[实用新型]一种电容式触觉传感器

说明书

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及一种电容式触觉传感器，包括：屏蔽层、绝缘层、上电极层、弹性介质层、下电极层和基底；其中，上电极层、弹性介质层和下电极层沿竖直方向依次堆叠设置在基底上，屏蔽层、绝缘层和上电极层在竖直方向上依次粘接设置；屏蔽层包括金属片和设置在其上的弹片结构，弹片结构通过连接部与金属片相连并与上电极层对应设置，外力通过屏蔽层上的弹片结构传递至上电极片进而改变上下电极片之间的距离，在外力撤销后，弹片结构根据其自身的弹性恢复并带动与其粘接为一体的上电极片复位，确保上电极片按压后回弹的稳定。

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及一种电容式触觉传感器。

背景技术

触觉传感器类似于人的触觉器官，能够感知外界的压力大小及分布等，在医疗、运动、仿生学、人工智能等领域应用广泛。目前，应用广泛的触觉传感器主要有：电阻式、电容式、电感式、压电式、光电式等。其中电容式触觉传感器，具有线性度好、实时性高、量程大、精度高等优点，特别适合于测量微小的压力及分布，例如测量人体组织弹性和压力。微创手术机器人通过触觉传感器在医生、机器人、病灶之间搭建了有效的信息交互渠道，实现了微创手术的仿生化、智能化。

电容式触觉传感器一般由三层结构即上电极层、弹性介质层、下电极层，当外力作用于上电极层时，电极层距离改变，电容量发生变化。然而，每个触摸点的上电极层为一个独立的金属薄板结构，存在抗干扰能力弱，多次触摸按压后上电极片回弹差的问题，从而降低了电容式触觉传感器的实用性。

鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种电容式触觉传感器，使其更具有实用性。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对现有技术中存在的缺陷提供一种电容式触觉传感器。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种电容式触觉传感器，包括：屏蔽层、绝缘层、上电极层、弹性介质层、下电极层和基底；

其中，所述上电极层、所述弹性介质层和所述下电极层沿竖直方向依次堆叠设置在所述基底上，所述屏蔽层、所述绝缘层和所述上电极层在竖直方向上依次粘接设置；

所述屏蔽层包括金属片和设置在其上的弹片结构，所述弹片结构通过连接部与所述金属片相连并与所述上电极层对应设置，所述屏蔽层和所述绝缘层具有相同的平面外廓，所述弹性介质层和所述下电极层具有相同的平面外廓。

进一步的，所述弹片结构包括按压部和开设在其两侧的开口，两所述开口开设于所述按压部第一方向的两侧，所述连接部设置在所述按压部第二方向的两侧，所述第一方向与所述第二方向垂直设置。

进一步的，所述上电极层包括沿第一方向设置的至少一个上电极片，多个所述上电极片沿第一方向等间距设置，且均粘接在所述绝缘层远离所述屏蔽层的一面，所述弹片结构对应多个所述上电极片在第一方向上设置有多个。

进一步的，所述弹片结构的形状与所述上电极片的外廓形状相适应；

所述按压部在竖直方向上的投影区域与所述上电极片相对应，两所述开口在竖直方向上的投影区域与相邻的两所述上电极片的间隔区域相对应。

进一步的，在所述开口第二方向的两端均朝向所述连接部延伸设置。

进一步的，在所述弹片结构中，所述按压部两侧的连接部设置为对称结构。

进一步的，所述上电极层和所述下电极层与外界采样电路相连通。

进一步的，在所述屏蔽层远离所述绝缘层的一侧设置有保护层，所述保护层设置为硅胶材质并与所述屏蔽层相粘接。

本实用新型的有益效果为：