[发明专利]一种智能压阻柔性压力阵列传感器

说明书

本发明提出的一种智能压阻柔性压力阵列传感器，属于压力检测领域，包括压阻效应感应器、智能传感器电路板、通信连接器和两个感应器连接器；压阻效应感应器，包括具有23个感应点的压力感应器主体以及位于该压力感应器主体两侧的左电极和右电极，左、右侧电极分别通过一个感应器连接器与智能传感器电路板相连；两个感应器连接器焊接于所述智能传感器电路板之上；通信连接器焊接于智能传感器电路板之上，用于外部供电和通信线的连接。本传感器具有功耗低，体积小、质量轻，安装简便、连接可靠等优点，特别适用于机器人灵巧手的设计、数据手套，以及其他复杂环境场景下的触觉信号检测。

技术领域

本发明涉及压力检测领域，更具体地说，是涉及一种智能压阻柔性压力阵列传感器。

背景技术

机器人灵巧手需要能够执行各种抓取、移动、捏抱或固定物体等操作，在操作过程中需通过灵巧手的触觉反馈实现对操作力量的精确控制，避免对被操作物体造成破坏。常规的灵巧手传感器有多种，有压阻式、电容式、光电式等，即通过电阻、电容、光强度在作用力下的变化量判断力强弱。压阻传感器具有工艺简单、成本低廉、可靠性高等优势，因此目前压力采集系统大部分采用压阻传感器。

然而目前柔性压阻压力采集设备普遍存在着以下问题：

(1)功耗大：传感器采用的控制芯片消耗的功耗较大，导致目前的压阻采集设备存在着续航能力差等问题；

(2)体积大：受限于材料工艺、芯片封装和电路板制作工艺等，传感器系统的体积较大，使得如仿人灵巧手等体积严格受限的应用中，不便于或根本无法安装使用。

(3)结构不便于安装：柔性传感器虽然在一定程度上安装灵活，但是对于像灵巧手这样的形状特殊的应用，并不能很好的适应。

压阻压力采集设备功耗大、体积大、结构不便于安装等问题，使其一些应用上(如机器人灵巧手，数据手套)的发展受到了阻碍。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的不足，提出一种智能压阻柔性压力阵列传感器，解决目前的压阻压力传感器功耗、体积和结构方面存在的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提出的一种智能压阻柔性压力阵列传感器，其特征在于，包括压阻效应感应器、智能传感器电路板、通信连接器和两个感应器连接器；

所述压阻效应感应器，由薄膜纳米材料制成，包括压阻效应感应器主体以及位于该压阻效应感应器主体两侧的左电极和右电极；所述压阻效应感应器主体包括被柔性薄膜基材所包覆的上压敏材料层和下压敏材料层，上、下压敏材料层具有5行×5列共25个交汇点，其中2个交汇点无效，形成具有23个感应点的阵列，各感应点的阻值随着压力的增大而变小；左、右电极各含有5根电极，分别从压阻效应感应器主体的左右两侧引出，每根电极分别与上、下压敏材料层中相对应的一行或一列电连接；左侧的5个电极均通过第一感应器连接器与所述智能传感器电路板相连，右侧的5个电极均通过第二感应器连接器与所述智能传感器电路板相连；

所述感应器连接器，焊接于所述智能传感器电路板之上，用于所述压阻效应感应器与智能传感器电路板的连接；各所述感应器连接器均分别为FPC连接器；

所述通信连接器，焊接于所述智能传感器电路板之上，用于外部供电和通信线的连接；