[发明专利]触觉传感器、压力事件检测方法和装置及智能机器人在审
| 申请号: | 202011021465.7 | 申请日: | 2020-09-25 |
| 公开(公告)号: | CN114252178A | 公开(公告)日: | 2022-03-29 |
| 发明(设计)人: | 齐鹏;陈禹;郑宇;张正友;王巨宏;刘婷婷 | 申请(专利权)人: | 同济大学;腾讯科技(深圳)有限公司 |
| 主分类号: | G01L1/12 | 分类号: | G01L1/12 |
| 代理公司: | 北京同达信恒知识产权代理有限公司 11291 | 代理人: | 李娟 |
| 地址: | 200092 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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| 摘要: | |||
| 搜索关键词: | 触觉 传感器 压力 事件 检测 方法 装置 智能 机器人 | ||
1.一种触觉传感器,其特征在于,所述触觉传感器包括包覆层、磁性层和位于所述包覆层和所述磁性层之间的至少两个传感单元,
所述至少两个传感单元包括第一组传感单元和第二组传感单元,所述第一组传感单元和所述第二组传感单元均包括第一传感单元和第二传感单元中的一种或者多种,所述第一传感单元包括电致发光器件、导线和各光波导平行设置的光波导组,所述第二传感单元包括导线;
其中,所述第一组传感单元的导线沿平行于所述磁性层的第一方向设置,以及,所述第二组传感单元的导线沿平行于所述磁性层的第二方向设置,且所述第一方向与所述第二方向交叉;
每个第一传感单元中,电致发光器件串联至导线构成的闭合回路中,导线与电信号接收器相连,各个光波导的入射端与电致发光器件相连,各个光波导的出射端与光信号接收器相连,且每个第二传感单元的导线与电信号接收器相连。
2.如权利要求1所述的触觉传感器,其特征在于,所述第一方向与所述第二方向垂直。
3.如权利要求1所述的触觉传感器,其特征在于,每个第二传感单元还包括电致发光器件和平行设置的光波导组。
4.如权利要求1-3任一所述的触觉传感器,其特征在于,所述光波导组包括第一光波导和第二光波导,各所述第一光波导设置于第一光波导层,各所述第二光波导设置于第二光波导层,所述第一组传感单元的导线设置于第一导线层,所述第二组传感单元的导线设置于第二导线层;
其中,所述包覆层、所述第一光波导层、所述第一导线层、所述第二导线层、所述第二光波导层以及所述磁性层依次级联设置。
5.如权利要求4所述的触觉传感器,其特征在于,所述导线为金属导线、石墨导线或者被绝缘层包裹的液态金属导线中的任意一种。
6.如权利要求5所述的触觉传感器,其特征在于,所述导线为金属导线或者石墨导线时,所述触觉传感器还包括设置于所述第一导线层和所述第二导线层之间的绝缘层。
7.如权利要求4所述的触觉传感器,其特征在于,所述电致发光器件为半导体器件,针对每一个传感单元,所述半导体器件沿厚度方向的第一面与该传感单元包括的各光波导的入射端均固定连接,且所述第一面与该传感单元包括的导线固定连接;或者,
所述电致发光器件为在传感单元包括的各光波导的入射端一侧涂刷荧光材料形成的荧光涂层。
8.如权利要求4所述的触觉传感器,其特征在于,所述第一组传感单元的导线与第一光波导同层设置,和/或,所述第二组传感单元的导线与第二光波导同层设置。
9.如权利要求4所述的触觉传感器,其特征在于,所述第二光波导层贴覆于所述磁性层靠近所述包覆层一侧的表面。
10.如权利要求1所述的触觉传感器,其特征在于,所述包覆层采用布料、橡胶材料或者碳纤维材料中的任意一种。
11.如权利要求1所述的触觉传感器,其特征在于,所述磁性层为磁性橡胶、永磁铁或者电磁铁中的任意一种。
12.一种应用于如权利要求1~11任一所述的触觉传感器的压力事件检测方法,其特征在于,所述方法包括:
通过电信号接收器获取各个传感单元的电信号值;其中,在存在压力事件时,各个传感单元包括的导线切割所述磁性层的磁场,产生感应电压;
根据各个传感单元的电信号值确定所述压力事件在触觉传感器上的位置;并,
针对每一传感单元,根据电信号值确定电致发光器件输入至光波导的入射光强;其中,各个传感单元包括的导线上产生的电流击穿对应电致发光器件,使得电致发光器件产生入射光,输入至各个传感单元的光波导的入射端;
通过光信号接收器获取各个传感单元对应的至少两个出射光强;
根据所述各个传感单元的光波导的入射光强和各个传感单元对应的至少两个出射光强确定所述压力事件在所述触觉传感器上的压力值。
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