[实用新型]柔性弯曲传感器和多关节弯曲角度测量装置

说明书

本实用新型涉及柔性弯曲传感器和多关节弯曲角度测量装置，涉及柔性电子技术领域，以解决现有的弯曲传感器无法精确测量软体机械臂的弯曲角度信息的技术问题。本实用新型所述的柔性弯曲传感器包括第一弹性体和第二弹性体，第一弹性体的两端分别与第二弹性体的两端连接，且在第一弹性体和第二弹性体之间形成空腔，第一弹性体的内曲面贴附有双面柔性电路板，第二弹性体中的内曲面贴附有铜箔贴附层，在待测关节弯曲时，双面柔性电路板和铜箔贴附层相互贴合，根据贴合面积确定待测关节的弯曲角度，从而实现软体机械臂弯曲角度的测量。

技术领域

本实用新型涉及柔性电子技术领域，特别是涉及一种用于软体臂弯曲状态检测的柔性弯曲传感器和由多个柔性弯曲传感器组成的多关节弯曲角度测量装置。

背景技术

传统的商用弯曲传感器主要采用PET薄片或聚酰亚胺薄片作为基底，当待测关节弯曲时，根据传感器表层材料电阻率的变化测量关节弯曲，但传统的弯曲传感器没有弹性，不能适应由于关节弯曲带来的表面拉伸效应。只能用于测量无弹性形变的表面关节。而软体机械臂通常采用硅胶等弹性软材料作为外层结构体，在其弯曲过程中通常伴随有弹性形变，例如弯曲外侧表面产生的弹性伸长。因此传统的弯曲传感器不能用于软体机械臂的测量。基于此，亟需一种能够精确测量软体机械臂的弯曲传感器。

发明内容

本实用新型的目的是提供柔性弯曲传感器和多关节弯曲角度测量装置，用于测量软体机械臂的弯曲角度信息。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种柔性弯曲传感器，所述传感器包括第一弹性体和第二弹性体，所述第一弹性体的两端分别与所述第二弹性体的两端连接，所述第一弹性体和所述第二弹性体之间形成空腔，所述第一弹性体贴附于待测关节的可延展弯曲的表面，以所述空腔为内，所述第一弹性体的内曲面贴附有双面柔性电路板，所述第二弹性体中的内曲面贴附有铜箔贴附层，自然状态下，所述双面柔性电路板和所述铜箔贴附层之间留有间隙；在所述待测关节弯曲时，所述双面柔性电路板和所述铜箔贴附层相互贴合，所述双面柔性电路板用于根据贴合面积确定所述待测关节的弯曲角度。

本实用新型还提供一种多关节弯曲角度测量装置，所述装置由多个所述柔性弯曲传感器组成，多个所述柔性弯曲传感器分别贴附于不同的待测关节，多个所述柔性弯曲传感器并联形成总电路，所述总电路的电容值的位数与所述柔性弯曲传感器的个数相同，所述电容值的每一位数值代表一个待测关节的弯曲角度。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

本实用新型所提供的柔性弯曲传感器，包括第一弹性体和第二弹性体，第一弹性体的两端分别与第二弹性体的两端连接，且在第一弹性体和第二弹性体之间形成空腔，在第一弹性体的内曲面贴附双面柔性电路板，第二弹性体的内曲面贴附铜箔贴附层，当待测关节弯曲时，第一弹性体和第二弹性体跟随待测关节弯曲，进而带动第一弹性体内曲面的双面柔性电路板和第二弹性体内曲面的铜箔贴附层逐渐贴合。在双面柔性电路板的内表面设置多个金属铜片，多个金属铜片平行且间隔排布于第一弹性体的两端之间，因此，双面柔性电路板和铜箔贴附层的逐渐贴合体现为双面柔性电路板上的多个金属铜片与铜箔贴附层逐渐贴合，在双面柔性电路板的外表面设置多个定值贴片电容，且每一定值贴片电容对应一个金属铜片，每一所述金属铜片与对应的定值贴片电容的一个电极连接，因此当铜箔贴附层与金属铜片贴合时，与金属铜片对应的定值贴片电容与铜箔贴附层连接，多个定值贴片电容的另一个电极串联连接，且连接至传感器的第一测量端，铜箔贴附层连接至第二测量端，通过测量两测量端的电容值即可得知连接到电路中的定值贴片电容数量，根据定值贴片电容的数量确定贴合的金属铜片的数量，进而根据金属铜片的数量计算出贴合面积，最终确定待测关节的弯曲角度。

本实用新型所提供的柔性弯曲传感器具有灵敏度和量程的调整范围大，适应性强的优点，当改变双面柔性电路板中金属铜片或定值贴片电容的数量，或改变第一弹性体和第二弹性体的曲率时，贴合面积随待测关节的弯曲角度信息改变。