[发明专利]一种用于人与机器人安全交互的传感装置

权利要求书

1.一种用于人与机器人安全交互的传感装置，其特征在于：包含主要由柔性基底(1)、下层电极阵列(2)、柔性感知层(3)、上层电极阵列(4)和表面层(6)从下到上依次紧密层叠黏合构成的柔性触觉传感阵列；

所述柔性触觉传感阵列中，表面层(6)的上表面固定布置有超声波传感器(7)、第一类毛发感受器(8)和第二类毛发感受器(9)，超声波传感器(7)、第一类毛发感受器(8)和第二类毛发感受器(9)均间隔交错均布地阵列于表面层(6)的上表面，各个传感器引出导线(5)，导线(5)布置经过表面层(6)内部；

所述的第一类毛发感受器(8)包含感知芯体(10)、从感知芯体(10)两极引出外表面绝缘的导线(5)以及制造中使用表面层(6)相同材料且与感知芯体(10)结合为一个整体的表面封装部分，感知芯体(10)外被表面封装部分包裹并通过表面封装部分固定结合到表面层(6)上表面，导线(5)布置经过表面层(6)并穿出表面层(6)；

所述的第二类毛发感受器(9)包含感知芯体(11)、从感知芯体(11)两极引出外表面绝缘的导线(5)、使用表面层(6)相同材料且与感知芯体(11)结合为一个整体的表面封装部分以及使用表面层(6)相同材料且连接在表面封装部分底部和表面层(6)之间的半球凸起，感知芯体(11)外被表面封装部分包裹，表面封装部分结合到半球凸起顶端，导线(5)布置经过表面层(6)和其上的半球凸起并穿出表面层(6)；

所述的第一类毛发感受器(8)的尖端相比第二类毛发感受器(9)的尖端距表面层(6)高度较高、横截面直径较小；并且，第二类毛发感受器(9)中，半球凸起的横截面直径较表面封装部分的横截面直径大；

所述的柔性基底(1)上表面固定布置有下层电极阵列(2)，柔性感知层(3)上表面固定布置有上层电极阵列(4)，下层电极阵列(2)和上层电极阵列(4)均包括多个间隔交错布置的电极片，下层电极阵列(2)和上层电极阵列(4)中各个电极片的布置和表面层(6)上各个第二类毛发感受器(9)(即半球凸起)的布置相同；下层电极阵列(2)中将沿同一行或列方向的电极片用电极线依次串联后引出，上层电极阵列(4)中将沿同一列或行方向的电极片用电极线依次串联后引出，下层电极阵列(2)的电极线和上层电极阵列(4)的电极线相正交垂直。

2.根据权利要求1所述的一种用于人与机器人安全交互的传感装置，其特征在于：所述的柔性触觉传感阵列为包括但不限于4×4阵列。

3.根据权利要求1所述的一种用于人与机器人安全交互的传感装置，其特征在于：所述的柔性基底(1)的衬底材料包括但不限于聚二甲基硅氧烷(PDMS)，所述的柔性感知层(3)的感知材料包括但不限于由聚二甲基硅氧烷(PDMS)和多壁碳纳米管(MWCNT)组成的复合材料，所述的表面层(6)的封装材料包含但不限于聚二甲基硅氧烷(PDMS)，所述的下层电极阵列(2)和上层电极阵列(4)所用材料包含但不限于铜。