[實用新型]一種假肢手穿戴式柔性觸覺傳感器及其觸覺檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420672679.4
• 申請日: 2014-11-11
• 公開（公告）號: CN204214475U
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發(fā)明（設計）人: 席凱倫;汪延成;梅德慶;梁觀浩;陳子辰
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種假肢手穿戴式柔性觸覺傳感器，其特征在于：從下至上緊密貼合柔性電極層（4）、中間層以及PDMS凸起層（1）；中間層包括具有壓敏效應的導電橡膠陣列（2）與填充在導電橡膠陣列（2）周圍的柔性填充物（3），導電橡膠陣列（2）是由導電橡膠單元（6）陣列排布而成，導電橡膠單元（6）正下方的柔性電極層（4）上設有測試電極組（7），測試電極組（7）與導電橡膠單元（6）的陣列分布方式相同，導電橡膠單元（6）與柔性電極層（4）上的一組測試電極組（7）的邊長相同；PDMS凸起層（1）上設有與各個導電橡膠單元（6）對應的微型凸臺結構（5），位于導電橡膠單元（6）正上方；柔性電極層（4）為“十”字形結構的柔性電路板，中間層以及PDMS凸起層（1）覆蓋在“十”字形中部，測試電極組（7）覆蓋在“十”字形中部和下側伸展邊，位于柔性電路板上側、左側和右側的伸展邊邊緣設有用于綁定傳感器的維可牢尼龍搭扣（8），以便穿戴在手指上。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種假肢手穿戴式柔性觸覺傳感器，其特征在于：所述的每組測試電極組（7）均為呈正方形形狀的五電極結構，五電極結構由均勻分布在四角的四個直角三角形電極及其中心的正方形電極組成，處于中心的正方形電極作為公用電極；每行測試電極組（7）的所有正方形電極通過并行布線方式的引線串聯(lián)連接后引出管腳，位于同一列上的測試電極組（7）中位置相同的直角三角形電極通過并行布線方式的引線串聯(lián)連接后引出管腳，M行測試電極組（7）由正方形電極引出M個管腳作為行電極（9），N列測試電極組（7）由直角三角形電極引出4N個管腳作為列電極（10）。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種假肢手穿戴式柔性觸覺傳感器，其特征在于：所述的導電橡膠陣列（2）通過常溫固化的柔性填充物（3）粘結在一起。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種假肢手穿戴式柔性觸覺傳感器，其特征在于：所述的導電橡膠陣列（2）為3×3的陣列分布，導電橡膠單元（6）為正方形導電橡膠片。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種假肢手穿戴式柔性觸覺傳感器，其特征在于：所述的導電橡膠陣列（2）采用日本INABA公司生產的Inastomer導電橡膠，柔性電極層（4）為雙面柔性電路板，采用聚酰亞胺薄膜作為基材。

6.包含有權利要求1～5任一所述傳感器的一種假肢手穿戴式柔性觸覺檢測裝置，其特征在于：包括所述的柔性觸覺傳感器和信號采集電路，信號采集電路包括電源轉換模塊、微處理器、運算放大電路和模擬多路選擇模塊，微處理器含有模數(shù)轉換模塊多通道ADC；

所述的柔性觸覺傳感器的列電極（10）引出的管腳分別與各自的運算放大電路的負相輸入端連接，參考電阻兩端分別連接在運算放大電路的負相輸入端和輸出端上，運算放大電路的輸出端與微處理器中的ADC模擬信號輸入端連接；外電源連接到電源轉換模塊產生負3.3V電源電壓，模擬多路選擇模塊的多路開關輸入端與負3.3V電源電壓連接，所述柔性觸覺傳感器的行電極（9）引出的管腳分別與模擬多路選擇模塊的各個信號輸出端連接；微處理器與模擬多路選擇模塊連接，控制其多路開關的選擇性通斷，微處理器向模擬多路選擇模塊發(fā)送通斷控制信號，將負3.3V電源電壓與所述的柔性觸覺傳感器的行電極（9）引出的各個管腳依次先后選通；所述的柔性觸覺傳感器的列電極（10）引出的管腳輸出電壓模擬信號，經運算放大電路放大后連接到微處理器進行AD采樣，得到電壓數(shù)字信號。

7.根據(jù)權利要求6所述的一種假肢手穿戴式柔性觸覺檢測裝置，其特征在于：所述的微處理器采用TI公司的TMS320F28069，其含有12位模數(shù)轉換器ADC。

8.根據(jù)權利要求6所述的一種假肢手穿戴式柔性觸覺檢測裝置，其特征在于：所述的模擬多路選擇模塊采用TI公司的TS5A3359單刀三擲常開型模擬開關。

9.根據(jù)權利要求6所述的一種假肢手穿戴式柔性觸覺檢測裝置，其特征在于：所述的運算放大電路采用TI公司的OPA656芯片。

10.根據(jù)權利要求6所述的一種假肢手穿戴式柔性觸覺檢測裝置，其特征在于：所述的電源轉換模塊采用由TI公司的TPS65135電源轉換芯片搭建而成的雙極性電源電路。