[发明专利]高解析触觉感测装置

说明书

技术领域

本发明是有关于一种触觉感测装置，特别是一种藉由改善接触物体之表面粗糙度以提升解析能力之高解析触觉感测装置。

背景技术

一般而言，触觉感测量测系统与人类手指的功能相似，当与物体接触时，可以知道所接触的物体表面的特征与其他物理性质信息，例如：作用力或压力的强度与空间分布、物体形状与位置、表面纹路质地、温度、柔软度或湿度等特征信息。随着现今科技的日渐蓬勃与发展，目前现有的触觉感测量测系统在工业领域中，已可大幅地应用于例如控制机器人动作(如抓取物体)、结合显示器用来作为触控输入设备、实现指纹辨识或虚拟现实(Virtual Reality)等用途。

其中，就应用层面而言，惟有能够提供精准且高分辨率的触觉感测，方能有助于准确地判断所接触物体的角度及方位，更俾利于提升触觉感测技术(Tactile Sensing Technology)的流畅度。更进一步而言，一个可靠的触觉传感器所讲求的，即是必须能够不受到外界环境变化的影响，使得感测功能可以在任何工作条件下皆保持精确的灵敏度水平。至于，环境中容易影响触觉感测的因素很多，大抵而言包括有：环境中的温度、湿度、接触界面的平滑度与否等等因素。而为了维持触觉传感器较佳的感测精度与解析能力，现有技术皆致力于降低环境中可能造成影响及干扰的因子。然而，这些改善通常效率不佳，或是提升的幅度相当有限，并无法有效地解决环境中造成触觉感测干扰及噪声的因素。

有鉴于此需求，同时为了提供一种具有较佳感测精度的触觉传感器，本发明人是有感先前技艺之可改善，且依据多年来从事此方面之相关经验，悉心观察且研究之，并配合学理之运用，而提出一种设计新颖且能有效提升触觉感测精度之本发明，其是揭露一种高解析之触觉感测装置，其具体之架构及实施方式将详述于下。

发明内容

为解决习知技术存在的问题，本发明之一目的是在于提供一种高解析触觉感测装置，其是针对现行的触觉传感器作一改良，相较于习知技术，此种新颖的高解析触觉感测装置是有助于提供较佳的检测效益与解析能力。

本发明之又一目的是在于提供一种高解析触觉感测装置，其是藉由提供一填平层，并利用填平层之平滑表面来改善与接触物体间的表面粗糙度，藉此降低因表面粗糙度所造成之干扰，进而提升触觉感测装置之感测精度与讯号解析能力。

本发明之再一目的是在于提供一种高解析触觉感测装置，此感测装置不仅可针对现有的触觉传感器进行改良与应用外，更可进一步地用于未来科技机械人手指触觉的解析能力，皆可应用本发明，在无形中提高本发明所能应用之范畴，并增进其产业应用性。

是以，本发明是揭露一种高解析触觉感测装置，用于接触一受测物体并感知其触觉。此种高解析触觉感测装置包括有一超音波组件、一缓冲层、以及一填平层。其中，超音波组件具有多个使用于发送及接收讯号之感测单元，以对受测物体进行侦测并提供感测结果。缓冲层是设置于超音波组件之表面。填平层是具有一平滑表面，并设置于缓冲层之表面，以显露出该平滑表面，并利用此平滑表面接触于受测物体，藉此降低与受测物体间因表面粗糙度所造成之干扰。

其中，根据本发明之实施例，所述之缓冲层的材质例如可为有机材料、无机材料、或以有机材料与无机材料混合制成之混成材料。

根据本发明之实施例，其中，所述之填平层的材质亦例如可为有机材料、无机材料、或以有机材料与无机材料混合制成之混成材料。

根据本发明之实施例，其中，所述之填平层的声抗值是大于1.2牛顿*秒/米³。

根据本发明之实施例，其中，所述之填平层的厚度是大于3微米。

根据本发明之实施例，其中，所述之填平层的表面铅笔硬度是大于3H。

根据本发明之实施例，其中，所述之填平层的表面粗糙度应大于缓冲层之表面粗糙度。再者，填平层之表面粗糙度应小于或等于10微米，至于，缓冲层之表面粗糙度则大于或等于3微米。

更进一步而言，为了完全去除与受测物体间因表面粗糙度所造成之干扰，本发明所使用之填平层之表面粗糙度更可进一步地透过一软件进行补偿，例如将表面粗糙度当成背景值扣除，则亦可用以实施本发明之发明目的。

底下藉由具体实施例配合所附的图式详加说明，当更容易了解本发明之目的、技术内容、特点及其所达成之功效。

附图说明

图1是为一习见触觉传感器之结构示意图。

图2是为根据本发明实施例之高解析触觉感测装置之结构示意图。