[发明专利]一种柔性电子皮肤传感器压力检测装置在审
申请号: | 202210006588.6 | 申请日: | 2022-01-05 |
公开(公告)号: | CN114544049A | 公开(公告)日: | 2022-05-27 |
发明(设计)人: | 严智敏;徐顺建;简辉华;刘磊 | 申请(专利权)人: | 新余学院 |
主分类号: | G01L1/20 | 分类号: | G01L1/20 |
代理公司: | 佛山焯恒专利代理事务所(普通合伙) 44829 | 代理人: | 杨冰 |
地址: | 338004 江西*** | 国省代码: | 江西;36 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 柔性 电子 皮肤 传感器 压力 检测 装置 | ||
1.一种柔性电子皮肤传感器,其特征在于,包括:
软底,所述软底的顶面上设有发热单元和感温单元,所述感温单元近离所述发热单元;
弹性导热膜,所述弹性导热膜粘贴于所述软底的顶面,多个所述发热单元和多个所述感温单元均位于所述软底和所述弹性导热膜之间并均紧贴于所述弹性导热膜;
所述弹性导热膜将所述发热单元所发出的热温导向所述感温单元,所述弹性导热膜的导热系数根据所受到的压力的变化而变化。
2.如权利要求1所述的柔性电子皮肤传感器,其特征在于,所述感温单元包括多个热敏电阻,所述发热单元为发热电阻,多个所述热敏电阻呈矩形阵列或环形阵列围绕在所述发热电阻的四周。
3.如权利要求1所述的柔性电子皮肤传感器,其特征在于,所述软底和所述弹性导热膜均为非导电体;所述弹性导热膜由聚二甲基硅氧烷原料制成。
4.一种柔性电子皮肤传感器压力检测装置,其特征在于,包括:
发热设定单元,设定所述发热电阻的发热温度;
压力检测单元,检测所述热敏电阻的阻值并计算出所述热敏电阻及其四周所承受的压力,并根据多个所述热敏电阻及其四周所承受的压力计算出所述柔性电子皮肤传感器所承受的压力;
运动识别单元,根据多个所述柔性电子皮肤传感器所粘贴在人体的关节处的运动特性、结合所述柔性电子皮肤传感器的多个不同位置的热敏电阻所受到的压力,分析出人体关节的运动姿势。
5.如权利要求4所述的柔性电子皮肤传感器压力检测装置,其特征在于,所述压力检测单元包括:多个所述热敏电阻和多个分压电阻以及基准补偿单元;
所述分压电阻的第一端与电源的正极连接且第二端与所述热敏电阻的第一端连接,所述热敏电阻的第二端与所述电源的负极连接;
所述基准补偿单元包括第一电阻和第二电阻,所述第一电阻的第一端与所述电源的正极连接且第二端与所述第二电阻的第一端连接,所述第二电阻的第二端与所述电源的负极连接。
6.如权利要求4所述的柔性电子皮肤传感器压力检测装置,其特征在于,所述压力检测单元为:微控制器,所述微控制器的多个模拟量输入端与多个所述热敏电阻的第二端连接;
所述运动识别单元为处理器,所述处理器与所述微控制器进行通信连接;
所述发热电阻的第一端与所述电源的正极连接且第二端与所述电源的负极连接。
7.一种柔性电子皮肤传感器压力检测方法,其特征在于,所述方法包括下述步骤:
在发热电阻四周呈矩形阵列至少设置四个所述热敏电阻,包括第一所述热敏电阻、第二所述热敏电阻和第三所述热敏电阻以及第四所述热敏电阻;
将每个所述热敏电阻和与其相连接的分压电阻设为一个差分对,包括第一差分对、第二差分对和第三差分对以及第四差分对;
计算出每个差分对的AD值的变化量,并根据每个差分对的AD值变化量计算出所述柔性电子皮肤传感器所承受的压力。
8.如权利要求7所述的柔性电子皮肤传感器压力检测方法,其特征在于,所述计算出每个差分对的AD值的变化量的步骤包括:
将所述柔性电子皮肤传感器处于工作置空状态下的所述第一差分对的AD值设定为Z1、将所述第二差分对的AD值设定为Z2、将所述第三差分对的AD值设定为Z3、将所述第四差分对的AD值设定为Z4;
将对所述柔性电子皮肤传感器施加压力之后的所述第一差分对的AD值设定为L1、将所述第二差分对的AD值设定为L2、将所述第三差分对的AD值设定为L3、将所述第四差分对的AD值设定为L4;
其中,每个差分对的AD值的变化量分别为:
L1-Z1=N1;L2-Z2=N2;L3-Z3=N3;L4-Z4=N4;其中,N1为所述第一差分对的AD值的变化量,N2为所述第二差分对的AD值的变化量,N3为所述第三差分对的AD值的变化量,N4为所述第四差分对的AD值的变化量。
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