[發明專利]一種機器人安全皮膚及制備和使用方法

在審

• 申請號: 201410537992.1
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN104552342A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 俞曉悅
• 申請（專利權）人: 常州米澤智能裝備科技有限公司
• 主分類號: B25J19/06
• 分類號: B25J19/06
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 盧亞麗

技術領域

本發明涉及一種機器人安全皮膚。

背景技術

在機器人工作的區域往往有人參與其中，當人不注意的時候就會被機器人碰到而產生危險；為解決這一問題，目前大多采用防護網防護、光幕防護、光電傳感器防護、視覺探測防護、熱釋傳感器防護等方法；但這些防護方法都有著占用空間大的缺點。

智能化是機器人科學研究主要發展方向之一，機器人的智能主要表現在未知障礙環境中自主工作能力，這是在空間和海洋探索、軍事作戰、危險環境作業，甚至在未來的服務業中工作的機器人都必須解決的理論與技術；機器人在未知環境中自主工作必須具有環境感知和實時決策能力，機器人敏感皮膚的研究正是在這種需求上發展起來的，它可以極大地改善機器人的環境感知能力，提高其自主工作能力；目前這一領域研究十分活躍，國內，重慶大學李平研制了由理想智能的石英壓電材料所構成一種智能化機器人敏感皮膚；張玲研制了一種聚偏氟乙烯(PVDF)仿生皮膚；哈爾濱工程大學理學院林曉艷研制一種光纖智能皮膚；國外，日本佐賀大學信太教授研究室利用壓感導電橡膠研制觸覺傳感系統；在1992～1993年間耶魯大學(美)電子工程系Cheung等提出了一種機器人敏感皮膚系統；劍橋大學人工智能實驗室Antonio?Bicchi等詳細介紹了各種接觸式力敏傳感器；意大利比薩(Pisa)臨床生理學研究所和莫德納(Modena)大學物理系分別提出一種壓電材料觸覺傳感器陣列及基于壓電特性的高精度諧振壓力傳感器，但這些機器人皮膚都處于研究階段，還不能投入工業應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種可投入工業應用的機器人安全皮膚，實現機器人在工作中碰到阻礙時立即感知并停止工作避免危險。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種可投入工業應用的機器人安全皮膚，包括絕緣基層、平面導電層、中間彈性篩網絕緣層、點陣凸起導電層、上絕緣層、上引線、下引線，絕緣基層和平面導電層膠合為一體，點陣凸起導電層和上絕緣層膠合為一體，平面導電層和和點陣凸起導電層之間由中間彈性篩網絕緣層填充；且點陣凸起導電層的凸起插入中間彈性篩網絕緣層的網格孔內，在壓力的作用下點陣凸起導電層的凸起點能與平面導電層接觸，上引線與點陣凸起導電層相連，下引線與平面導電層相連。

進一步地，所述絕緣基層采用柔性絕緣膜制備而成，如絕緣布或絕緣硅膠膜。

進一步地，所述平面導電層采用具有一定柔性的金屬薄膜材料等制備而成，具有良好的導電性，如金屬鋁板。

進一步地，所述中間彈性篩網絕緣層采用弱彈性絕緣材料制備而成，如乳膠材料。

進一步地，所述點陣凸起導電層采用具有一定柔性的金屬薄板材料制備而成，如金屬鋁板，其下表面具有均勻排列的點陣凸起結構，點陣凸起結構與中間彈性篩網絕緣層的網格孔一一對應。

進一步地，所述上絕緣層采用柔性絕緣膜制備而成，如絕緣布或絕緣硅膠膜。

進一步的，點陣凸起導電層的凸起的高度是中間彈性篩網絕緣層厚度的一半。

所述的機器人安全皮膚的制備方法如下：絕緣基層與平面導電層在其接觸面上采用膠黏劑結合為一體；上絕緣層與點陣凸起導電層在其接觸面上采用膠黏劑結合為一體；中間彈性篩網絕緣層與點陣凸起導電層在其接觸面上采用膠黏劑結合為一體，且點陣凸起導電層的凸起點插入中間彈性篩網絕緣層的網格孔內；中間彈性篩網絕緣層與平面導電層在其接觸面上采用膠黏劑結合為一體；上引線與點陣凸起導電層相連，下引線與平面導電層相連。

本發明的有益效果是：該機器人安全皮膚采用了中間彈性篩網絕緣層分離了平面導電層和點陣凸起導電層，當該安全皮膚表面遇阻障礙物時中間彈性篩網絕緣層被壓縮導致平面導電層和點陣凸起導電層短路，從而向機器人控制系統發出危險信號并停止機器人工作保障安全。

附圖說明

圖1是機器人安全皮膚結構圖。

圖2是機器人安全皮膚工作原理圖。

圖3是機器人安全皮膚未遇到障礙物時的應用圖。

圖4是機器人安全皮膚遇到障礙物時的應用圖。

圖5是機器人安全皮膚的一種點陣凸起導電層結構圖。

圖6是機器人安全皮膚的一種中間彈性篩網絕緣層結構圖。

圖中：1.絕緣基層,?2.平面導電層,?3.中間彈性篩網絕緣層,?4.點陣凸起導電層,?5.上絕緣層,?6.上引線,?7.下引線,?8.機器人外表面。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。