[发明专利]机器人用流体万向柔顺与力传感掌

摘要

本发明公开一种机器人用流体万向柔顺与力传感掌，包括电磁阀、控制腔体、压力传感器、温度传感器、传感掌单元，所述的控制腔体的上端与电磁阀连接，控制腔体的下端通过其内管道与传感掌单元连接，压力传感器位于控制腔体内壁上，所述的传感掌单元包括外橡胶层、应变感应层、金属加强层和内橡胶层，金属加强层与应变感应层贴合在一起之后，夹在内橡胶层与外橡胶层之间，所述的传感掌单元内腔填充有一定量的液体。本发明实现了交互过程中变阻尼缓冲、变刚度适应，解决了传统机器人用末端环境交互机构的大刚度、无阻尼交互所带来的冲击、非顺从问题，使得交互过程无冲击、柔顺。

主权项

1.一种机器人用流体万向柔顺与力传感掌，包括电磁阀(2)，控制腔体(3)，压力传感器(4)、温度传感器，传感掌单元(6)，其特征在于：所述的控制腔体(3)的上端与电磁阀(2)连接，控制腔体(3)的下端通过其内管道(5)与传感掌单元(6)连接，压力传感器(4)位于控制腔体(3)内壁上，所述的传感掌单元(6)包括外橡胶层(6‑1)、应变感应层(6‑2)、金属加强层(6‑3)和内橡胶层(6‑4)，金属加强层(6‑3)与应变感应层(6‑2)贴合在一起之后，夹在内橡胶层(6‑4)与外橡胶层(6‑1)之间，所述的传感掌单元(6)内腔填充有一定量的液体，应变感应层(6‑2)安装有温度传感器；当外部环境对传感掌单元(6)产生力的作用，并对传感掌单元(6)内腔的液体产生挤压作用，电磁阀(2)不完全打开，传感掌单元(6)内腔的液体则不会向外流出从而形成抵抗力，传感掌单元(6)处于大刚度状态，若打开电磁阀(2)，则传感掌单元(6)内腔的液体向外流出，不形成抵抗力，传感掌单元(6)处于小刚度状态；应变感应层感知掌在不同方位上的具体变形量，结合压力传感器返回的内橡胶层内的压力，计算得到脚掌在不同方位上的作用力大小；所述的电磁阀(2)通过PWM信号控制，通过调整PWM信号的占空比实现电磁阀(2)打开的时间，打开的时间越长，那么传感掌内腔的液体向外流出越多，传感掌单元(6)变形越大，即刚度越小，最终通过控制PWM信号的占空比实现传感掌单元(6)与外环境的变刚度交互，同等压力下液体流经的孔隙越小其产生的阻抗越大，通过调整电磁阀的开口大小即实现传感掌单元(6)的液体以不同阻抗流出或流入，实现变阻抗交互控制。