[發明專利]觸覺傳感器、壓力事件檢測方法和裝置及智能機器人

在審

• 申請號: 202011021465.7
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN114252178A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 齊鵬;陳禹;鄭宇;張正友;王巨宏;劉婷婷
• 申請（專利權）人: 同濟大學;騰訊科技（深圳）有限公司
• 主分類號: G01L1/12
• 分類號: G01L1/12
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 李娟

1.一種觸覺傳感器，其特征在于，所述觸覺傳感器包括包覆層、磁性層和位于所述包覆層和所述磁性層之間的至少兩個傳感單元，

所述至少兩個傳感單元包括第一組傳感單元和第二組傳感單元，所述第一組傳感單元和所述第二組傳感單元均包括第一傳感單元和第二傳感單元中的一種或者多種，所述第一傳感單元包括電致發光器件、導線和各光波導平行設置的光波導組，所述第二傳感單元包括導線；

其中，所述第一組傳感單元的導線沿平行于所述磁性層的第一方向設置，以及，所述第二組傳感單元的導線沿平行于所述磁性層的第二方向設置，且所述第一方向與所述第二方向交叉；

每個第一傳感單元中，電致發光器件串聯至導線構成的閉合回路中，導線與電信號接收器相連，各個光波導的入射端與電致發光器件相連，各個光波導的出射端與光信號接收器相連，且每個第二傳感單元的導線與電信號接收器相連。

2.如權利要求1所述的觸覺傳感器，其特征在于，所述第一方向與所述第二方向垂直。

3.如權利要求1所述的觸覺傳感器，其特征在于，每個第二傳感單元還包括電致發光器件和平行設置的光波導組。

4.如權利要求1-3任一所述的觸覺傳感器，其特征在于，所述光波導組包括第一光波導和第二光波導，各所述第一光波導設置于第一光波導層，各所述第二光波導設置于第二光波導層，所述第一組傳感單元的導線設置于第一導線層，所述第二組傳感單元的導線設置于第二導線層；

其中，所述包覆層、所述第一光波導層、所述第一導線層、所述第二導線層、所述第二光波導層以及所述磁性層依次級聯設置。

5.如權利要求4所述的觸覺傳感器，其特征在于，所述導線為金屬導線、石墨導線或者被絕緣層包裹的液態金屬導線中的任意一種。

6.如權利要求5所述的觸覺傳感器，其特征在于，所述導線為金屬導線或者石墨導線時，所述觸覺傳感器還包括設置于所述第一導線層和所述第二導線層之間的絕緣層。

7.如權利要求4所述的觸覺傳感器，其特征在于，所述電致發光器件為半導體器件，針對每一個傳感單元，所述半導體器件沿厚度方向的第一面與該傳感單元包括的各光波導的入射端均固定連接，且所述第一面與該傳感單元包括的導線固定連接；或者，

所述電致發光器件為在傳感單元包括的各光波導的入射端一側涂刷熒光材料形成的熒光涂層。

8.如權利要求4所述的觸覺傳感器，其特征在于，所述第一組傳感單元的導線與第一光波導同層設置，和/或，所述第二組傳感單元的導線與第二光波導同層設置。

9.如權利要求4所述的觸覺傳感器，其特征在于，所述第二光波導層貼覆于所述磁性層靠近所述包覆層一側的表面。

10.如權利要求1所述的觸覺傳感器，其特征在于，所述包覆層采用布料、橡膠材料或者碳纖維材料中的任意一種。

11.如權利要求1所述的觸覺傳感器，其特征在于，所述磁性層為磁性橡膠、永磁鐵或者電磁鐵中的任意一種。

12.一種應用于如權利要求1～11任一所述的觸覺傳感器的壓力事件檢測方法，其特征在于，所述方法包括：

通過電信號接收器獲取各個傳感單元的電信號值；其中，在存在壓力事件時，各個傳感單元包括的導線切割所述磁性層的磁場，產生感應電壓；

根據各個傳感單元的電信號值確定所述壓力事件在觸覺傳感器上的位置；并，

針對每一傳感單元，根據電信號值確定電致發光器件輸入至光波導的入射光強；其中，各個傳感單元包括的導線上產生的電流擊穿對應電致發光器件，使得電致發光器件產生入射光，輸入至各個傳感單元的光波導的入射端；

通過光信號接收器獲取各個傳感單元對應的至少兩個出射光強；

根據所述各個傳感單元的光波導的入射光強和各個傳感單元對應的至少兩個出射光強確定所述壓力事件在所述觸覺傳感器上的壓力值。