[发明专利]触觉传感器

说明书

本发明属于传感器领域，具体涉及一种触觉传感器，旨在解决现有触觉传感器容易受到外界环境干扰，鲁棒性不强的问题，其包括刚性连接的底壳和顶盖，底壳与顶盖之间形成有腔室，顶盖开设有第一通孔；腔室中设置有光源、弹性且透光的弹性部件以及光敏传感器；光源和光敏传感器分别位于弹性部件的相背离两侧；光敏传感器的光敏区域接收透过弹性部件的光；弹性部件远离底壳的一侧设置有刚性且不透光的触感部件，触感部件抵触底壳和顶盖，触感部件从第一通孔中伸出；触感部件挤压弹性部件时，触感部件将光敏传感器的光敏区域局部遮挡。

技术领域

本发明涉及传感器的领域，具体涉及一种触觉传感器。

背景技术

触觉传感器是一种生物传感器技术，可以获取关于接触特性的各种信息，例如温度，湿度，纹理，滑动及它感知信息，在医疗、健康、体育、娱乐、工业和军事等领域具有广阔的应用前景。尤其是三维触觉传感器能够同时对空间的纵向、垂向和横向的三维接触力进行检测，并且具有类似人体皮肤的柔性，从而可以更好地完成对外界环境中物体的硬度、粗糙度、材质等表面特征的感知和操作。

现有三维柔性触觉传感器主要集中在压阻式、电容式和压电式三种。压阻式触觉传感器受温度影响大；电容式触觉传感器易受噪声干扰，负载能力差；压电式触觉传感器柔性差，不适合测量静态力。另外，三种触觉传感器一经做出，不能对传感器的灵敏度作出调节，且工艺要求复杂，制作成本高。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有触觉传感器容易受到外界环境干扰，鲁棒性不强的问题，本发明提供了一种触觉传感器，其包括：刚性连接的底壳和顶盖，所述底壳与顶盖之间形成有腔室，所述顶盖开设有第一通孔；所述腔室中设置有光源、弹性且透光的弹性部件以及光敏传感器；所述光源和所述光敏传感器分别位于所述弹性部件的相背离两侧；所述光敏传感器的光敏区域接收透过所述弹性部件的光；所述弹性部件远离所述底壳的一侧设置有刚性且不透光的触感部件，所述触感部件抵触所述底壳和所述顶盖，所述触感部件从所述第一通孔中伸出；所述触感部件挤压所述弹性部件时，所述触感部件将所述光敏传感器的光敏区域局部遮挡。

在一些优选实例中，所述腔室包括联通设置的第一腔室和第二腔室；所述弹性部件和所述光源设置于所述第一腔室中，所述光敏传感器设置于所述第二腔室中。

在一些优选实例中，所述光敏传感器设置有至少三个且围绕所述光源，所述第二腔室的数量不少于所述光敏传感器的数量，每个所述第二腔室中至多设置有一个所述光敏传感器。

在一些优选实例中，各所述光敏传感器绕所述光源均匀分布且位于同一平面；所述光敏传感器的个数为四个，所述第二腔室的数量为四个。

在一些优选的实施例中，所述触感部件接触所述顶盖的表面为球面，所述触感部件位于所述第一通孔内的部分具有活动空间以使所述触感元件可以转动。

在一些优选的实施例中，所述顶盖具有与所述球面相贴合且与所述球面相适配的曲面。

在一些优选的实施例中，所述触感部件与所述弹性部件固定连接。

在一些优选的实施例中，所述触感部件从所述第一通孔伸出的一端设置有凸出部，所述凸出部在远离所述弹性部件的方向上逐渐收缩。

在一些优选的实施例中，所述触感部件为半球体结构、球冠结构或球台结构。

在一些优选的实施例中，所述弹性部件为圆筒结构。

在一些优选的实施例中，所述光源设置有用于调节亮度的调节电路。

在一些优选的实施例中，所述触觉传感器还包括处理器模块，所述处理器模块的输入端口与所述光敏传感器的输出端口连接。

本发明的有益效果为：

1)本发明所公开的触觉传感器利用光电效应实现对触觉压力和滑觉切向力的检测，对环境的抗干扰能力强。