[發(fā)明專利]判斷接觸面區(qū)域的觸覺傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010985070.2
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112072949B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李赟;丁彥芳;丁曉芳;趙翔
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州科技學(xué)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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41161
• 代理人: 馬麗青

本發(fā)明首先提供一種用于判斷接觸面區(qū)域的觸覺傳感器，首先包括一根據(jù)穿戴設(shè)備正投影面積區(qū)域建立的坐標(biāo)系，上述坐標(biāo)系建立覆蓋于穿戴設(shè)備表面虛擬坐標(biāo)，還包括排布于穿戴設(shè)備表面的多個發(fā)電單元，各發(fā)電單元分別對應(yīng)設(shè)有一地址存儲器，地址存儲器用于存儲各發(fā)電單元位于坐標(biāo)系的坐標(biāo)值，各發(fā)電單元產(chǎn)生電信號時，電信號首先經(jīng)信號處理電路處理生成清晰的數(shù)字信號，由處理器將收到的坐標(biāo)信息按照橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)進行分類，相同橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)的坐標(biāo)值為一組，然后由處理器運比較同一組內(nèi)的縱坐標(biāo)或橫坐標(biāo)值，比較后得到的最小值和最大值，計算各坐標(biāo)差值的加權(quán)平均數(shù)，加權(quán)平均數(shù)最小即為相鄰最近點，連接最近點之間的連線即可形成接觸面積區(qū)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及觸覺傳感器，特別涉及一種用于判斷接觸面區(qū)域的觸覺傳感器。

背景技術(shù)

觸覺傳感器多采用壓電式傳感器來獲取傳感信號，但是壓電傳感器受限于其原理對于敏感的觸覺動作無法捕捉。而且隨著虛擬現(xiàn)實應(yīng)用的需求的進步，對于觸覺傳感器所感知的信息要求更加苛刻，其中可穿戴、以及獲得觸覺接觸面積等需求就是一個方面。如若可穿戴設(shè)備中的觸覺傳感器可感知觸覺區(qū)域，即可對于設(shè)備的貼合狀況以及設(shè)備的動作捕捉提供更為準(zhǔn)確的信息。可以預(yù)想的是，當(dāng)手部可穿戴設(shè)備可以捕捉手部握持區(qū)域信息時，可結(jié)合深度學(xué)習(xí)算法即可判斷出使用者握持設(shè)備的姿態(tài)、動作、力度等一系列信息，在虛擬現(xiàn)實交互中可提供沉浸感更強烈的操作體驗。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明首先提供一種摩擦發(fā)電單元，摩擦發(fā)電單元作為觸覺傳感器的電信號生成端，該摩擦發(fā)電單元解決了穿戴設(shè)備對傳感器供電困難的技術(shù)問題。

所述發(fā)電單元，至少包括一組相對設(shè)置的一組摩擦片，所述摩擦片相對設(shè)置且之間設(shè)有空氣間隔，當(dāng)受外力作用時相對接觸并摩擦，并在外力作用消失時，所述摩擦片在自身彈性作用下恢復(fù)相間隔的狀態(tài)；所述摩擦片相對的表面涂設(shè)有不同材料制成的摩擦層，各所述摩擦層的背部分別涂設(shè)有由導(dǎo)電材料制成的電極層，同一組摩擦片的電極層之間連接信號處理電路；同一所述發(fā)電單元內(nèi)，同時堆疊設(shè)置多組摩擦片，不同組摩擦片的相同極性的電極串聯(lián)連接形成同一電極組，由同一電極組接入信號處理電路。

在上述或一些實施例中，各所述摩擦片還包括由回彈性材料制成的支撐層，所述電極層位于摩擦層和支撐層之間，所述支撐層與所述電極層固定連接。

在上述或一些實施例中，所述發(fā)電單元還包括位于各摩擦片中部的連接部，所述連接部的外周面設(shè)有由導(dǎo)電材料制成的第一導(dǎo)電環(huán)、第二導(dǎo)電環(huán)；所述第一、二導(dǎo)電環(huán)成圓柱狀嵌入連接部，所述第一、二導(dǎo)電環(huán)包括導(dǎo)電觸頭，所述導(dǎo)電觸頭用于與同一極性的摩擦片導(dǎo)電接觸，且各所導(dǎo)電接觸頭為多個且成環(huán)狀間隔分布；所述第二導(dǎo)電環(huán)外套于第一導(dǎo)電環(huán)的外側(cè)且之間由連接部部分形成絕緣材質(zhì)，所述第二導(dǎo)電環(huán)與第一導(dǎo)電環(huán)的導(dǎo)電接觸頭交叉處，第二導(dǎo)電環(huán)成鏤空狀結(jié)構(gòu)，被配置為第一導(dǎo)電環(huán)的導(dǎo)電接觸頭與第二導(dǎo)電環(huán)鏤空處交叉相隔的結(jié)構(gòu)，其形成交叉相隔的部分由連接部形成絕緣設(shè)置。

在上述或一些實施例中，所述發(fā)電單元還包括封裝殼，所述封裝殼形成摩擦片堆疊安裝的空間，所述封裝殼為一封閉的內(nèi)部設(shè)有空間的結(jié)構(gòu)，所述封裝殼的中心處與連接部端部固定連接。

在上述或一些實施例中，各所述摩擦片中心處固定設(shè)有內(nèi)圈，所述內(nèi)圈與支撐層為同一種材料制成，且內(nèi)圈兩端面向兩端處突出形成圓臺狀結(jié)構(gòu)，所述電極層延伸通過內(nèi)圈并位于內(nèi)圈的內(nèi)表面處，所述摩擦片通過內(nèi)圈套接固定于所述連接部上，各所述摩擦片之間還套接有位于內(nèi)圈之間的隔環(huán)。

在上述或一些實施例中，所述摩擦片包括多個成圓形陣列的長條狀的摩擦凸起，所述摩擦凸起其為中部凸起兩側(cè)邊下凹的結(jié)構(gòu)，且相鄰摩擦凸起的側(cè)邊相交形成凸出的棱邊結(jié)構(gòu)。

在上述或一些實施例中，所述摩擦片為圓片狀結(jié)構(gòu)，所述摩擦凸起緊鄰成圓形陣列排布。

在上述或一些實施例中，所述摩擦片為圓片狀結(jié)構(gòu)，所述摩擦凸起緊鄰成圓形陣列排布。