[發明專利]觸覺傳感器及機械手

有效

• 申請號: 201911349217.2
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111024007B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 張弘;張學成;江楠;曲紹興
• 申請（專利權）人: 浙江清華柔性電子技術研究院
• 主分類號: G01B13/00
• 分類號: G01B13/00;G01L1/02;G01H17/00;G01K1/14;G01K1/16;G01K13/00;B25J19/02
• 代理公司: 杭州華進聯浙知識產權代理有限公司 33250
• 代理人: 王婷婷

本發明的觸覺傳感器及機械手，所述觸覺傳感器包括柔性外殼，設于所述柔性外殼內的剛性內殼，以及設于所述柔性外殼與所述剛性內殼之間的檢測結構；所述檢測結構包括沿第一方向排列的多個容納有介質的第一腔體，沿第二方向排列的多個容納有介質的第二腔體，且所述檢測結構能夠對每個所述第一腔體及每個所述第二腔體內介質壓力分別檢測。本發明在目標物與該觸覺傳感器配合時，能夠對目標物與觸覺傳感器相接觸時的溫度、力、位置、振動的信號檢測，且具有更高的測量靈活度及靈敏度；同時該觸覺傳感器整體體積小，重量輕，信號的處理量小，進一步滿足機械手手指的使用需求。

技術領域

本發明屬于機器人觸覺感測相關技術領域，特別是涉及一種觸覺傳感器及機械手。

背景技術

目前大多數的柔性傳感器，只能進行溫度、力及位置單獨的測量，而且對振動方面的測量還很不成熟，陣列的壓力傳感器，并不是完全的柔性，其壓阻元件仍為剛性，使得現有的柔性傳感器實現不了柔性地對位置及力的檢測，從而滿足不了機械手的使用需求。

發明內容

基于此，有必要針對現有技術中存在的技術問題，提供一種觸覺傳感器及機械手。

具體地，一種觸覺傳感器，包括柔性外殼，設于所述柔性外殼內的剛性內殼，以及設于所述柔性外殼與所述剛性內殼之間的檢測結構；所述檢測結構包括第一介質組件以及第二介質組件；所述第一介質組件包括沿第一方向排列的多個容納有介質的第一腔體，所述第二介質組件包括沿第二方向排列的多個容納有介質的第二腔體；所述第一介質組件還包括多個對應于所述第一腔體的第一壓力傳感器，所述第一壓力傳感器能夠檢測對應的所述第一腔體內介質的壓力，所述第二介質組件還包括多個對應于所述第二腔體的第二壓力傳感器，所述第二壓力傳感器能夠檢測對應的所述第二腔體內介質的壓力。

作為本發明的優選方案，所述第一介質組件包括第一壓力傳感芯片，多個所述第一壓力傳感器集成在所述第一壓力傳感芯片上。

作為本發明的優選方案，所述第一壓力傳感芯片上設有多個對應于所述第一腔體的第一連接接頭，每個所述第一連接接頭與對應的所述第一腔體插接配合并密封對應的所述第一腔體。

作為本發明的優選方案，每個所述第一腔體在遠離對應所述第一連接接頭的一端設為封閉端。

作為本發明的優選方案，所述第二介質組件包括第二壓力傳感芯片，多個所述第二壓力傳感器集成在所述第二壓力傳感芯片上。

作為本發明的優選方案，所述第二壓力傳感芯片上設有多個對應于所述第二腔體的第二連接接頭，每個所述第二連接接頭與對應的所述第二腔體插接配合并密封對應的所述第二腔體。

作為本發明的優選方案，每個所述第二腔體在遠離對應所述第二連接接頭的一端設為封閉端。

作為本發明的優選方案，所述第一介質組件以及所述第二介質組件在所述柔性外殼與所述剛性內殼之間層疊設置。

作為本發明的優選方案，多個所述第一腔體所在的第一方向與多個所述第二腔體所在的第二方向相互垂直。

作為本發明的優選方案，所述第一腔體的橫截面及/或所述第二腔體的橫截面設為半圓筒狀結構。

作為本發明的優選方案，所述柔性外殼包括導熱彈性體，以及連接于所述導熱彈性體的溫度傳感元件；所述柔性外殼與目標物接觸時，所述溫度傳感元件能夠在所述導熱彈性體的熱傳導下對所述目標物進行溫度檢測。

作為本發明的優選方案，所述導熱彈性體與所述檢測結構之間的位置設有柔性隔熱層。

作為本發明的優選方案，所述觸覺傳感器還包括處理電路系統，所述處理電路系統設置在所述剛性內殼的內部，用以與所述檢測結構及/或所述溫度傳感元件進行信號連接。

本發明還請求保護機械手，包括上述任一所述的觸覺傳感器。