[实用新型]低密度仿生触摸皮肤组件

说明书

本实用新型提出了一种低密度仿生触摸皮肤组件，由硅胶皮肤层、导电橡胶层、触摸电路层组成，导电橡胶层包括导电橡胶块和绝缘隔离层，触摸电路层包括触摸电路和柔性衬底，触摸电路固设在柔性衬底上；触摸电路，包括A/D转换电路、信号输入端子、信号输出端子、皮肤组件电路总线、皮肤组件电路支线、上下级皮肤组件连接线路和触摸点单元。本实用新型可通过在机器人表面全覆盖低密度仿生触摸皮肤组件，通过处理皮肤组件输出信号，可以更方便的模拟人体对触摸部位的反应，低密度仿生触摸皮肤组件扩展性很强，各触摸点单元是独立工作，不会互相干扰，如果部分触摸点单元失灵，其他触摸点单元不会受到影响；低密度仿生触摸皮肤组件能够弯曲和变形。

技术领域

本实用新型涉及仿生皮肤触摸反馈传感器领域，尤其涉及一种低密度仿生触摸皮肤组件。

背景技术

人的皮肤是人体感知外界环境的沟通渠道，皮肤中分布着各种类型的感受器，人通过皮肤可以感知周围环境，如触感、温度、湿度、压力等等。目前常见的仿生触感感知反馈有如下几种类型：安装在机器人手部手指部位的压力传感器，可以用来仿真感知抓取物体的力量；安装在物体表面的触摸式电容开关传感器，可以实现触摸反应功能；广泛应用在触摸屏和手机屏幕上的ITO导电膜，可以感知手指压力，并输出电信号作为反馈。另外，现有研究中的部分仿生皮肤，能够感知外部压力、温湿度等环节因素，分辨率最高能达到毫米级。

现有的仿生触摸感知反馈技术，存在着如下问题：机器人普遍缺乏皮肤触感，无法像真人一样对接触、触摸产生反应；触摸式电容开关传感器埋藏在介质内，而且只能通过人体生物电触发，其他物品接触没有反应；电阻式触摸屏定位技术分辨率初始化是固定值，不能弯曲或柔性变形，不能制成曲面或者球面进行极坐标处理。而且现有的仿生皮肤功能还很简陋，不能很好的模拟人体皮肤对外部的感知，效果很不理想。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种结构合理、密度分布均匀、使用扩展方便的低密度仿生触摸皮肤组件。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种低密度仿生触摸皮肤组件，由硅胶皮肤层、导电橡胶层、触摸电路层组成；

所述导电橡胶层包括导电橡胶块和绝缘隔离层，导电橡胶块固设在绝缘隔离层上；

所述触摸电路层包括触摸电路和柔性衬底，触摸电路固设在柔性衬底上；

所述触摸电路，包括A/D转换电路、信号输入端子、信号输出端子、皮肤组件电路总线、皮肤组件电路支线、上下级皮肤组件连接线路和触摸点单元；所述皮肤组件电路总线分别与A/D转换电路、信号输入端子和信号输出端子电性连接，皮肤组件电路总线上并联有皮肤组件电路支线，皮肤组件电路支线上并联有触摸点单元，触摸点单元与固设在绝缘隔离层上的导电橡胶块的位置一一对应；上下级皮肤组件连接线路分别与信号输入端子和信号输出端子连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述皮肤组件电路总线，包括+5V电源线和地线，皮肤组件电路支线并联在+5V电源线上。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述皮肤组件电路总线上，相邻的两个皮肤组件电路支线连接点之间设置有电路总线电阻。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述皮肤组件电路支线上，相邻的两个触摸点单元连接点之间设置有电路支线电阻。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述触摸点单元，是由与皮肤组件电路支线并联的导线交错设置构成的常开电路。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述触摸点单元与导电橡胶块的外形为六边形、矩形或者圆形。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述触摸点单元的面积为1-3cm²，触摸点单元的个数为5500-16500个。

本实用新型提供了一种低密度仿生触摸皮肤组件，相对于现有技术具有以下有益效果：