[发明专利]一种可扩展且全局可独立重构的交互式柔性机器人皮肤

权利要求书

1.一种可扩展且全局可独立重构的交互式柔性机器人皮肤，其特征在于：

包括多个皮肤结构单元，皮肤结构单元主要由发光交互模块(1)、柔性迫近传感阵列(2)、阵列重构及数据读取电路(3)、机器人皮肤扩展接口(4)、机器人皮肤数据输出接口(5)构成，柔性迫近传感阵列(2)输出端连接到阵列重构及数据读取电路(3)，阵列重构及数据读取电路(3)经机器人皮肤数据输出接口(5)连接到数据输出电路(6)，同时阵列重构及数据读取电路(3)与发光交互模块(1)连接，相邻皮肤结构单元的阵列重构及数据读取电路(3)之间通过机器人皮肤扩展接口(4)连接；

所述柔性迫近传感阵列(2)主要是由M行N列正交阵列排布的柔性迫近感知电极(201)组成，每条柔性迫近感知电极(201)是由多个金属片沿直线排列并串联连 接构成，位于中间部分的各个金属片均为正方形，且正方形的一对角线沿直线方向布置，位于两端的两片金属片均为由正方形对角切一半获得的等腰三角形，等腰三角形的中心线沿直线方向布置；相邻两片金属片之间均通过一段条形金属片连接；

柔性迫近感知电极(201)阵列后的柔性迫近传感阵列(2)中，每条沿行方向布置的柔性迫近感知电极(201)中的金属片位于沿列方向布置的两条相邻的柔性迫近感知电极(201)的金属片之间形成的空位区域中，使得所有柔性迫近传感阵列(2)的金属片之间均具有相同的间隔/间隙；各个柔性迫近感知电极(201)中位于两端的金属片处于柔性迫近传感阵列(2)的边缘，围成了柔性迫近传感阵列(2)正方形的外围边。

2.根据权利要求1所述的一种可扩展且全局可独立重构的交互式柔性机器人皮肤，其特征在于：所述发光交互模块(1)为可寻址可编程发光器件，针对物体与机器人皮肤之间的距离以及应用场景的不同，产生诸如改变颜色、闪烁、跟随的发光交互模式；所述物体与机器人皮肤之间的距离由柔性迫近传感阵列(2)检测。

3.根据权利要求1所述的一种可扩展且全局可独立重构的交互式柔性机器人皮肤，其特征在于：所述发光交互模块(1)包括多个发光交互元件，多个发光交互元件均排布在柔性迫近传感阵列(2)的周围，柔性迫近传感阵列(2)中每一行和每一列的柔性迫近感知电极(201)均对应有一个发光交互元件。

4.根据权利要求1所述的一种可扩展且全局可独立重构的交互式柔性机器人皮肤，其特征在于：所述的阵列重构及数据读取电路(3)包括微控制单元及其最小系统(301)、数据读取部分(302)和阵列重构部分(303)，其中微控制单元及其最小系统(301)包括微控制单元(304)，数据读取部分(302)包括传感数据处理芯片(305)和稳压芯片(306)；传感数据处理芯片(305)分别和微控制单元(304 )、阵列重构部分(303)以及稳压芯片(306)连接；柔性迫近传感阵列(2)经阵列重构部分(303)后和传感数据处理芯片(305)连接。

5.根据权利要求1所述的一种可扩展且全局可独立重构的交互式柔性机器人皮肤，其特征在于：包括多个皮肤结构单元，多个皮肤结构单元通过机器人皮肤扩展接口(4)和接线串接在一起，作为主节点的皮肤结构单元的微控制单元(304)通过轮询其余的作为从节点的皮肤结构单元中的微控制单元(304)所配置的地址来选择性读取多个皮肤结构单元中的柔性迫近传感阵列(2)传感数据，数据汇总在作为主节点的皮肤结构单元的微控制单元(304)中，最终形成可扩展的交互式柔性机器人皮肤。

6.根据权利要求1所述的一种可扩展且全局可独立重构的交互式柔性机器人皮肤，其特征在于：所述的发光交互模块(1)、柔性迫近传感阵列(2)、阵列重构及数据读取电路(3)、机器人皮肤扩展接口(4)和机器人皮肤数据输出接口(5)集成在同一柔性印刷电路上，采用柔性印刷电路技术一体化异构集成。