[发明专利]基于柔性材料和热敏电阻材料的人工皮肤及其检测方法

说明书

本发明公开了一种基于柔性材料和热敏电阻材料的人工皮肤，它包括信号采集部分和电路部分，信号采集部分包括器件保护层以及设置于器件保护层下面的复合信号采集层，电路部分包括前端电路和后端电路，后端电路可采用第一后端电路或第二后端电路。本发明还公开了利用上述人工皮肤检测压力和温度的方法。本发明结构简单、易于小型化和集成化，测试方法简洁、严谨。本发明适用于制作人工智能皮肤。

技术领域

本发明属于医疗器械、人工智能、教学设备技术领域,用于制作人工智能皮肤，具体地说是一种基于柔性材料和热敏电阻材料的人工皮肤及其检测方法。

背景技术

皮肤是人类最为重要的感知器官之一，随着机器人技术和电子医疗技术的高速发展，人工智能皮肤受到广泛的关注。

人工智能皮肤是用功能型材料来模仿人体皮肤的产品。现有的人工智能皮肤大都采用传感器等电路结构采集信号，结构复杂，不利于小型化和集成化，不易扩展到大面积，并且检测灵敏度低。此外，现有的人工皮肤不具备智能检测功能。

发明内容

本发明旨在提供一种基于柔性材料和热敏电阻材料的人工皮肤，以期能够解决现有技术所存在的上述问题。本发明的另外一个目的是提供利用上述人工皮肤检测压力和温度的方法。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方案如下：

一种基于柔性材料和热敏电阻材料的人工皮肤，它包括信号采集部分和电路部分；

一）信号采集部分

所述信号采集部分包括器件保护层以及设置于器件保护层下面的复合信号采集层；

所述复合信号采集层采用第一复合信号采集层或者第二复合信号采集层；其中，

①第一复合信号采集层

所述第一复合信号采集层由自上而下依次设置的第一电极层、热敏电阻材料层、第二电极层、柔性材料层和第三电极层组成；

所述第一电极层、热敏电阻材料层和第二电极层一起组成温度检测层；

所述第二电极层、柔性材料层和第三电极层一起组成压力检测层；

②第二复合信号采集层

所述第二复合信号采集层由自上而下依次设置的第三电极层、柔性材料层、第二电极层、热敏电阻材料层和第一电极层组成；

所述第三电极层、柔性材料层和第二电极层一起组成压力检测层；

所述第二电极层、热敏电阻材料层和第一电极层一起组成温度检测层；

二）电路部分

所述电路部分包括前端电路和后端电路；

所述前端电路包括第一控制器、第二控制器，所述第一控制器的控制信号输出端与第一电极层、第二电极层的信号输入端相连，所述第二控制器的控制信号输出端与第三电极层、第二电极层的信号输入端相连；

所述后端电路采用第一后端电路或第二后端电路之一，其中，

A.第一后端电路

所述第一后端电路包括依次串接的滤波单元、第一模数转换单元、第一中央处理器，所述滤波单元包括并联的低通滤波器和高通滤波器，第一模数转换单元包括第一模数转换器和第二模数转换器；

所述温度检测层和压力检测层的信号输出端均与滤波单元的信号输入端相连，所述低通滤波器的信号输出端通过第一模数转换器连接第一中央处理器，高通滤波器的信号输出端通过第二模数转换器连接第一中央处理器；

B.第二后端电路

所述第二后端电路包括依次串接的第二模数转换单元和第二中央处理器；