[发明专利]一种穿戴式具有区域感知的触觉传感器

说明书

本发明首先提供一种用于一种穿戴式具有区域感知的触觉传感器，首先包括一根据穿戴设备正投影面积区域建立的坐标系，上述坐标系建立覆盖于穿戴设备表面虚拟坐标，还包括排布于穿戴设备表面的多个发电单元，各发电单元分别对应设有一地址存储器，地址存储器用于存储各发电单元位于坐标系的坐标值，各发电单元产生电信号时，电信号首先经信号处理电路处理生成清晰的数字信号，由处理器将收到的坐标信息按照横坐标或纵坐标进行分类，相同横坐标或纵坐标的坐标值为一组，然后由处理器运比较同一组内的纵坐标或横坐标值，比较后得到的最小值和最大值，计算各坐标差值的加权平均数，加权平均数最小即为相邻最近点，连接最近点之间的连线即可形成接触面积区域。

本专利申请为分案申请，母案申请号为2020109850702，母案申请日为2020年09月18日。

技术领域

本发明涉及触觉传感器，特别涉及一种用于一种穿戴式具有区域感知的触觉传感器。

背景技术

触觉传感器多采用压电式传感器来获取传感信号，但是压电传感器受限于其原理对于敏感的触觉动作无法捕捉。而且随着虚拟现实应用的需求的进步，对于触觉传感器所感知的信息要求更加苛刻，其中可穿戴、以及获得触觉接触面积等需求就是一个方面。如若可穿戴设备中的触觉传感器可感知触觉区域，即可对于设备的贴合状况以及设备的动作捕捉提供更为准确的信息。可以预想的是，当手部可穿戴设备可以捕捉手部握持区域信息时，可结合深度学习算法即可判断出使用者握持设备的姿态、动作、力度等一系列信息，在虚拟现实交互中可提供沉浸感更强烈的操作体验。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明首先提供一种摩擦发电单元，摩擦发电单元作为触觉传感器的电信号生成端，该摩擦发电单元解决了穿戴设备对传感器供电困难的技术问题。

所述发电单元，至少包括一组相对设置的一组摩擦片，所述摩擦片相对设置且之间设有空气间隔，当受外力作用时相对接触并摩擦，并在外力作用消失时，所述摩擦片在自身弹性作用下恢复相间隔的状态；所述摩擦片相对的表面涂设有不同材料制成的摩擦层，各所述摩擦层的背部分别涂设有由导电材料制成的电极层，同一组摩擦片的电极层之间连接信号处理电路；同一所述发电单元内，同时堆叠设置多组摩擦片，不同组摩擦片的相同极性的电极串联连接形成同一电极组，由同一电极组接入信号处理电路。

在上述或一些实施例中，各所述摩擦片还包括由回弹性材料制成的支撑层，所述电极层位于摩擦层和支撑层之间，所述支撑层与所述电极层固定连接。

在上述或一些实施例中，所述发电单元还包括位于各摩擦片中部的连接部，所述连接部的外周面设有由导电材料制成的第一导电环、第二导电环；所述第一、二导电环成圆柱状嵌入连接部，所述第一、二导电环包括导电触头，所述导电触头用于与同一极性的摩擦片导电接触，且各所导电接触头为多个且成环状间隔分布；所述第二导电环外套于第一导电环的外侧且之间由连接部部分形成绝缘材质，所述第二导电环与第一导电环的导电接触头交叉处，第二导电环成镂空状结构，被配置为第一导电环的导电接触头与第二导电环镂空处交叉相隔的结构，其形成交叉相隔的部分由连接部形成绝缘设置。

在上述或一些实施例中，所述发电单元还包括封装壳，所述封装壳形成摩擦片堆叠安装的空间，所述封装壳为一封闭的内部设有空间的结构，所述封装壳的中心处与连接部端部固定连接。

在上述或一些实施例中，各所述摩擦片中心处固定设有内圈，所述内圈与支撑层为同一种材料制成，且内圈两端面向两端处突出形成圆台状结构，所述电极层延伸通过内圈并位于内圈的内表面处，所述摩擦片通过内圈套接固定于所述连接部上，各所述摩擦片之间还套接有位于内圈之间的隔环。

在上述或一些实施例中，所述摩擦片包括多个成圆形阵列的长条状的摩擦凸起，所述摩擦凸起其为中部凸起两侧边下凹的结构，且相邻摩擦凸起的侧边相交形成凸出的棱边结构。

在上述或一些实施例中，所述摩擦片为圆片状结构，所述摩擦凸起紧邻成圆形阵列排布。