[实用新型]一种柔性指尖接触传感器

说明书

一种柔性指尖接触传感器，旨在解决现有技术中指尖接触传感器无法检测空间作用力且制造成本较高，导致无法实现商业化大规模应用的技术问题。本实用新型包括用以检测压力变化的霍尔传感器，霍尔传感器布设在传感器固定轴上，霍尔传感器包括第一传感器组和第二传感器组，传感器固定轴的一端设有用以安装第一传感器组的第一安装槽，传感器固定轴的周面上设有用以安装第二传感器组的第二安装槽，传感器固定轴的另一端设有用以安装机械手的安装孔，第一传感器组和第二传感器组的引脚通过布置在传感器固定轴上的导通件相连，传感器固定轴的外周面上设有防护层，防护层上设有橡胶磁贴，防护层远离传感器固定轴的一侧设有成型层。

技术领域

本实用新型涉及仿生机器人或多灵巧手技术领域，特别是涉及一种柔性指尖接触传感器。

背景技术

在操纵和探索任务期间，通常需要机械手对未知物体和障碍物进行有效响应。在传统的工业应用中，机器人对末端执行器的控制是通过将仿真对象和环境的数据模型嵌入到控制算法中实现的，故机械手只能操纵已知的物体，并在结构化的环境中工作，这意味着它们对意外事件的反应较慢，如果没有详细的操作环境模型，则接触力的实时测量对于机器人能否有效安全地执行任务至关重要。触觉感知是机器人自主灵巧手操作的重要组成部分，它提供了机械手与物体接触点的作用力和表面特性等信息。尽管压力传感器有多种类型并且已经商业化，但是普通的压力传感器往往只能提取单点的作用力信息，无法对机器人感知环境提供帮助。近年来针对该问题，不少学者提出了阵列式的架构，即采用多个压力传感器进行阵列布置，从而可以实现对多点作用力的信息提取，进而获取受力点的位置和作用力大小，这为仿人类触觉打下了基础。不过需要注意的是机械手在操作过程中，指尖往往是受到空间作用力而不单单是平面作用力，虽然国内外的科研工作者设计了各种各样的柔性触觉传感器，但是它们大都处于实验研究阶段，产品化的柔性触觉传感器不多，广泛应用于机器人的柔性触觉传感器更少。当下，高端的指尖传感器已被许多研制高灵巧性机械手的厂商广泛采用，但是，这些指尖传感器的占了机械手很大一部分成本。

申请号为CN201710382607.4的中国专利公开了一种多阵列的指尖触觉交互装置，该装置通过串口线与机器人连接，包括布设在一块柔软电路板上的电容式多阵列传感器、设有I2C通信接口的主控板以及设有数模接口和I2C通信接口的数据采样芯片；所述电容式多阵列传感器包括上感应极板、下感应极板以及固定于上、下感应极板间的若干个柔性微针，上、下感应极板之间通过填充的等离子的化学键键合；其中，所述电容式多阵列传感器的上、下感应极板直接与数据采样芯片的数模接口连接，所述数据采样芯片和主控板之间通过I2C通信接口连接。

上述专利所采用的传感器为电容式传感器，在较小的区域可形成较多的触觉感应点，体积较小，接线简单、测量稳定；但是，所述交互装置无法对空间力进行检测且制造成本较高，不适用于商业化的大规模应用。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术中指尖接触传感器无法检测空间作用力且制造成本较高，导致无法实现商业化大规模应用的技术问题，提供一种柔性指尖接触传感器，所述传感器可实现对空间作用力的检测且制造成本较低，为后续多灵巧手实现灵巧操作打下基础。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案。