[實(shí)用新型]低密度仿生觸摸皮膚組件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821581634.0
• 申請(qǐng)日: 2018-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN208819185U
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王劍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢旖旎科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F3/041
• 分類號(hào): G06F3/041
• 代理公司: 武漢紅觀專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42247
• 代理人: 陳凱

本實(shí)用新型提出了一種低密度仿生觸摸皮膚組件，由硅膠皮膚層、導(dǎo)電橡膠層、觸摸電路層組成，導(dǎo)電橡膠層包括導(dǎo)電橡膠塊和絕緣隔離層，觸摸電路層包括觸摸電路和柔性襯底，觸摸電路固設(shè)在柔性襯底上；觸摸電路，包括A/D轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)輸入端子、信號(hào)輸出端子、皮膚組件電路總線、皮膚組件電路支線、上下級(jí)皮膚組件連接線路和觸摸點(diǎn)單元。本實(shí)用新型可通過在機(jī)器人表面全覆蓋低密度仿生觸摸皮膚組件，通過處理皮膚組件輸出信號(hào)，可以更方便的模擬人體對(duì)觸摸部位的反應(yīng)，低密度仿生觸摸皮膚組件擴(kuò)展性很強(qiáng)，各觸摸點(diǎn)單元是獨(dú)立工作，不會(huì)互相干擾，如果部分觸摸點(diǎn)單元失靈，其他觸摸點(diǎn)單元不會(huì)受到影響；低密度仿生觸摸皮膚組件能夠彎曲和變形。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及仿生皮膚觸摸反饋傳感器領(lǐng)域，尤其涉及一種低密度仿生觸摸皮膚組件。

背景技術(shù)

人的皮膚是人體感知外界環(huán)境的溝通渠道，皮膚中分布著各種類型的感受器，人通過皮膚可以感知周圍環(huán)境，如觸感、溫度、濕度、壓力等等。目前常見的仿生觸感感知反饋有如下幾種類型：安裝在機(jī)器人手部手指部位的壓力傳感器，可以用來仿真感知抓取物體的力量；安裝在物體表面的觸摸式電容開關(guān)傳感器，可以實(shí)現(xiàn)觸摸反應(yīng)功能；廣泛應(yīng)用在觸摸屏和手機(jī)屏幕上的ITO導(dǎo)電膜，可以感知手指壓力，并輸出電信號(hào)作為反饋。另外，現(xiàn)有研究中的部分仿生皮膚，能夠感知外部壓力、溫濕度等環(huán)節(jié)因素，分辨率最高能達(dá)到毫米級(jí)。

現(xiàn)有的仿生觸摸感知反饋技術(shù)，存在著如下問題：機(jī)器人普遍缺乏皮膚觸感，無法像真人一樣對(duì)接觸、觸摸產(chǎn)生反應(yīng)；觸摸式電容開關(guān)傳感器埋藏在介質(zhì)內(nèi)，而且只能通過人體生物電觸發(fā)，其他物品接觸沒有反應(yīng)；電阻式觸摸屏定位技術(shù)分辨率初始化是固定值，不能彎曲或柔性變形，不能制成曲面或者球面進(jìn)行極坐標(biāo)處理。而且現(xiàn)有的仿生皮膚功能還很簡(jiǎn)陋，不能很好的模擬人體皮膚對(duì)外部的感知，效果很不理想。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實(shí)用新型提出了一種結(jié)構(gòu)合理、密度分布均勻、使用擴(kuò)展方便的低密度仿生觸摸皮膚組件。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：本實(shí)用新型提供了一種低密度仿生觸摸皮膚組件，由硅膠皮膚層、導(dǎo)電橡膠層、觸摸電路層組成；

所述導(dǎo)電橡膠層包括導(dǎo)電橡膠塊和絕緣隔離層，導(dǎo)電橡膠塊固設(shè)在絕緣隔離層上；

所述觸摸電路層包括觸摸電路和柔性襯底，觸摸電路固設(shè)在柔性襯底上；

所述觸摸電路，包括A/D轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)輸入端子、信號(hào)輸出端子、皮膚組件電路總線、皮膚組件電路支線、上下級(jí)皮膚組件連接線路和觸摸點(diǎn)單元；所述皮膚組件電路總線分別與A/D轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)輸入端子和信號(hào)輸出端子電性連接，皮膚組件電路總線上并聯(lián)有皮膚組件電路支線，皮膚組件電路支線上并聯(lián)有觸摸點(diǎn)單元，觸摸點(diǎn)單元與固設(shè)在絕緣隔離層上的導(dǎo)電橡膠塊的位置一一對(duì)應(yīng)；上下級(jí)皮膚組件連接線路分別與信號(hào)輸入端子和信號(hào)輸出端子連接。

在以上技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述皮膚組件電路總線，包括+5V電源線和地線，皮膚組件電路支線并聯(lián)在+5V電源線上。

在以上技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述皮膚組件電路總線上，相鄰的兩個(gè)皮膚組件電路支線連接點(diǎn)之間設(shè)置有電路總線電阻。

在以上技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述皮膚組件電路支線上，相鄰的兩個(gè)觸摸點(diǎn)單元連接點(diǎn)之間設(shè)置有電路支線電阻。

在以上技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述觸摸點(diǎn)單元，是由與皮膚組件電路支線并聯(lián)的導(dǎo)線交錯(cuò)設(shè)置構(gòu)成的常開電路。

在以上技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述觸摸點(diǎn)單元與導(dǎo)電橡膠塊的外形為六邊形、矩形或者圓形。

在以上技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述觸摸點(diǎn)單元的面積為1-3cm²，觸摸點(diǎn)單元的個(gè)數(shù)為5500-16500個(gè)。

本實(shí)用新型提供了一種低密度仿生觸摸皮膚組件，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：