[发明专利]一种压力感应信号检测装置

说明书

本发明创造提供了一种压力感应信号检测装置，包括触觉传感器、信号处理电路、模数转换器和控制器以及上位机，所述的触觉传感器的信号输出端与信号处理电路的输入端连接，信号处理电路的另一端与所述的数模转换器相连，所述的数模转换器与所述的控制器相连，所述的控制器与上位机双向通信。本发明的设计更适合操作。本发明应用于柔性触觉传感器，可以准确地检测信号的稳定性。所述的柔性触觉传感器易于接触，从而创造了感知环境的机会。

技术领域

本发明创造属于传感器设备领域，尤其是涉及一种压力感应信号检测装置。

背景技术

触觉传感器是用于机器人中模仿触觉功能的传感器。触觉是人与外界环境直接接触时的重要感觉功能，研制满足要求的触觉传感器是机器人发展中的技术关键之一。随着微电子技术的发展和各种有机材料的出现，已经提出了多种多样的触觉传感器的研制方案，但目前大都属于实验室阶段，达到产品化的不多。触觉传感器按功能大致可分为接触觉传感器、力－力矩觉传感器、压觉传感器和滑觉传感器等。触觉传感器从形式上可以分为电容式、电阻式、压电式、光纤式等多种形式，其中电容式触觉传感器因为温漂小、灵敏度高等优点，一直是这一领域的研究热点。从实用性角度出发，触觉传感器应具有分辨力高、量程大、稳定性好、噪声小等优点，除了传感器本身的材料和结构，虽然阵列式传感器的每个传感单元的检测精度很高，但是由于每个传感单元并不是完全连续的，存在检测盲区，且随着传感单元的增加，输入输出引线繁多，以致于检测系统在大面积检测时所要处理的数据量太大，影响检测的实时性，所以信号检测系统也是传感器性能的重要保证。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种应用于低阻抗机器人传感系统的，成本低廉，缩减了检测周期，并能有效检测采集信号的压力感应信号检测装置。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种压力感应信号检测装置，包括触觉传感器、信号处理电路、模数转换器和控制器以及上位机，所述的触觉传感器的信号输出端与信号处理电路的输入端连接，信号处理电路的另一端与所述的数模转换器相连，所述的数模转换器与所述的控制器相连，所述的控制器与上位机双向通信；

所述的触觉传感器包括置于传感器阵列上方的半透明式柔性薄膜凸面、用于采集所述的凸面力矢量的传感器阵列，所述的薄膜凸面的内表面上覆有均匀排列的黑色磁条。

进一步的，所述的传感器阵列的中心位置设有CCD图像传感器，所述的图像传感器与控制器相连，从而采集凸表面内侧变形的线条图案，所述的传感器阵列的每侧上还设有一光源。

进一步的，所述的传感器阵列上设有至少64个霍尔传感器，所述的霍尔传感器以矩形阵列排列。

进一步的，所述的半透明式柔性薄膜凸面为硅橡胶凸面。

进一步的，所述的所述信号处理电路包括电流电压转换电路、信号放大电路以及信号比较电路，所述的电流电压转换电路、信号放大电路、信号比较电路及差分转化电路依次连接。

进一步的，所述的控制器为DSP数字处理器。

进一步的，所述的控制器通过ZigBee模块或WIFI/蓝牙二合一通信模块与上位机连接。

进一步的，所述的控制器通过RJ45网络接口与上位机连接。

相对于现有技术，本发明创造所述的一种压力感应信号检测装置具有以下优势：

本发明的设计更适合操作。本发明应用于柔性触觉传感器，可以准确地检测信号的稳定性。所述的柔性触觉传感器易于接触，从而创造了感知环境的机会。以及通过图像传感器可以检测各个方向上的力矢量，为主机器人提供关于待抓取物体的更好的信号反馈。本发明具有较高灵敏度，通过图像传感器、霍尔传感器以及其他传感器的完整采集系统从而实现按压位置和压力大小的电压信号。本发明检测准确，系统结构完整，易于集成化。