应变轴沿所述第二轴延伸；并且

其中，所述第一轴不与所述第二轴平行、并与所述第二轴交叉，并且所述第一弹性应变传感器的所述弹性材料结合至所述第二弹性应变传感器的所述弹性材料。

8.如权利要求7所述的弹性应变传感器，其中，所述第一弹性应变传感器与所述第二弹性应变传感器叠加。

9.一种包含一个或多个权利要求1-8中任一项所述弹性应变传感器的人工皮肤。

10.一种用于对沿第一轴和第二轴的应变以及表面上的压强进行传感的弹性传感器，所述传感器包含：

权利要求1-6中任一项所述的第一弹性应变传感器，其中，所述第一弹性应变传感器的应变轴沿所述第一轴延伸；

权利要求1-6中任一项所述的第二弹性应变传感器，其中，所述第二弹性应变传感器的应变轴沿所述第二轴延伸；

弹性压强传感器，所述压强传感器包含：具有以图案排列的通道的弹性材料，所述图案设置为测量施加于表面部分的压强；导电液体，所述导电液体自所述通道的第一末端连续延伸至第二末端；其中，使得所述弹性材料沿平行于所述表面的轴发生应变不会引起所述通道内所述导电液体的电阻的改变；并且

其中，所述图案在下述区域延伸，所述区域包括所述第一轴和所述第二轴的交叉；并且

其中，所述第一弹性应变传感器的所述弹性材料结合至所述第二弹性应变传感器的所述弹性材料，且所述弹性压强传感器的所述弹性材料结合至所述第一弹性应变传感器的所述弹性材料。

11.如权利要求10所述的弹性传感器，其中，所述弹性压强传感器中的所述导电液体是导电液态金属。

12.如权利要求10所述的弹性传感器，其中，所述弹性压强传感器中的所述导电液体包括共晶镓-铟。

13.一种用于对第一肢体相对于第二肢体的角度进行传感的关节传感器，其中，两个肢体均连接至所述关节，所述关节传感器包含：

适于对沿应变轴的应变进行传感的弹性应变传感器，所述弹性应变传感器在沿所述应变轴的第一位置处具有第一末端，在第二位置处具有第二末端，所述第二位置与所述第一位置相距第一距离；

其中，所述弹性应变传感器的所述第一末端附着至所述第一肢体，所述弹性应变传感器的所述第二末端附着至所述第二肢体，从而可作为沿所述弹性应变传感器的所述应变轴的应变的函数，来确定所述关节的角度。