[实用新型]一种触滑觉传感器

说明书

一种触滑觉传感器，该触滑觉传感器包括5层结构，从下至上依次为：底面覆盖导电材料的有机高分子薄膜、中心具有一个圆形凹槽并且凹槽内部均匀分布着半径等于凹槽深度的半球凸起环形阵列的有机材料、圆形有机高分子薄膜、上表面分布有多个压阻薄膜的绝缘薄膜、以及圆台结构。该触滑觉传感器在能识别是否发生滑动的基础上还能对滑动的方向和滑动的速度进行测量，并且可以对作用于传感器的空间力进行测量，不需要对获取数据进行比较复杂的后处理，信息反馈延时性低。

技术领域

本实用新型涉及传感器，特别是一种可同时测量空间力与滑动的触滑觉传感器。

背景技术

一些具有机械手的机器人在进行抓握物体作业时，需要实时监测机械手与所持物体接触表面间相对运动的情况，以便确定一个合适的握力值，在不损伤物体的前提下抓牢物体。触觉传感器是一种主要用于检测机械手所受垂直压力的装置，而滑觉传感器是一种主要用于检测机械手和所持物体之间滑动或预滑动的装置，同时具有两者功能的传感器称为触滑觉传感器。触滑觉传感器能够帮助机器人在复杂多元环境下成功完成软抓取任务。

现有的一些机械手在进行抓取时需要单独的滑觉传感器与单独的压力传感器配合使用，两种传感器没有统一在一起，集成时会占据更大的面积；一些将两者结合到同一个器件里的触滑觉传感器虽然能识别是否发生滑动，但是并不能判断滑动的方向、测量滑动的速度或物体作用于器件的剪切力，而这三个参数在机器人软抓取过程中也具有比较重要的意义；还有一些触滑觉传感器需要一定的时间对获取信号进行后处理，从中提取相关的触觉和滑觉信息，在信息反馈方面存在一定的延时性。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于弥补现有技术的不足，提供一种可同时测量空间力与滑动的触滑觉传感器。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种触滑觉传感器，包括紧密组合在一起的5层结构，按照从下往上的顺序，第1层为底面覆盖导电材料的有机高分子薄膜，第2层为中心具有一个凹槽的有机材料，所述凹槽的开口朝向第1层并且所述凹槽内部均匀分布着高度等于凹槽深度的凸起阵列，第2层的除了所述凹槽之外的区域与第1层紧密连接在一起，所述凹槽内部的凸起阵列与第1层表面接触，并且在传感器受到剪切力作用时发生分离，第3层为有机高分子薄膜，第4层为绝缘薄膜，所述绝缘薄膜上表面均匀分布有多个压阻薄膜，第5层为上底面小于下底面的圆台结构，其中所述第1层和所述第3层为驻极体，所述第2层的有机材料上表面的几何中心、所述第3层的有机高分子薄膜的几何中心、所述第4层的多个压阻薄膜的分布中心以及所述第5层的圆台结构的圆心对齐。

进一步地：

所述凹槽为圆形的凹槽，所述第3层为圆形的有机高分子薄膜。

所述第3层的圆形有机高分子薄膜的直径不大于第2层的圆形凹槽的直径。

所述凸起阵列为半球凸起结构、金字塔凸起结构、圆锥凸起结构、棱柱凸起结构、圆台凸起结构、棱台凸起结构中的任一种结构或多种结构组合的阵列。

所述凸起阵列为多重环形分布的凸起阵列。

所述第2层的有机材料的厚度大于所述凸起阵列的高度并且小于等于所述凸起阵列的高度的3倍。

所述多个压阻薄膜为四个等面积的压阻薄膜。

所述触滑觉传感器具备以下配置中的一种或多种：

所述第1层的有机高分子薄膜材料选用FEP、PET或PTFE；

所述第1层的导电材料选用铜、银或铝，厚度为2微米至200微米；

所述第2层的有机材料为PDMS或ecoflex；

所述第3层的有机高分子薄膜材料为PET；