[发明专利]一种基于突触晶体管的机器人应激防护系统

权利要求书

1.一种基于突触晶体管的机器人应激防护系统，其特征在于，所述应激防护系统包括电阻式温度传感器、惠斯通电桥、电压转频率电路、突触晶体管、电压比较电路和机器人，所述机器人包括CPU、微处理器和舵机组；

所述突触晶体管仿生神经元，具有源极、漏极、主栅极和侧栅极端口，能够根据侧栅极输入脉冲的幅度、频率和持续时间产生兴奋性突触后电流；所述突触晶体管受到主栅极的调控，能够促进或者抑制突触后电流大小；所述电阻式温度传感器作为一个桥臂连接在惠斯通电桥中；惠斯通电桥输出连接电压转频率电路；电压转频率电路输出连接突触晶体管的侧栅极；漏极输出电流串联电阻接地产生电压；漏极连接电压比较电路；电压比较电路输出和CPU都连接微处理器；微处理器连接舵机组；

所述电阻式温度传感器和惠斯通电桥仿生动物的感受器，将温度对应转换为电压信号；所述电压转频率电路仿生传入神经，包括同相放大电路、积分运算电路、滞回比较器电路、过零比较电路；电压转频率电路将电压信号转换为对应频率的电脉冲；所述电压比较电路检测漏极的电压大小；当电压未超过阈值时，微处理器传输CPU的信号控制舵机组工作；当电压超过阈值时，微处理器暂时断开CPU信号并控制舵机组应激缩手。

2.根据权利要求1所述一种基于突触晶体管的机器人应激防护系统，其特征在于，所述电阻式温度传感器的制备方法包含如下步骤：

(1)取PEDOT:PSS导电聚合物分散体和CNT粉末，按质量比3:1的比例混合；将所得聚合物液体倒入烧瓶中，加入磁力搅拌磁籽，磁力搅拌3小时；搅拌结束后，100Hz超声处理，形成PEDOT:PSS导电聚合物和CNT的悬浮液；

(2)通过移液枪，每次吸取聚合物悬浮液，滴涂在丝网印刷好的电路阵列上；聚合物悬浮液的滴涂量越多温度传感器的电阻值越小；

(3)恒温台加热至120℃，将步骤(2)所得滴涂了聚合物悬浮液的电路阵列放置于恒温台上，使悬浮液液滴受热烘干；待聚合物悬浮液烘干成固体薄膜后，放入烘箱120℃进一步干燥2小时，得到电阻式温度传感器。

3.根据权利要求2所述一种基于突触晶体管的机器人应激防护系统，其特征在于，所述电阻式温度传感器的电阻值随温度上升而下降。

4.根据权利要求1所述一种基于突触晶体管的机器人应激防护系统，其特征在于，所述电压转频率电路包括同相放大电路、积分运算电路、滞回比较器电路、过零比较电路；其中同相放大电路输入端连接惠斯通电桥，是信号的总输入端口；同相放大电路输出端连接积分运算电路输入端；积分运算电路的输出端连接滞回比较器输入端；滞回比较器输出端既通过二极管和电阻串联连接积分运算电路，也直接连接到过零比较器电路输入端；过零比较器输出端口为电压转频率电路的总输出端口；

所述同相放大电路能够调控惠斯通电桥输出电压的放大倍数；所述积分电路与滞回比较器相互连接，将恒定电压转变成正负电压周期变换的脉冲信号；所述过零比较器电路将正电压转变成零伏，负电压转变成高电压，形成周期变化的脉冲信号。

5.根据权利要求1所述一种基于突触晶体管的机器人应激防护系统，其特征在于，所述突触晶体管的制备方法包含以下步骤：

(1)通过磁控溅射方式，在透明玻璃基底上沉积氧化铟镓锌沟道；磁控溅射参数设置为100W功率，腔体工作压力为0.5Pa，并通入Ar气体；

(2)在0.8Pa工作压力下，在Ar气氛下，在玻璃基底氧化铟镓锌沟道附近通过掩膜版溅射铟锡氧化物电极；

(3)配置离子液做栅极；取1-乙基-3-甲基咪唑二(氟甲基磺酰)酰亚胺离子液体、聚乙二醇二丙烯酸酯单体和2-羟基-2-甲基苯丙酮光交联剂，按11:6:3的质量比例混合；磁力搅拌，得到离子液；

(4)移液枪吸取步骤(3)配置好的离子液1μL，均匀滴加在步骤步骤(1)制作的氧化铟镓锌沟道上；再放入UVLED固化光源中曝光；光交联剂在紫外光下反应固化，形成离子液栅极，至此制得到突触晶体管。