[发明专利]一种机器人灵巧手及材质检测识别系统

权利要求书

1.一种材质检测识别系统，其特征在于，包括若干采集节点，以及连接采集节点的数据终端处理器；每个采集节点包括依次连接的材质识别传感器节点、信号调理电路和无线传输节点；

所述的材质识别传感器节点包括两个相对设置的第一极板(1)和第二极板(2)，设置在第一极板(1)相对侧的至少两个第一电极(3)，以及设置在第二极板(2)相对侧的至少一个第二电极(4)；

所述的第一电极(3)之间呈间隔设置，且两两作为一组电极对形成平行电极板的电容式结构，构成一组介电常数传感器；用于检测得到第一极板(1)和第二极板(2)之间待测物体的介电常数；

所述的第二电极(4)与相对设置的第一电极(3)作为一组电极对形成相对电极板的电容式结构，构成一组弹性模量传感器；用于检测得到第一极板(1)和第二极板(2)之间待测物体的弹性模量；

所述的信号调理电路用于对采集到的介电常数传感器信号和弹性模量传感器信号进行调理；

所述的无线传输节点用于将调理后的信号通过无线传输的方式分级传输到数据终端处理器；

所述的数据终端处理器将收到的待测物体的介电常数和弹性模量进行对比识别物体的类别。

2.根据权利要求1所述的一种材质检测识别系统，其特征在于，所述弹性模量传感器的两电极上施加正负电压形成电场，用于通过第一极板(1)和第二极板(2)对待测物体加载压力，根据压力加载前后两电极形成的电容值的变化得到两电极之间的相对位移，由下式检测得到待测物体的弹性模量；

其中，F为加载压力，A为弹性模量传感器两电极的横截面面积，△L为两电极之间的相对位移，L为待测物体加载压力前的长度，E(T)为待测物体的弹性模量。

3.根据权利要求1所述的一种材质检测识别系统，其特征在于，在介电常数传感器的两电极上施加正负电压形成电场，根据待测物体置于两电极形成电容器的电场得到该电容器的等效电容值，由下式检测得到待测物体的介电常数；

C＝K·ε_r；

其中，C为电容器等效电容值，待测物体的介电常数ε_r，K介电常数传感器两电极的结构参数。

4.根据权利要求1所述的一种材质检测识别系统，其特征在于，第一极板(1)相对侧设置有若干呈阵列布置的第一电极(3)，第二极板(2)相对侧设置有若干呈阵列布置的第二电极(4)，第一电极(3)和第二电极(4)呈一一对应的相对设置。

5.根据权利要求4所述的一种材质检测识别系统，其特征在于，所述的阵列采用矩形阵列或圆形阵列。

6.根据权利要求1所述的一种材质检测识别系统，其特征在于，第一极板(1)和第二极板(2)均采用柔性基底；第一电极(3)通过外部包覆的绝缘封装层(5)固定设置在第一极板(1)相对侧；第二电极(4)通过外部包覆的绝缘封装层(5)固定设置在第二极板(2)相对侧。

7.一种机器人灵巧手，其特征在于，包括如权利要求1-6任意一项所述的材质检测识别系统；至少一个材质识别传感器节点的第一极板(1)和第二极板(2)分别安装在机器人灵巧手在的两个手指上，当该两个手指夹取物体时第一极板(1)和第二极板(2)平行相对；当机器人灵巧手靠近待测物体直至介电常数传感器电信号不改变，则接触到待测物体得到介点常数后，加压进行弹性模量测量。

8.根据权利要求7所述的一种机器人灵巧手，其特征在于，所述无线传输节点包括基于Zigbee进行交互的无线终端及无线协调器，无线终端用于数据的无线收发，无线协调器用于无线传输节点之间进行组网并形成无线传输的拓扑结构进行数据传输。

9.根据权利要求8所述的一种机器人灵巧手，其特征在于，所述的无线传输的拓扑结构采用星型、树型和网型结构中的一种或多种的混合型结构。