[发明专利]基于近场互作用的叠层线圈动作传感一体式仿生手指装置

说明书

本发明提供了一种基于近场互作用的叠层线圈动作传感一体式仿生手指装置，属于手指仿生技术领域，包括功能结构模块以及与所述功能结构模块连接的驱动传感电路模块，本发明以动作驱动电路作为驱动，通过连接线连接至连接端子J₀反面和连接端子J_n+1正面，以电流驱动整个结构的伸缩运动，同时通过传感检测电路，对感应于驱动连接线上的感应信号进行检测，获取仿生指端皮肤振动所引起的反馈电流，从而实现对仿生指端皮肤振动的传感功能。本发明提出了一种便于批量化、低成本生产与实现的仿生手指技术，可用于医疗(人体脉搏采集、血压检测)、消费电子(虚拟现实增强)和残障社保(实时盲文再现、触感视觉)等领域的应用，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于手指仿生技术领域，尤其涉及一种基于近场互作用的叠层线圈动作传感一体式仿生手指装置。

背景技术

人类的手是劳动的基本工具，人手的灵活程度至今仍是机器所不能企及的，因此对在自动化、智能化技术发展迅速的今天，发展能代替人手部分功能的高科技技术，成为了科学技术和发明家关注的热点。随着当代虚拟现实技术和虚拟现实增强技术的发展，人类已经逐步实现了对虚拟物体和事件的直接可视化(即虚拟现实)，人们在陶醉于虚拟3D场景的同时，发现目前的技术仍然只满足了视觉的要求，而人类更加原始和直接的触觉、味觉等尚有待技术的发展。就“可望而不可及”的问题，人们发展了诸多技术，目前也处于初始研发的状态，而相关的工业技术开发已经较为丰富。到目前为止，仿生手指领域的技术主要集中于仿生握感技术、义肢技术及脉诊技术三大领域，其中绝大部分技术未能涉及指端感知与运动的相关领域。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种基于近场互作用的叠层动作传感一体式仿生手指装置，解决手指触摸过程中短程、快速多变的指尖动作，并同时对指尖获得的触感(压力引起的形变和位移)进行同时反馈测量，为仿生手部机构提供更为精密的指端结构。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

本方案提供一种基于近场互作用的叠层线圈动作传感一体式仿生手指装置，包括功能结构模块以及与所述功能结构模块连接的驱动传感电路模块；

所述功能结构模块，用于利用折叠互感线圈的近场互作用力控制线圈的折叠长度，其中，所述功能结构模块包括伸缩状态和未伸缩状态；

所述驱动传感电路模块，用于以电流驱动功能结构模块作伸缩动作，并对感应信息进行检测，获取仿生指端皮肤的振动信息，实现对仿生指端皮肤振动的传感功能。

进一步地，所述功能结构模块包括固定端帽、折叠互感线圈、滑套机构、折叠伸缩区以及仿生指端皮肤；所述折叠互感线圈与所述驱动传感电路模块连接；

所述折叠互感线圈的上端与固定端帽的内底部连接，所述折叠互感线圈的下端与仿生指端皮肤连接，所述仿生指端皮肤分别与所述折叠伸缩区的下端以及滑套机构的下端连接；所述滑动机构的下端与所述折叠互感线圈的下端连接；所述折叠伸缩区的上端与固定端帽的上端连接；所述折叠伸缩区的下端与滑动机构的下端连接，所述滑动机构的上端悬空，且所述滑动机构与所述固定端帽的内壁保持固定距离。

再进一步地，所述固定端帽为叠层线圈动作传感一体式仿生手指装置的固定端，所述固定端帽为一面开口的圆柱状杯型结构。

再进一步地，所述折叠互感线圈包括若干层线圈，相邻线圈之间通过连接端子连接，其中，第一层线圈与仿生指端皮肤连接，最后一层线圈与固定端帽的内底部连接；所述连接端子通过折叠形成折叠互感线圈的结构。

再进一步地，各所述线圈均包括折叠互感线圈介质基底圆片；相邻折叠互感线圈介质基底圆片之间通过连接端子连接；