[发明专利]柔性触觉传感器

说明书

本公开揭示了一种柔性触觉传感器，包括：仿生的表皮层‑真皮层所构成的双层柔性层结构和摄像头以及光源；其中：所述摄像头，用于捕捉所述双层柔性层结构的形变；所述双层柔性层结构基于具备透光性和柔软性的材料，其中，所述表皮层包括反射层，以辅助摄像头捕捉所述光源照射向双层柔性层结构并反射回摄像头的光线，从而感测双层柔性层结构的形变。以此，本公开实现了一种具有创新结构和较好性能的柔性触觉传感器，甚至用于实现更加拟人的掌形或指肚形等柔性触觉传感器。

技术领域

本公开属于传感器技术，特别涉及一种柔性触觉传感器，其主要应用于机器人和智能硬件领域，优先实现为掌形或指肚形柔性触觉传感器。

背景技术

与视觉相比，触觉是机器人或智能硬件获取环境信息的另一种重要知觉形式，是其实现与环境直接作用的必需媒介。与视觉不同，触觉本身决定了很强的敏感能力，可用于表征对象和环境的多种性质。

作为传感器的细分领域，触觉传感器亟需发展出一种柔性的触觉传感器以进一步改善其性能。此外，亟需一种创新的柔性触觉传感器，从而可以更好的用于机器人或智能硬件等领域的拟人化感知。

发明内容

为了解决上述技术问题，本公开揭示了一种柔性触觉传感器，包括：

仿生的表皮层-真皮层所构成的双层柔性层结构和摄像头以及光源；其中：

所述摄像头，用于捕捉所述双层柔性层结构的形变；

所述双层柔性层结构基于具备透光性和柔软性的材料，其中，所述表皮层包括反射层，以辅助摄像头捕捉所述光源照射向双层柔性层结构并反射回摄像头的光线，从而感测双层柔性层结构的形变。

优选的，

所述柔性触觉传感器为掌形或指肚形。

优选的，

所述表皮层和真皮层均采用基于硅橡胶材料的柔性材料。

优选的，

所述真皮层的厚度大于所述表皮层的厚度，优选的，所述真皮层的厚度大于10mm，所述表皮层的厚度小于5mm。

优选的，

所述真皮层的硬度小于表皮层，优选的，所述表皮层的硬度属于邵氏A硬度范围，其硬度值大于15；所述真皮层的硬度则小于10。

优选的，

所述真皮层利用其自身的粘性与表皮层粘合。

优选的，

所述双层柔性层结构优选设计为易更换的耗材式柔性层。

优选的，

利用涂有颜料的针，刺入所述真皮层的内部进行标记；

以便柔性触觉传感器工作时，所述摄像头捕捉所述双层柔性层结构的形变之后进一步感测其形变。

优选的，

当所述柔性触觉传感器因接触而受接触力作用时，

所述表皮层用于拟合较高的分辨率，使得所述双层柔性层结构的形变具备表皮层的分辨率。

优选的，

在使用所述柔性触觉传感器时，通过感测所述双层柔性层结构的形变，表达六维接触力：除了分布于表皮层作为接触层表面的三维压力向量场，还包括三维力矩向量场。

以此，本公开实现了一种具有创新结构和较好性能的柔性触觉传感器，甚至用于实现更加拟人的掌形或指肚形等柔性触觉传感器。

附图说明

图1是本公开的一个实施例中传感器及其光路示意图；