[实用新型]柔性触觉传感器以及机器人处理系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，尤其涉及一种柔性触觉传感器以及机器人处理系统。

背景技术

柔性触觉传感器作为机器人智能皮肤的一种，可实现环境中各种接触力的检测感知，是机器人直接感知环境作用的必要媒介。这种触觉感知传感器要像人的皮肤一样具有柔韧性，可以经过任意弯曲变形，覆盖在机器人本体表面，并且其厚度要控制在一个理想的范围内，同时它还应该具有系统反馈功能，能够将触觉信息实时反馈给控制中心，实现机器人智能控制响应。

目前，由于机器人的广泛使用，应用于机器人智能皮肤的柔性触觉传感器得到了广泛的关注，基于不同原理和不同柔性材料，设计和制作了各种不同种类的柔性传感器。柔性触觉传感器原理一般采用压阻式、电容式等。柔性触觉传感器的柔性材料一般采用聚合物，如PET、硅胶、PDMS等。

目前，应用于机器人智能皮肤的柔性触觉传感器主要有压阻式、电容式等。压阻式柔性触觉传感器的工作原理是在外力的作用下，电阻发生变化，通过外部电源供电并通过转换电路将电阻的变化转化为电信号，再将电信号反馈给系统。电容式柔性触觉传感器的工作原理是在外力的作用下，电容发生变化，通过外部电源供电并通过转换电路将电容的变化转化为电信号，再将电信号反馈给系统。

压阻式柔性触觉传感器和电容式柔性触觉传感器工作时都需要外部电源的供电和外部转化电路进行电信号输出，这提高了系统的复杂性。另外它们的制作工艺也相对复杂，加工成本较高，在批量化生产和大规模商业化应用方面有一定的局限性。并且它们的加工一般使用光刻设备，由于受光刻设备的最大曝光面积的限制，加工出的传感阵列能覆盖机器人表面的面积有限。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种柔性触觉传感器以及机器人处理系统，在外力作用下可以直接产生电信号。

本实用新型的具体技术方案是：一种柔性触觉传感器，包括：相对设置的柔性基底和PET薄膜，所述柔性基底是绝缘的，所述柔性基底在其面对所述PET薄膜的一侧设置有金属电极，所述柔性基底与所述PET薄膜之间设置有垫片，传感器的柔性基底一侧贴附在机器人需要有触觉反馈的表面，该传感器具有柔性，适合贴附于平面或非平面表面，所述传感器在不受外力时，由于所述垫片的作用，所述PET薄膜与所述金属电极之间存在一定间隙；外界物体触碰所述PET薄膜使所述传感器受到外力时，所述PET薄膜发生形变，与所述金属电极发生接触，从而有电信号产生。

优选地，所述PET薄膜在面向所述柔性基底的一侧设置有微结构，所述微结构由卷对卷纳米压印技术制作而成。

优选地，所述金属电极的数量为多个，各个金属电极均连接有用于输出信号的导线。

优选地，所述柔性基底和所述PET薄膜呈片状，所述垫片和所述金属电极为多个，多个所述垫片沿第一轴线方向延伸，且多个所述垫片沿第二轴线方向间隔排列，多个所述金属电极形成有位于两个垫片之间的单元，每一个单元中的金属电极沿第一轴线方向间隔排列。

优选地，所述垫片由泡沫或其它柔性材料制成。

本申请公开了一种机器人处理系统，包括：如上述的柔性触觉传感器、与所述柔性触觉传感器电性连接的信号处理模块、与所述信号处理模块电性连接的控制系统，所述控制系统用于根据所述信号处理模块对机器人进行控制。

优选地，所述信号处理模块用于根据所述PET薄膜与所述金属电极接触生成的电信号，判断作用于所述柔性触觉传感器的作用力值。

优选地，所述信号处理模块用于根据所述PET薄膜与所述金属电极接触生成的电信号，判断作用于所述柔性触觉传感器的作用力的位置。

优选地，所述信号处理模块包括微处理器和外围电路，当外力作用在贴附该柔性传感器的机器人表面上时，传感器发出电信号，信号处理模块接收电信号并进行处理，然后向机器人控制系统发出信号，机器人控制系统根据信号控制机器人进行相应动作。

与现有技术相比，本实用新型在外力作用下，不需要外界再提供电源和信号转化电路，它自身可以直接产生电信号，输出给系统。由于带微结构的PET薄膜可以采用卷对卷纳米压印工艺，它可以按大表面积进行制作，可方便地大面积覆盖机器人表面。并且对其可以进行产业化大批量的生产，降低了成本。

附图说明