[發(fā)明專利]基于恒定電場的機(jī)器人觸覺傳感器及接觸位置的檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710250913.2
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN106969861B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳海彬;黃劍鋒;佟思逸;陳建鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: G01L1/18
• 分類號: G01L1/18;G01B7/004
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

1.一種基于恒定電場的機(jī)器人觸覺傳感器，其特征在于：包括上下依次設(shè)置的上柔性層、網(wǎng)狀隔層和下柔性層，所述上柔性層由第一絕緣面和第一導(dǎo)電面上下貼合組成，所述下柔性層包括上下貼合的第二導(dǎo)電面和第二絕緣面，所述第二導(dǎo)電面由內(nèi)外設(shè)置的導(dǎo)電內(nèi)圈和導(dǎo)電外圈組成，所述導(dǎo)電外圈外周側(cè)還設(shè)有一圈式電極；所述第一絕緣面和第二絕緣面分別作為上柔性層和下柔性層的外表面，所述第一導(dǎo)電面和第二導(dǎo)電面分別作為上柔性層和下柔性層的內(nèi)表面，并且所述第一導(dǎo)電面和第二導(dǎo)電面分別與網(wǎng)狀隔層的上下面相貼合；所述第一絕緣面和第二絕緣面的材質(zhì)均為高分子薄膜基材，所述第一絕緣面的高分子薄膜基材上噴涂有一層帶有特定導(dǎo)電率的導(dǎo)體介質(zhì)，所述導(dǎo)體介質(zhì)形成第一導(dǎo)電面；所述第二絕緣面的高分子薄膜基材上對應(yīng)所述導(dǎo)電內(nèi)圈、導(dǎo)電外圈和圈式電極的位置處分別設(shè)有導(dǎo)電率不同的第一半導(dǎo)體介質(zhì)、第二半導(dǎo)體介質(zhì)和第三半導(dǎo)體介質(zhì)，所述第一半導(dǎo)體介質(zhì)、第二半導(dǎo)體介質(zhì)和第三半導(dǎo)體介質(zhì)形成第二導(dǎo)電面；所述第一半導(dǎo)體介質(zhì)、第二半導(dǎo)體介質(zhì)和第三半導(dǎo)體介質(zhì)的導(dǎo)電率分別為A、B和C ,其中C＞10A，A＞10B，并且A、B和C均＞0。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于恒定電場的機(jī)器人觸覺傳感器，其特征在于：所述上柔性層與下柔性層的外表面分別貼附有一層粘彈性保護(hù)膜。

3.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于恒定電場的機(jī)器人觸覺傳感器的接觸位置的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S0：將觸覺傳感器穿戴于機(jī)器人上，在第二導(dǎo)電面的導(dǎo)電內(nèi)圈幅面上建立平面XY坐標(biāo)系；

步驟S1：在第二導(dǎo)電面的圈式電極的一組對邊的中點A+與A-施加一偏置直流電壓，A+與A-位于X方向；

步驟S2：按壓觸覺傳感器中第一絕緣面的任一位置，使第一導(dǎo)電面和第二導(dǎo)電面接觸，得到一接觸點；

步驟S3：將第一導(dǎo)電面作為接觸點的引出線，連接至一信號采集器，獲取電壓值；

步驟S4：去除所第二導(dǎo)電面圈式電極對邊A+與A-的偏置直流電壓，把偏置直流電壓施加到圈式電極的另一組對邊的中點B+與B-，B+與B-位于Y方向；

步驟S5：將第一導(dǎo)電面作為接觸點的引出線，連接至所述信號采集器，獲取電壓值；

步驟S6：松開按壓位置，并按照下式計算按壓位置的接觸坐標(biāo)：

，

；

其中，和分別為在偏置直流電壓作用下，第二導(dǎo)電面x方向和y方向上導(dǎo)電外圈與導(dǎo)電內(nèi)圈交界處的電勢差， ，分別為所述信號采集器采集到的接觸點的電壓值；,分別為下導(dǎo)電層導(dǎo)電內(nèi)圈x方向和y方向的長度。