[發明專利]判斷接觸面區域的觸覺傳感器

有效

• 申請號: 202010985070.2
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112072949B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 李赟;丁彥芳;丁曉芳;趙翔
• 申請（專利權）人: 鄭州科技學院
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;G01L1/16;G01L5/22
• 代理公司: 鄭州豫乾知識產權代理事務所(普通合伙) 41161
• 代理人: 馬麗青

1.判斷接觸面區域的觸覺傳感器，首先包括一根據穿戴設備（200）正投影面積區域建立的坐標系（100），所述坐標系（100）至少覆蓋穿戴設備（200）一側的表面，根據上述坐標系（100）建立覆蓋于穿戴設備（200）表面虛擬坐標，該虛擬坐標存儲于存儲器（301）中；還包括均勻排布于穿戴設備（200）表面的多個根據觸動動作產生電信號的自發電式發電單元（400），各發電單元（400）成矩形陣列排布，各發電單元（400）分別對應設有一地址存儲器（414），所述地址存儲器（414）用于存儲各發電單元（400）位于坐標系（100）的坐標值；還包括處理器（302），各發電單元（400）產生電信號時，電信號首先經信號處理電路（418）處理生成清晰的數字信號，該數字信號包括發電單元（400）的坐標信息，包含坐標信息的數字信號經總線（303）傳輸至處理器（302），由處理器（302）將收到的坐標信息按照橫坐標或縱坐標進行分類，相同橫坐標或縱坐標的坐標值為一組，然后由處理器（302）運行計算指令集，比較同一組內的縱坐標或橫坐標值，將比較后得到的最小值和最大值所在的點進行記錄；計算各坐標差值的加權平均數，加權平均數最小即為相鄰最近點，逐一判斷各點的最近點，連接最近點之間的連線即可形成接觸面積區域；所述發電單元（400），至少包括一組相對設置的一組摩擦片（401），所述摩擦片（401）相對設置且之間設有空氣間隔，當受外力作用時相對接觸并摩擦，并在外力作用消失時，所述摩擦片（401）在自身彈性作用下恢復相間隔的狀態；所述摩擦片（401）相對的表面涂設有不同材料制成的摩擦層（402），各所述摩擦層（402）的背部分別涂設有由導電材料制成的電極層（403），同一組摩擦片（401）的電極層（403）之間連接信號處理電路（418）；同一所述發電單元（400）內，同時堆疊設置多組摩擦片（401），不同組摩擦片（401）的相同極性的電極串聯連接形成同一電極組，由同一電極組接入信號處理電路（418）。

2.根據權利要求1所述的判斷接觸面區域的觸覺傳感器，其特征在于，所述存儲器（301）用于存儲穿戴設備（200）正投影面積區域建立的坐標系（100）信息，包括設定精準度的坐標點信息；還用于存儲運算指令集，所述指令集包括用于比較各坐標值的指令或指令集；所述存儲器（301）、處理器（302）通過通訊總線（303）或通訊線連接接口電路（304），所述接口電路（304）與各所述發電單元（400）電性連接；所述發電單元（400）包括存儲發電單元（400）坐標值信息的地址存儲器（414），還包括控制地址存儲器（414）的控制器（415）、微型處理器（416）、連接外部電路或設備的外部接口（417），上述地址存儲器（414）、控制器（415）、微型處理器（416）、連接外部電路或設備的外部接口（417）可集成于同一芯片電路中，還包括與外部接口（417）電性來接的信號處理電路（418），所述信號處理電路（418）包括整流濾波電路、放大電路、數模轉換電路，有發電單元（400）產生的模擬信號經放大電路處理后再由整流濾波電路形成單向電流，再經單向電流形成數字電信號。

3.根據權利要求2所述的判斷接觸面區域的觸覺傳感器，其特征在于，各所述摩擦片（401）還包括由回彈性材料制成的支撐層（404），所述電極層（403）位于摩擦層（402）和支撐層（404）之間，所述支撐層（404）與所述電極層（403）固定連接。

4.根據權利要求3所述的判斷接觸面區域的觸覺傳感器，其特征在于，所述發電單元（400）還包括位于各摩擦片（401）中部的連接部（405），所述連接部（405）的外周面設有由導電材料制成的第一導電環（406）、第二導電環（407）；所述第一、二導電環（（406、407））成圓柱狀嵌入連接部（405），所述第一、二導電環包括導電觸頭（408），所述導電觸頭（408）用于與同一極性的摩擦片（401）導電接觸，且各所導電接觸頭為多個且成環狀間隔分布；所述第二導電環（407）外套于第一導電環（406）的外側且之間由連接部（405）部分形成絕緣材質，所述第二導電環（407）與第一導電環（406）的導電接觸頭交叉處，第二導電環（407）成鏤空狀結構，被配置為第一導電環（406）的導電接觸頭與第二導電環（407）鏤空處交叉相隔的結構，其形成交叉相隔的部分由連接部（405）形成絕緣設置。