[发明专利]应用柔软感应材料的简单构造二维矩阵传感器

说明书

技术领域

本发明涉及利用柔软感应材料来感应二维面上的多个点的压力信号时的二维面传感器的构造设计。即，应用简单的构造能够快速地感应和测量二维面上的各个点的压力信号的装置及设计方法。 

背景技术

关于感应二维面上的多个点的压力信号的发法，已知的有在二维的面上的各个点上放置压力传感器，检测各个点上的压力来得到二维面上的压力分布的方法。 

但是，在二维面上的各个点上放置多个压力传感器的方法，需要大量的压力传感器，并且在布线上导线的布置复杂。 

发明内容

本发明的目的，是提供了新的应用柔软感应材料的构造简单的二维面压力传感器装置及其构造设计方法。 

并且，本发明专利的另外一个目的是提供的柔软的二维面压力传感器。即整个二维面传感器感知面上是由柔软的材料组成，可以任意弯曲，变形。有利于需要柔软表面的二维面压力传感器的应用。如，可以作为需要在小范围内快速感应高密度压力信号的应用中，如：像人一样的下一代机器人的柔软机器人皮肤，柔软的键盘等人机界面的应用中。 

本专利申请的第一个发明内容是，发明了将感应压力的柔软材料应用于二维面传感器的二维面传感器的构造设计方法。是将柔软压力信号感应材料与非导电性柔软感应材料互相间隔放置在二维的平面上，在该二维平面的上下两个面上分布排布纵横的导电性柔软电极。在各个柔软压力信号感应材料上，上下两面的柔软电极相互交叉。当在柔软感应材料所在的点上施加压力时，柔软感应材料的电气特性将发生变化，通过上下两个面上在该点交叉的两个电极检测到所受压力的电上的柔软感应材料的电气特性的变化作为压力信号输出。 

本发明申请的第二个发明内容是，该二维面传感器装置由以下几部分组成：a，柔软压力感应材料和非导电性感应材料相间隔的二维柔软压力信号感应面；b，上下两个面上纵横相交的柔软电极；c，分时扫描检测回路及通信模块；d，压力分布及压力值分析及表示软件模块。 

另外，本发明的第三个内容是纵横电极上的各个电极通过开关分时扫描电路于与其交叉 的所有电极按一定的时间间隔接通，接通后通过检测回路来检测各个交叉点上的柔软感应材料的受压后的电气特性的变化来的得到相应点上的所受到的压力。 

关于发明的效果的说明 

依据本发明申请的发明，对于二维面压力传感器，其感应压力的面上由柔软的材料构成。这样整个二维面上的感应压力部分完全由柔软材料组成，可以任意弯曲变形。这有利于二维压力传感器的更加广泛的应用。如：柔软键盘，或做成地毯形状，放置在宾馆，商店中用来感知人员走动及走动时的路线分布等状况；也可以放置的路面上来感知车量和行人的活动状况等。 

本发明实施时最佳方案的说明 

一，柔软感应材料二维面压力传感器的按一定时间间隔进行扫描的检测方法的说明。 

首先就本发明申请中的二维面传感器的感知感应面上所受压力的位置时的定位方法进行说明： 

对于二维柔软面传感器，在柔软感应材料的上下两个面上，分别纵横排列X和Y个电极。有X*Y个柔软压力感应材料分布在二维柔软感应面上。 

在感应二维柔软感应面上柔软感应材料上所受的压力变化时，通过开关控制回路，只是接通在该点交叉的纵横两个电极于感应回路相连接，其他的各个电极使其处于高阻抗状态。在检测完该点的压力变化后，按一定的顺序接通其他的两个纵横交叉的电极，检测在纵横交叉的电极之间的柔软感应材料的压力信号。 

这样，对于X*Y个放置了柔软感应材料点的压力的检测，通过X*Y次检查可以完成一次整个二维柔软感应面上的压力信号检测。可以将每次接通交叉的电极进行检查的时间设计的远远短于二维柔软感应面上的各个压力信号的变化的速度，这样可以得到各个压力点在柔软材料感应面上的连续变化的路线及压力大小。 

图1是本发明中的二维柔软面传感器的感应面的构造示意图。 

在图1中，在绝缘材料的柔软材料的分布着柔软压力感应材料。柔软感应材料的形状可以是方形，也可以是圆形或其他形状。 

图2是在图1的放置了柔软压力感应材料的面上粘接了柔软电极的二维柔软面传感器感应面构造示意图。 

在检测A点的压力变化时，通过开关电路，接通将电极X1和Y1接通到检测回路。同时使其他的各个电极处于高阻抗状态。这样通过开关电路分别接通各个交叉点的电极进行该交叉点的压力变化的检测。 

二，利用本发明二维面传感器的应用例： 

上述有相互交叉的电极及柔软压力感应材料组成的二维面传感器的系统略图由图3来表示。