[发明专利]一种基于弹性反光面的光电式传感器及多维力检测方法

权利要求书

1.一种基于弹性反光面的光电式传感器，其特征在于，包括壳体组件，其为中空腔体，所述壳体组件不透光；固定设置在所述壳体组件中的电路板；固定设置在所述电路板正面中心的发光二极管；等距环绕在所述发光二极管周围的多个光电二极管；平行设置在所述电路板的上方且贯穿所述壳体组件的弹性反光体，其内设置有反光层，所述发光二极管发出的光线通过所述反光层的反射能够被多个所述光电二极管接收。

2.根据权利要求1所述的一种基于弹性反光面的光电式传感器，其特征在于，所述弹性反光体包括依次从下到上设置平面弹性层、反光层和弧形弹性层；所述平面弹性层为透明弹性材质，所述弧形弹性层为不透光弹性材质且贯穿所述壳体组件，所述反光层覆盖在所述弧形弹性层的反面。

3.根据权利要求2所述的一种基于弹性反光面的光电式传感器，其特征在于，所述平面弹性层和所述弧形弹性层采用的材质为硅胶。

4.根据权利要求3所述的一种基于弹性反光面的光电式传感器，其特征在于，所述硅胶硬度范围为邵氏00型10-50或者邵氏A型10-60。

5.根据权利要求2所述的一种基于弹性反光面的光电式传感器，其特征在于，所述反光层的材质为银漆或者液态金属。

6.根据权利要求1所述的一种基于弹性反光面的光电式传感器，其特征在于，所述壳体组件包括主壳体和盖板，所述主壳体为中空腔体；所述盖板为中空环形，其通过卡扣结构或者螺丝结构设置在所述主壳体的上方。

7.根据权利要求6所述的一种基于弹性反光面的光电式传感器，其特征在于，所述主壳体内设置有多个固定柱；所述主壳体的侧壁及底部设置有多个通孔。

8.根据权利要求7所述的一种基于弹性反光面的光电式传感器，其特征在于，所述电路板上设置有数据接口、开关和多个引脚；所述数据接口、所述开关、所述多个引脚分别通过相对应的所述通孔贯穿所述壳体组件。

9.根据权利要求1所述的一种基于弹性反光面的光电式传感器，其特征在于，四个所述光电二极管等距围绕在所述发光二极管的周围；所述发光二极管和所述光电二极管通过贴片方式贴合在所述电路板的正面。

10.一种多维力检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，标定权利要求1-9任一项所述的光电式传感器；首先，将所述光电式传感器与标准多维力传感器接触；然后，调节所述标准多维力传感器与所述光电式传感器的接触程度产生力，记录此时所述光电式传感器的原始信号值X和所述标准多维力传感器的读数Y；再后，重复上一步，获得新的一组X与Y，记为Gi＝[Xi,Yi]，i为自然数；当获得N组Gi后，进入下一步；最后，将Gi随机分为组数为M的计算组Gj和组数为N–M的测试组Gk；将Gj导入解耦软件，获得函数关系Y＝f(X)；将Gk中的X带入f(X)，与Gk中的Y进行对比，计算准确率；若准确率欠佳，回到上一步并增加N；若准确率达标，则标定结束：所述光电式传感器的输出值Y与原始信号X的转换关系为Y＝f(X)，即为映射模型；

第二步，使用已标定好的所述光电式传感器；将第一步中已标定的所述光电式传感器与待测物体接触；弹性反光层受外力发生形变，光线反射发生改变，导致电路板输出电压值变化；电压值经计算机中的映射模型转化为力值输出，包括XYZ三方向的力和力矩。