[发明专利]具有分时、分区域屏蔽功能的传感器、电子皮肤和机器人

权利要求书

1.一种具有分时、分区域屏蔽功能的传感器，其特征在于：所述传感器包括多个传感器单元，每个传感器单元包括4个多功能层包含的区域，每个多功能层内部包含平行板电容；所述多功能层通过模拟开关连接在处理器上，所述处理器连接在外电路上；

所述多功能层通过模拟开关的分时切换及总线的控制来分区域屏蔽传感器，其中，每个测量周期T由两个子周期T1和T2构成：

在T1时，第一多功能层接多功能层激励信号，第三多功能层接模数转换电路，第二多功能层和第四多功能层同时接地，或第二多功能层和第四多功能层同时接其内部平行板电容公共电极的激励信号；将控制第一多功能层和第三多功能层的内部平行板电容的模拟开关断开，同时将控制第二多功能层和第四多功能层的内部平行板电容的模拟开关接其内部平行板电容公共电极的激励信号；

在T2时，第二多功能层接多功能层的激励信号，第四多功能层接模数转换电路，第一多功能层和第三多功能层同时接地，或第一多功能层和第三多功能层同时接其内部平行板电容公共电极的激励信号；将控制第二多功能层和第四多功能层的内部平行板电容的模拟开关断开，同时将控制第一多功能层和第三多功能层的内部平行板电容的模拟开关接其内部平行板电容公共电极的激励信号；

在接下来的T3周期内，将处于屏蔽状态的传感器单元的4个多功能层同时接地，或同时接其内部平行板电容公共电极的激励信号，并将4个多功能层内部平行板电容的公共电极接通对应的公共电极的激励信号，使处于屏蔽状态的传感器单元能测三维力的变化，其中的T3＝T；

其中，所述传感器单元的体积为1mm³-100mm³。

2.根据权利要求1所述的一种具有分时、分区域屏蔽功能的传感器，其特征在于：所述测量周期T为1-20ms，且T1＝T2＝0.5T。

3.根据权利要求1或2所述的一种具有分时、分区域屏蔽功能的传感器，其特征在于：每个所述多功能层的内部均设置有两层电极，上层为十字形公共电极，下层为与上层十字型公共电极对应的4个独立电极，所述上层十字型公共电极和下层4个独立电极构成4个平行板电容。

4.根据权利要求3所述的一种具有分时、分区域屏蔽功能的传感器，其特征在于：每个多功能层包含的区域包括与多功能层对应的上部和底部，上部由柔性导电材料构成，柔性导电材料的外部设置有由柔性绝缘材料构成的保护层，底部包括多层PCB板或FPC板，PCB板或FPC板下面设置有柔性绝缘层，柔性绝缘层下面设置有由模拟开关控制的接地屏蔽层，由模拟开关控制的接地屏蔽层下面设置有绝缘保护层；第一层PCB板或FPC板上设置有与每个多功能层对应的环状电极，第二层PCB板或FPC板上设置有圆形电极，圆形电极上设置有过孔，所述过孔连接环状电极与圆形电极，以形成独立的导电区域，所述上部与底部之间电连接；所述上层十字型公共电极通过设置在所述多功能层内部的中心导电柱电连接在所述第一层PCB板或FPC板上，所述下层独立电极直接设置在所述第一层PCB板或FPC板上。

5.根据权利要求4所述的一种具有分时、分区域屏蔽功能的传感器，其特征在于：所述柔性导电材料为有机导电银胶材料，所述有机导电银胶材料与所述多功能层之间设有导电银胶粘结层。

6.根据权利要求4所述的一种具有分时、分区域屏蔽功能的传感器，其特征在于：所述由模拟开关控制的接地屏蔽层为有机硅导电银胶屏蔽层，所述绝缘保护层为PDMS保护层。

7.根据权利要求4所述的一种具有分时、分区域屏蔽功能的传感器，其特征在于：所述多功能层的上部和底部之间通过导电胶粘结或压接形成电连接；所述导电柱通过焊接、压接或导电胶电连接在所述第一层PCB板或FPC板上。