[發(fā)明專利]一種阻容復(fù)合式觸摸傳感器、電子皮膚和智能機器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810093934.2
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108362428A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫滕諶;張大華;莊瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 北京他山科技有限公司
• 主分類號: G01L5/16
• 分類號: G01L5/16
• 代理公司: 北京金之橋知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11137
• 代理人: 林建軍

1.一種阻容復(fù)合式觸摸傳感器，其特征在于：所述觸摸傳感器包括多個傳感器單元，每個傳感器單元包括4個多功能層，各功能層包含對應(yīng)的一個區(qū)域，4個多功能層構(gòu)成兩個電容C1和C2；

每個多功能層的內(nèi)部均設(shè)置有兩層電極，上層為十字形公共電極，下層為與上層十字型公共電極對應(yīng)的4個獨立電極，所述上層十字型公共電極和下層獨立電極之間設(shè)置有壓敏電阻，所述壓敏電阻的一端接在上層十字型公共電極上，所述壓敏電阻的另一端接在下層獨立電極上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種阻容復(fù)合式觸摸傳感器，其特征在于：第一多功能層和第三多功能層等高且相對設(shè)置，第二多功能層和第四多功能層等高且相對設(shè)置；第一多功能層和第三多功能層的中心距為d1，第二多功能層和第四多功能層的中心距為d2，d1與d2的比值為1.2-5；第一多功能層與第三多功能層的高度為h1，第二多功能層和第四多功能層的高度為h2，h1與h2的差值為1-3mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種阻容復(fù)合式觸摸傳感器，其特征在于：每個多功能層包含的區(qū)域包括與多功能層對應(yīng)的上部和底部，上部由柔性導(dǎo)電材料構(gòu)成，柔性導(dǎo)電材料的外部設(shè)置有由柔性絕緣材料構(gòu)成的保護層，底部包括多層PCB板或FPC板，PCB板或FPC板下面設(shè)置有柔性絕緣層，柔性絕緣層下面設(shè)置有由模擬開關(guān)控制的接地屏蔽層，由模擬開關(guān)控制的接地屏蔽層下面設(shè)置有絕緣保護層；第一層PCB板或FPC板上設(shè)置有與每個多功能層對應(yīng)的環(huán)狀電極，第二層PCB板或FPC板上設(shè)置有圓形電極，圓形電極上設(shè)置有過孔，所述過孔連接環(huán)狀電極與圓形電極，以形成獨立的導(dǎo)電區(qū)域，所述上部與底部之間電連接；所述上層十字型公共電極通過設(shè)置在所述多功能層內(nèi)部的導(dǎo)電柱電連接在所述第一層PCB板或FPC板上，所述下層獨立電極直接設(shè)置在所述第一層PCB板或FPC板上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種阻容復(fù)合式觸摸傳感器，其特征在于：所述多功能層通過模擬開關(guān)連接在處理器上，所述處理器連接在外電路上；

所述多功能層通過模擬開關(guān)的分時切換及總線的控制來分區(qū)域屏蔽傳感器，其中，每個測量周期T由兩個子周期T1和T2構(gòu)成：

在T1時，第一多功能層接多功能層激勵信號，第三多功能層接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，第二多功能層和第四多功能層同時接地，將控制第一多功能層和第三多功能層內(nèi)部壓敏電阻的模擬開關(guān)斷開，而將控制第二多功能層和第四多功能層內(nèi)部壓敏電阻的模擬開關(guān)與其內(nèi)部壓敏電阻的公共電極接通；

在T2時，第二多功能層接多功能層激勵信號，第四多功能層接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，第一多功能層和第三多功能層同時接地，將控制第二多功能層和第四多功能層內(nèi)部壓敏電阻的模擬開關(guān)斷開，而將控制第一多功能層和第三多功能層內(nèi)部壓敏電阻的模擬開關(guān)與其內(nèi)部壓敏電阻的公共電極接通；

在接下來的T3周期內(nèi)，將處于屏蔽狀態(tài)的傳感器單元的4個多功能層同時接地，同時將控制4個多功能層內(nèi)部壓敏電阻的模擬開關(guān)接通其內(nèi)部壓敏電阻的公共電極，使處于屏蔽狀態(tài)的傳感器單元仍能測三維力的變化，其中的T3＝T。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種阻容復(fù)合式觸摸傳感器，其特征在于：所述測量周期T為1-20ms，且T1＝T2＝0.5T。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種阻容復(fù)合式觸摸傳感器，其特征在于：所述柔性導(dǎo)電材料為有機導(dǎo)電銀膠材料，所述有機導(dǎo)電銀膠材料與所述多功能層之間設(shè)有導(dǎo)電銀膠粘結(jié)層。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種阻容復(fù)合式觸摸傳感器，其特征在于：所述多功能層的上部和底部之間通過導(dǎo)電膠粘結(jié)或壓接形成電連接；所述導(dǎo)電柱通過焊接、壓接或?qū)щ娔z電連接在所述第一層PCB板或FPC板上。

8.一種電子皮膚，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-7中任一項所述的一種阻容復(fù)合式觸摸傳感器。

9.一種智能機器人，其特征在于，包括如權(quán)利要求8所述的電子皮膚。

10.一種人工智能假肢，其特征在于，包括如權(quán)利要求8所述的電子皮膚。