[發明專利]一種用于人與機器人安全交互的傳感裝置

有效

• 申請號: 201710786413.0
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107765686B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 楊賡;龐高陽;林清泉
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G05D1/00;G05D13/62;B25J9/16;B25J19/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種用于人與機器人安全交互的傳感裝置，其特征在于：包含主要由柔性基底(1)、下層電極陣列(2)、柔性感知層(3)、上層電極陣列(4)和表面層(6)從下到上依次緊密層疊黏合構成的柔性觸覺傳感陣列；

所述柔性觸覺傳感陣列中，表面層(6)的上表面固定布置有超聲波傳感器(7)、第一類毛發感受器(8)和第二類毛發感受器(9)，超聲波傳感器(7)、第一類毛發感受器(8)和第二類毛發感受器(9)均間隔交錯均布地陣列于表面層(6)的上表面，各個傳感器引出導線(5)，導線(5)布置經過表面層(6)內部；

所述的第一類毛發感受器(8)包含感知芯體(10)、從感知芯體(10)兩極引出外表面絕緣的導線(5)以及制造中使用表面層(6)相同材料且與感知芯體(10)結合為一個整體的表面封裝部分，感知芯體(10)外被表面封裝部分包裹并通過表面封裝部分固定結合到表面層(6)上表面，導線(5)布置經過表面層(6)并穿出表面層(6)；

所述的第二類毛發感受器(9)包含感知芯體(11)、從感知芯體(11)兩極引出外表面絕緣的導線(5)、使用表面層(6)相同材料且與感知芯體(11)結合為一個整體的表面封裝部分以及使用表面層(6)相同材料且連接在表面封裝部分底部和表面層(6)之間的半球凸起，感知芯體(11)外被表面封裝部分包裹，表面封裝部分結合到半球凸起頂端，導線(5)布置經過表面層(6)和其上的半球凸起并穿出表面層(6)；

所述的第一類毛發感受器(8)的尖端相比第二類毛發感受器(9)的尖端距表面層(6)高度較高、橫截面直徑較小；并且，第二類毛發感受器(9)中，半球凸起的橫截面直徑較表面封裝部分的橫截面直徑大；

所述的柔性基底(1)上表面固定布置有下層電極陣列(2)，柔性感知層(3)上表面固定布置有上層電極陣列(4)，下層電極陣列(2)和上層電極陣列(4)均包括多個間隔交錯布置的電極片，下層電極陣列(2)和上層電極陣列(4)中各個電極片的布置和表面層(6)上各個第二類毛發感受器(9)(即半球凸起)的布置相同；下層電極陣列(2)中將沿同一行或列方向的電極片用電極線依次串聯后引出，上層電極陣列(4)中將沿同一列或行方向的電極片用電極線依次串聯后引出，下層電極陣列(2)的電極線和上層電極陣列(4)的電極線相正交垂直。

2.根據權利要求1所述的一種用于人與機器人安全交互的傳感裝置，其特征在于：所述的柔性觸覺傳感陣列為包括但不限于4×4陣列。

3.根據權利要求1所述的一種用于人與機器人安全交互的傳感裝置，其特征在于：所述的柔性基底(1)的襯底材料包括但不限于聚二甲基硅氧烷(PDMS)，所述的柔性感知層(3)的感知材料包括但不限于由聚二甲基硅氧烷(PDMS)和多壁碳納米管(MWCNT)組成的復合材料，所述的表面層(6)的封裝材料包含但不限于聚二甲基硅氧烷(PDMS)，所述的下層電極陣列(2)和上層電極陣列(4)所用材料包含但不限于銅。