[发明专利]多功能触觉感测装置

说明书

技术领域

本发明是有关于一种触觉感测装置，特别是一种可同时侦测影像及压力的多功能触觉感测装置。

背景技术

描述被发明所基于的背景技术。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。

一般而言，现有技术在工业领域中，极具代表性的一种非侵入式检查方法的一即为超音波传感器。一般而言，超音波传感器是由赋予电压于具有电性或机械等变换效率的压电组件者，从而使传感器所产生的超音波传递于检查的对象物中，利用超音波在物质的边界面等反射的性质，将经由其一部份的反射波的振动，再次经由压电组件而变换成电压，以作为收录、图像化、或影像化进行检查的方法。

目前，举凡厚度为200毫米程度的厚构造物，乃至数毫米程度的薄构造物，都可藉由现有的超音波传感器进行检查。然而，值得注意的是，现今的科技背景，大多讲求多功能，并且同时注重不同技术间的彼此整合性；当应用超音波传感器至触觉感测领域中时，则若要同时达到感测检查的对象物的影像及所承受的压力时，则多半需要使用到两种以上的传感器来完成，有鉴于此，随着传感器所需整合的数量与功能越趋庞大，则整体感测设备的负担，包括：系统整合性、复杂度、及制作成本，也都将随的遽增，无疑成为现有技术中相当严重的一项问题。

缘是，为了解决现有技术存有的众多缺失，本发明人有感上述缺失的可改善，且依据多年来从事此方面的相关经验，悉心观察且研究的，并配合学理的运用，而提出一种设计新颖且有效改善上述缺失的本发明，其是揭露一种可同时侦测影像及压力于一体的多功能触觉感测装置，其具体的架构及实施方式将详述于下。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明的一目的是在于提供一种多功能触觉感测装置，其是针对现行的触觉传感器作一改良，相较于现有技术，此种新颖的触觉感测装置是有助于提供较佳的系统整合性与检测多功能性。

本发明的又一目的是在于提供一种多功能触觉感测装置，此种触觉感测装置主要是利用一超音波组件搭配与的连接的一中介缓冲层作为触觉传感器，由于此种触觉传感器同时可兼具有影像侦测与压力侦测的功能，故是为一成功的多功能触觉感测装置。

本发明的再一目的是在于提供一种多功能触觉感测装置，其中利用超音波组件侦测接触物体所显示的结果主要会因压力的不同，而产生不同的输出影像。故本发明是可利用此影像差异，达到同时侦测影像及压力的目的，使其成为多功能的触觉感测装置，经实务证实，利用本发明所揭露的触觉感测装置可兼具高度侦测效益及优良的系统整合性等功效。

是以，本发明是揭露一种多功能触觉感测装置，其包括：一超音波组件，具有多个使用于发送及接收讯号的感测单元，以对一接触物体进行侦测；一中介缓冲层，设置于所述的超音波组件与接触物体之间；以及一输出组件，连接超音波组件。其中，输出组件是根据超音波组件的侦测结果产生至少一输出影像，并比对该输出影像于一参考影像，以查找出接触物体所承受的压力。

根据本发明的实施例，其中所述的中介缓冲层更包括一第一材料层与一第二材料层，第一材料层是邻近设置于接触物体，第二材料层则设置于第一材料层与超音波组件之间。在一实施例中，第一材料层与第二材料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的混成材料。除此的外，第一材料层与第二材料层的厚度总和是应小于5毫米；第一材料层与第二材料层的声抗值是应分别大于1.2牛顿*秒/米³；第二材料层的剥离力是大于1千克力/厘米²。

再者，根据本发明的实施例，本发明所揭露的多功能触觉感测装置更包括有一第三材料层，其中，相对于前述的第二材料层，第三材料层是设置于超音波组件的另一侧面上。在一实施例中，第三材料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的混成材料；第三材料层的厚度是大于或等于1毫米；第三材料层的声抗值应小于1.5牛顿*秒/米³。