[發(fā)明專利]觸覺(jué)傳感器、壓力事件檢測(cè)方法和裝置及智能機(jī)器人

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011021465.7
• 申請(qǐng)日: 2020-09-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114252178A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 齊鵬;陳禹;鄭宇;張正友;王巨宏;劉婷婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué);騰訊科技（深圳）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01L1/12
• 分類(lèi)號(hào): G01L1/12
• 代理公司: 北京同達(dá)信恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11291
• 代理人: 李娟

本申請(qǐng)公開(kāi)了一種觸覺(jué)傳感器、壓力事件檢測(cè)方法和裝置及智能機(jī)器人，涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，用于提升觸覺(jué)傳感器的壓力事件檢測(cè)的準(zhǔn)確性。該觸覺(jué)傳感器在存在壓力事件時(shí)，導(dǎo)線在壓力作用下切割磁性層的磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流使得電致發(fā)光器件發(fā)光，光線進(jìn)入光波導(dǎo)之后，被光信號(hào)接收器接收，同時(shí)電信號(hào)接收器檢測(cè)到導(dǎo)線上的電信號(hào)，因而通過(guò)電磁學(xué)原理輸出外力位置，利用光學(xué)原理輸出外力的大小，降低電磁干擾對(duì)于外力估計(jì)的干擾問(wèn)題，同時(shí)電流使得電致發(fā)光器件發(fā)出的光進(jìn)入光波導(dǎo)的入射光強(qiáng)大致相等，降低不同入射光強(qiáng)導(dǎo)致的外力估計(jì)不準(zhǔn)確的概率，從而提升了觸覺(jué)傳感器的壓力事件檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，提供一種觸覺(jué)傳感器、壓力事件檢測(cè)方法和裝置及智能機(jī)器人。

背景技術(shù)

觸覺(jué)傳感器可作為電子皮膚應(yīng)用于人體皮膚表面、智能機(jī)器人以及研究?jī)x器等場(chǎng)景中。例如，觸覺(jué)傳感器應(yīng)用于智能機(jī)器人中時(shí)，可幫助智能機(jī)器人實(shí)現(xiàn)觸覺(jué)模仿功能，以幫助機(jī)器人感知外界環(huán)境，比如機(jī)器人抓取物品時(shí)可通過(guò)觸覺(jué)傳感器感知與物品接觸的位置以及力度，從而估計(jì)物品的形狀等特征，以調(diào)整對(duì)物品的抓取力度，提高抓取和傳送等過(guò)程的可靠性；或者，觸覺(jué)傳感器還可以應(yīng)用于人體皮膚表面，用于替代人體皮膚表面壞死的皮膚組織，輔助人體進(jìn)行觸覺(jué)感知。

因此，觸覺(jué)傳感器對(duì)于外部壓力檢測(cè)的準(zhǔn)確度直接影響到機(jī)器人抓取和傳送物品的可靠性，以及人體觸覺(jué)感知的準(zhǔn)確性，因而提升觸覺(jué)傳感器壓力檢測(cè)的準(zhǔn)確度是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種觸覺(jué)傳感器、壓力事件檢測(cè)方法和裝置及智能機(jī)器人，用于提升觸覺(jué)傳感器的壓力事件檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

一方面，提供一種觸覺(jué)傳感器，所述觸覺(jué)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(gè)傳感單元；

所述至少兩個(gè)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(fā)光器件、導(dǎo)線和平行設(shè)置的光波導(dǎo)組，所述第二傳感單元包括導(dǎo)線；

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

每個(gè)第一傳感單元中，電致發(fā)光器件串聯(lián)至導(dǎo)線構(gòu)成的閉合回路中，導(dǎo)線與電信號(hào)接收器相連，各個(gè)光波導(dǎo)的入射端與電致發(fā)光器件相連，各個(gè)光波導(dǎo)的出射端與光信號(hào)接收器相連，且每個(gè)第二傳感單元的導(dǎo)線與電信號(hào)接收器相連。

可選的，各光波導(dǎo)為線狀結(jié)構(gòu)、U型結(jié)構(gòu)或者L型結(jié)構(gòu)。

一方面，提供一種應(yīng)用于上述方面所述的觸覺(jué)傳感器的壓力事件檢測(cè)方法，所述方法包括：

通過(guò)電信號(hào)接收器獲取各個(gè)傳感單元的電信號(hào)值；其中，在存在壓力事件時(shí)，各個(gè)傳感單元包括的導(dǎo)線切割所述磁性層的磁場(chǎng)，產(chǎn)生感應(yīng)電壓；

根據(jù)各個(gè)傳感單元的電信號(hào)值確定所述壓力事件在觸覺(jué)傳感器上的位置；并，

針對(duì)每一傳感單元，根據(jù)電信號(hào)值確定電致發(fā)光器件輸入至光波導(dǎo)的入射光強(qiáng)；其中，各個(gè)傳感單元包括的導(dǎo)線上產(chǎn)生的電流擊穿對(duì)應(yīng)電致發(fā)光器件，使得電致發(fā)光器件產(chǎn)生入射光，輸入至各個(gè)傳感單元的光波導(dǎo)的入射端；

通過(guò)光信號(hào)接收器獲取各個(gè)傳感單元對(duì)應(yīng)的至少兩個(gè)出射光強(qiáng)；

根據(jù)所述各個(gè)傳感單元的光波導(dǎo)的入射光強(qiáng)和各個(gè)傳感單元對(duì)應(yīng)的至少兩個(gè)出射光強(qiáng)確定所述壓力事件在所述觸覺(jué)傳感器上的壓力值。

可選的，根據(jù)各個(gè)傳感單元的電信號(hào)確定所述壓力事件在觸覺(jué)傳感器上的位置，包括：

根據(jù)沿第一方向分布的各傳感單元的電信號(hào)值確定所述壓力事件在第一方向上的第一坐標(biāo)信息；