[发明专利]机器人用流体万向柔顺与力传感掌

权利要求书

1.一种流体万向柔顺力传感掌，包括电磁阀(2)，控制腔体(3)，压力传感器(4)、温度传感器，传感掌单元(6)，其特征在于：所述的控制腔体(3)的上端与电磁阀(2)连接，控制腔体(3)的下端通过其内管道(5)与传感掌单元(6)连接，压力传感器(4)位于控制腔体(3)内壁上，所述的传感掌单元(6)包括外橡胶层(6-1)、应变感应层(6-2)、金属加强层(6-3)和内橡胶层(6-4)，金属加强层(6-3)与应变感应层(6-2)贴合在一起之后，夹在内橡胶层(6-4)与外橡胶层(6-1)之间，所述的传感掌单元(6)内腔填充有一定量的液体，应变感应层(6-2)安装有温度传感器；当外部环境对传感掌单元(6)产生力的作用，并对传感掌单元(6)内腔的液体产生挤压作用，电磁阀(2)不完全打开，传感掌单元(6)内腔的液体则不会向外流出从而形成抵抗力，传感掌单元(6)处于大刚度状态，若打开电磁阀(2)，则传感掌单元(6)内腔的液体向外流出，不形成抵抗力，传感掌单元(6)处于小刚度状态；应变感应层感知掌在不同方位上的具体变形量，结合压力传感器返回的内橡胶层内的压力，可计算得到脚掌在不同方位上的作用力大小；所述的电磁阀(2)通过PWM信号控制，通过调整PWM信号的占空比实现电磁阀(2)打开的时间，打开的时间越长，那么传感掌内腔的液体向外流出越多，传感掌单元(6)变形越大，即刚度越小，最终通过控制PWM信号的占空比实现传感掌单元(6)与外环境的变刚度交互，同等压力下液体流经的孔隙越小其产生的阻抗越大，通过调整电磁阀的开口大小即实现传感掌单元(6)的液体以不同阻抗流出或流入，实现变阻抗交互控制。

2.根据权利要求1所述的一种流体万向柔顺力传感掌，其特征在于，所述的传感掌单元(6)为立方体、环状或者球形。

3.根据权利要求1或2所述的一种流体万向柔顺力传感掌，其特征在于，所述的电磁阀(2)为高速微型三位三通比例电磁阀，当高速微型三位三通比例电磁阀处于中间位的关死状态，传感掌单元(6)内腔的流体无法流出，形成高压状态以抵抗作用力，呈现高刚度无阻尼状态，当传感掌单元(6)与外界环境处于作用状态时，高速微型三位三通比例电磁阀开口向低压油口(2－1)方向时，其开口量与输入电信号成比例关系，当传感掌单元(6)与外界环境处于非作用状态，高速微型三位三通比例电磁阀开口向高压油口(2－2)方向时，外部一定压力的液体通过内管道(5)补充流入传感掌单元(6)内腔，使得传感掌单元(6)掌保持一定刚度状态。