[发明专利]用于检测物体的力和姿态的可变形传感器和方法

权利要求书

1.一种用于检测与物体相关的姿态和力的可变形传感器，其包括：

外壳，其包括壳体和连接到壳体的上部的可变形膜，该外壳构造成填充有介质；和

内部传感器，其设置在外壳内，具有被配置为引导通过介质并朝向可变形膜的底表面的视场，其中内部传感器被配置为输出由于与物体接触而在可变形膜内产生的变形区域。

2.根据权利要求1所述的可变形传感器，其中所述壳体包括导管，所述导管被配置提供用于到达或来自所述可变形传感器的电力或信号的电缆；

所述可变形传感器内的压力由加压参数指定，并且与所述可变形传感器的可变形性成反比；

所述可变形传感器的可变形性通过由于膜材料或介质材料引起的所述外壳内的压力变化而改变；

所述内部传感器还包括滤光器，所述滤光器设置在所述内部传感器的视场内并且被配置为散射由所述内部传感器发射的光学信号；

所述内部传感器包括飞行时间传感器；

所述可变形膜还包括滤光器层，所述滤光器层配置成散射由所述内部传感器发射的内部信号；或者

设置在所述可变形膜的底表面上的滤光器层包括涂层或图案。

3.根据权利要求1所述的可变形传感器，还包括设置在所述外壳内的多个内部传感器。

4.一种用于基于传感器检测与物体相关联的姿态和力的方法，其包括：

通过处理器接收来自可变形传感器的信号，该信号包括关于由于利用内部传感器与物体接触而产生的可变形膜中的变形区域的数据，所述内部传感器设置在外壳内并且具有引导通过介质并且朝向可变形膜的底表面的视场；

通过处理器基于可变形膜的变形区域而确定物体的姿态；和

通过处理器基于可变形膜的变形区域而确定施加在可变形膜和物体之间的力的大小。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括通过改变所述外壳内的压力而改变所述可变形传感器的可变形性；或者

当所述物体使所述可变形膜变形时，通过所述处理器输出用于在设备上显示的所述可变形传感器的输出。

6.根据权利要求4所述的方法，其中确定所述物体的姿态还包括通过所述处理器输出垂直于所述变形区域中的表面的矢量；或者

所述内部传感器包括飞行时间传感器。

7.根据权利要求4所述的方法，还包括经由设置在可变形膜的底表面上的滤光器层散射由内部传感器发射的内部信号的由内部传感器发射的光信号，其中通过所述处理器分析所述变形区域还包括测量所述可变形膜的底表面上的涂层或图案的变化。

8.一种用于检测与物体相关联的姿态和力的系统，其包括：

外壳，其包括壳体和连接到壳体的上部的可变形膜，所述外壳构造成填充有介质；和

内部传感器，其设置在外壳内，具有被配置为引导通过介质并朝向可变形膜的底表面的视场，其中内部传感器被配置为输出由于与物体接触而产生的在可变形膜内的变形区域；和

处理器，其配置为：

从内部传感器接收表示变形区域的数据；

确定物体的姿态；和

确定在可变形膜和物体之间施加的力的大小。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述处理器还被配置为基于表示所述变形区域的数据而确定垂直于所述物体的表面的矢量；并且

利用所述矢量来确定所述物体朝向哪个方向。

10.根据权利要求8所述的系统，其中所述内部传感器包括飞行时间传感器。