[发明专利]一种具有双层传感结构可模块化使用的软体曲率传感器

说明书

本发明公开一种具有双层传感结构可模块化使用的软体曲率传感器，涉及测量技术领域，下侧中间层、主要传感层和下侧保护层由上至下依次设置，下侧中间层和下侧保护层相连接，主要传感层的两端分别连接有一个导线，主要传感层沿下侧中间层的纵向延伸设置；上侧保护层、次要传感层和上侧中间层由上至下依次设置，上侧保护层、上侧中间层和下侧中间层依次连接，次要传感层包括多个次要传感栅格，多个次要传感栅格沿主要传感层的长度方向依次设置，各次要传感栅格的两端分别连接有一个导线。本发明提供的具有双层传感结构可模块化使用的软体曲率传感器，在弯曲情况为单向单一曲率或单向非单一曲率时均能应用，提高检测精度。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，特别是涉及一种具有双层传感结构可模块化使用的软体曲率传感器。

背景技术

软电子材料是从传统电子材料的基础上发展起来的，其在性能、功能、通用性方面的进步可以实现传统的硅技术下不能实现的应用。软电子材料制作的产品最大的特性既是柔顺性，在现在软体机器人、可穿戴生物监测、人机交互等火热的新兴领域，具有柔顺性的产品正可以施展拳脚。

智能化一直是机器人包括软体机器人领域所追求的目标，而感知是智能化必须的一种能力。软体机器人的感知包括对自身的运动估计、接触建模和对周围环境的映射。在传统的解决方案中，高度专业化的刚性传感器能够满足大部分的要求，但是用于软体机器人时，刚性传感器的介入大大降低了软体机器人的柔性，不仅会干扰机器人本身的运动，所测得的数据也不够准确。软体传感器的出现正是为了解决这方面的问题，直接由柔软材料制作的传感器能够最小限度的影响软体机器人的运动，另外，二者姿态的一致也使传感器能够提供准确的实时数据。

现阶段的软体机器人中，弯曲是运动的主要形式，但是由于软体曲率传感器技术方面的不成熟，软体机器人的控制一般被迫选择开环控制，精度远不如闭环控制。除此之外，大多数软体曲率传感器的传感结构一般只有一层，所测结果仅仅只有一个数据，进而只能得到单一曲率，软体机器人的弯曲情况并不是完美的，单一曲率远远不能提供完整的弯曲情况，在精度要求较高的应用中，单层传感结构的软体传感器已无法满足需求。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种具有双层传感结构可模块化使用的软体曲率传感器，弯曲情况为单向单一曲率或单向非单一曲率时均能应用，提高检测精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种具有双层传感结构可模块化使用的软体曲率传感器，包括传感器本体和多个导线，所述传感器本体包括保护层、中间层和传感层，所述保护层包括上侧保护层和下侧保护层，所述中间层包括上侧中间层和下侧中间层，所述传感层包括主要传感层和次要传感层；所述下侧中间层、所述主要传感层和所述下侧保护层由上至下依次设置，所述下侧中间层和所述下侧保护层相连接，所述主要传感层的两端分别连接有一个所述导线，所述主要传感层沿所述下侧中间层的纵向延伸设置；所述上侧保护层、所述次要传感层和所述上侧中间层由上至下依次设置，所述上侧保护层、所述上侧中间层和所述下侧中间层依次连接，所述次要传感层包括多个次要传感栅格，多个所述次要传感栅格沿所述主要传感层的长度方向依次设置，各所述次要传感栅格的两端分别连接有一个所述导线。

优选地，所述主要传感层包括第一通道空腔和设置于所述第一通道空腔中的液态金属，所述第一通道空腔设置于所述下侧中间层和所述下侧保护层之间，所述第一通道空腔沿所述下侧中间层的纵向延伸设置。

优选地，所述次要传感栅格包括第二通道空腔和设置于所述第二通道空腔中的液态金属，所述第二通道空腔设置于所述上侧保护层和所述上侧中间层之间，所述第二通道空腔的长度方向与所述第一通道空腔的长度方向相垂直。

优选地，所述第一通道空腔和所述第二通道空腔均为迂回型通道空腔，所述第一通道空腔的两端分别设置有一个所述导线，所述第二通道空腔的两端分别设置有一个所述导线。