[發(fā)明專利]具有緊固裝置的多層觸覺傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810029908.3
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108332883B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 歐內(nèi)丁·伊布羅切維奇;馬蒂亞斯·施韋克;貝恩德·諾伊施萬德;馬蒂亞斯·庫澤拉
• 申請（專利權(quán)）人: 皮爾茨公司
• 主分類號: G06F3/041
• 分類號: G06F3/041;G01L1/00;G01L1/22
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;吳瓊

多層觸覺傳感器(10)具有包括第一電極(18)的第一層(12)、包括第二電極(20)的第二層(14)以及布置在第一層和第二層(12,14)之間并且將第一電極(18)與第二電極(20)間隔開的壓敏材料(16)的中間層(16)。傳感器還包括用于將第一電極和第二電極(18,20)相對于彼此固定的緊固裝置(24)。至少第一電極(18)由導(dǎo)電絲制成并且沿著限定縱向方向延伸。緊固裝置(24)至少包括第一縫線(26)，第一縫線(26)沿縱向方向延伸并且包括重復(fù)地多次穿過壓敏材料(22)以便將第一電極(28)固定在限定位置的至少一個線。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多層觸覺傳感器以及用于這樣的傳感器的相應(yīng)制造方法。

背景技術(shù)

常規(guī)多層觸覺傳感器被已知為所謂的壓力墊。壓力墊是具有響應(yīng)于機(jī)械負(fù)載的壓敏表面的二維傳感器。例如，如果人踩在有效表面上，引起的機(jī)械負(fù)載由連接至傳感器的控制單元檢測和估計并且被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的反應(yīng)。對所述事件的反應(yīng)可以例如是關(guān)閉技術(shù)系統(tǒng)或顯示警告消息。

已知的壓力墊基于如下原理：具有導(dǎo)電電極的兩層被壓敏中間層分隔。如果中間層被壓縮，電極之間的電性質(zhì)改變。為此，中間層可以包括可壓縮元件，使得當(dāng)壓力橫向地指向壓力墊的表面時，兩個電極被壓在一起并且電極在可壓縮元件之間直接接觸。

或者，中間層也可以由在壓力下改變其電阻的材料制成。這樣的中間層可以是連續(xù)層，使得即使兩個電極彼此不直接接觸，也可以使用合適的分析電路檢測所述電阻改變。

基于前述基本原理，通常目的在于制造一體的非常大的傳感器。為此，單獨的層首先被分別制造，在后續(xù)步驟中進(jìn)行組裝以形成目前的傳感器。除了連續(xù)的中間層之外，電極可以優(yōu)選地被構(gòu)造成連續(xù)片，例如，構(gòu)造成里面縫或編織有電極的織物片。在這種情況下，傳感器通過將單獨的層彼此上下布置并且將其固定在一起來形成。通常，這通過將層放置在殼體中或?qū)⑵鋵盈B成復(fù)合物來實現(xiàn)。兩種方法通常限制了傳感器的柔性、特別地柔韌性。

盡管在傳感器用作壓力墊的情況下柔性的損失最初不重要，但是對于其他應(yīng)用期望保留單獨的層的初始柔性。這樣的應(yīng)用例如是將觸覺傳感器用作機(jī)器人皮膚，在這種情況下，傳感器的有效表面適配至機(jī)器人的外輪廓，或者是如下情況，傳感器用作夾剪邊緣上的防夾裝置并且傳感器為條形且沿著要被監(jiān)視的邊緣延伸。在這兩種情況下，期望盡可能地保留單獨的層的初始柔性。

針對該背景，本發(fā)明的目的是指定一種避免前述缺點的多層觸覺傳感器。特別地，目的是指定一種觸覺傳感器，其特別地是柔軟和柔韌的并且能夠?qū)崿F(xiàn)不同的幾何形狀。同時，新型傳感器應(yīng)該是簡單、堅固且便宜制造。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，該目的通過多層觸覺傳感器實現(xiàn)，該多層觸覺傳感器具有包括第一電極的第一層、包括第二電極的第二層以及布置在第一層和第二層之間并且將第一電極與第二電極間隔開的壓敏材料的中間層，并且具有將第一電極和第二電極相對于彼此固定的緊固裝置，其中至少第一電極由導(dǎo)電絲制成并且沿著限定縱向方向延伸，并且其中，緊固裝置至少包括第一縫線，第一縫線沿第一電極的限定縱向方向延伸并且包括重復(fù)地多次穿過壓敏材料以便將第一電極固定在限定位置的至少一個線。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該目的通過用于制造多層觸覺傳感器的方法來實現(xiàn)，該方法具有如下步驟：

設(shè)置形成第一層的第一電極和形成第二層的第二電極；

設(shè)置布置在第一層和第二層之間并且將第一電極與第二電極間隔開的壓敏材料的中間層；

用緊固裝置將第一電極和第二電極相對于彼此固定，所述緊固裝置將第一電極與第二電極間隔開；

其中，至少第一電極由導(dǎo)電絲制成并且沿著限定縱向方向延伸，并且其中，緊固裝置至少包括第一縫線，第一縫線沿縱向方向延伸并且包括重復(fù)地多次穿過壓敏材料以便將第一電極固定在限定位置的至少一個線。