[实用新型]一种假肢手穿戴式柔性触觉传感器及其触觉检测装置

权利要求书

1.一种假肢手穿戴式柔性触觉传感器，其特征在于：从下至上紧密贴合柔性电极层（4）、中间层以及PDMS凸起层（1）；中间层包括具有压敏效应的导电橡胶阵列（2）与填充在导电橡胶阵列（2）周围的柔性填充物（3），导电橡胶阵列（2）是由导电橡胶单元（6）阵列排布而成，导电橡胶单元（6）正下方的柔性电极层（4）上设有测试电极组（7），测试电极组（7）与导电橡胶单元（6）的阵列分布方式相同，导电橡胶单元（6）与柔性电极层（4）上的一组测试电极组（7）的边长相同；PDMS凸起层（1）上设有与各个导电橡胶单元（6）对应的微型凸台结构（5），位于导电橡胶单元（6）正上方；柔性电极层（4）为“十”字形结构的柔性电路板，中间层以及PDMS凸起层（1）覆盖在“十”字形中部，测试电极组（7）覆盖在“十”字形中部和下侧伸展边，位于柔性电路板上侧、左侧和右侧的伸展边边缘设有用于绑定传感器的维可牢尼龙搭扣（8），以便穿戴在手指上。

2.根据权利要求1所述的一种假肢手穿戴式柔性触觉传感器，其特征在于：所述的每组测试电极组（7）均为呈正方形形状的五电极结构，五电极结构由均匀分布在四角的四个直角三角形电极及其中心的正方形电极组成，处于中心的正方形电极作为公用电极；每行测试电极组（7）的所有正方形电极通过并行布线方式的引线串联连接后引出管脚，位于同一列上的测试电极组（7）中位置相同的直角三角形电极通过并行布线方式的引线串联连接后引出管脚，M行测试电极组（7）由正方形电极引出M个管脚作为行电极（9），N列测试电极组（7）由直角三角形电极引出4N个管脚作为列电极（10）。

3.根据权利要求1所述的一种假肢手穿戴式柔性触觉传感器，其特征在于：所述的导电橡胶阵列（2）通过常温固化的柔性填充物（3）粘结在一起。

4.根据权利要求1所述的一种假肢手穿戴式柔性触觉传感器，其特征在于：所述的导电橡胶阵列（2）为3×3的阵列分布，导电橡胶单元（6）为正方形导电橡胶片。

5.根据权利要求1所述的一种假肢手穿戴式柔性触觉传感器，其特征在于：所述的导电橡胶阵列（2）采用日本INABA公司生产的Inastomer导电橡胶，柔性电极层（4）为双面柔性电路板，采用聚酰亚胺薄膜作为基材。

6.包含有权利要求1～5任一所述传感器的一种假肢手穿戴式柔性触觉检测装置，其特征在于：包括所述的柔性触觉传感器和信号采集电路，信号采集电路包括电源转换模块、微处理器、运算放大电路和模拟多路选择模块，微处理器含有模数转换模块多通道ADC；

所述的柔性触觉传感器的列电极（10）引出的管脚分别与各自的运算放大电路的负相输入端连接，参考电阻两端分别连接在运算放大电路的负相输入端和输出端上，运算放大电路的输出端与微处理器中的ADC模拟信号输入端连接；外电源连接到电源转换模块产生负3.3V电源电压，模拟多路选择模块的多路开关输入端与负3.3V电源电压连接，所述柔性触觉传感器的行电极（9）引出的管脚分别与模拟多路选择模块的各个信号输出端连接；微处理器与模拟多路选择模块连接，控制其多路开关的选择性通断，微处理器向模拟多路选择模块发送通断控制信号，将负3.3V电源电压与所述的柔性触觉传感器的行电极（9）引出的各个管脚依次先后选通；所述的柔性触觉传感器的列电极（10）引出的管脚输出电压模拟信号，经运算放大电路放大后连接到微处理器进行AD采样，得到电压数字信号。

7.根据权利要求6所述的一种假肢手穿戴式柔性触觉检测装置，其特征在于：所述的微处理器采用TI公司的TMS320F28069，其含有12位模数转换器ADC。

8.根据权利要求6所述的一种假肢手穿戴式柔性触觉检测装置，其特征在于：所述的模拟多路选择模块采用TI公司的TS5A3359单刀三掷常开型模拟开关。

9.根据权利要求6所述的一种假肢手穿戴式柔性触觉检测装置，其特征在于：所述的运算放大电路采用TI公司的OPA656芯片。

10.根据权利要求6所述的一种假肢手穿戴式柔性触觉检测装置，其特征在于：所述的电源转换模块采用由TI公司的TPS65135电源转换芯片搭建而成的双极性电源电路。