[發(fā)明專利]一種機(jī)械手感知器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011203625.X
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112589818B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸新江;王莎莎;胡特特
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: B25J13/08
• 分類號: B25J13/08
• 代理公司: 北京睿博行遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11297
• 代理人: 董自亮

1.一種機(jī)械手感知器，其特征在于：包括手套（1）和設(shè)置在所述手套（1）上的手指感知裝置；

所述手指感知裝置包括大拇指感知器（2），食指感知器（3），中指感知器（4），無名指感知器（5）和小拇指感知器（6）；所述大拇指感知器（2），食指感知器（3），中指感知器（4），無名指感知器（5）和小拇指感知器（6）設(shè)置在所述手套（1）上，且分別位于與大拇指指背，食指指背，中指指背，無名指指背和小拇指指背相對應(yīng)的位置；所述手套（1）具有彈性，以用于穿戴在機(jī)械手上，將手指感知裝置緊貼并定位在機(jī)械手手指指背的相應(yīng)位置；

所述大拇指感知器（2）、食指感知器（3）、中指感知器（4）、無名指感知器（5）和小拇指感知器（6）均為長條形手指感知器，所述手指感知器由指關(guān)節(jié)手勢識別傳感器與指節(jié)壓力識別傳感器間隔組合在一起形成，各所述指關(guān)節(jié)手勢識別傳感器和指節(jié)壓力識別傳感器與各自手指的指關(guān)節(jié)位置和指節(jié)位置一一對應(yīng)；

所述手指感知器的長度和寬度與其所對應(yīng)的手指指背的長度和寬度相適配，且為多層結(jié)構(gòu)， 其包括封裝定位層，指關(guān)節(jié)手勢電容傳感層結(jié)構(gòu)和指節(jié)壓力電容傳感層結(jié)構(gòu)；

所述指關(guān)節(jié)手勢電容傳感層結(jié)構(gòu)由上至下依次為：指關(guān)節(jié)上層導(dǎo)電硅膠導(dǎo)電層（7），指關(guān)節(jié)中層硅膠介電層（8）和指關(guān)節(jié)下層導(dǎo)電硅膠導(dǎo)電層（9），在所述指關(guān)節(jié)上層導(dǎo)電硅膠導(dǎo)電層（7）和所述指關(guān)節(jié)下層導(dǎo)電硅膠導(dǎo)電層（9）分別設(shè)有指關(guān)節(jié)電容輸出導(dǎo)線（10），以形成指關(guān)節(jié)手勢識別傳感器信號輸出線；

所述指節(jié)壓力電容傳感層結(jié)構(gòu)與所述指關(guān)節(jié)手勢電容傳感層結(jié)構(gòu)相同，其由上至下依次為指節(jié)上層導(dǎo)電硅膠導(dǎo)電層（11），指節(jié)中層硅膠介電層（12）和指節(jié)下層導(dǎo)電硅膠導(dǎo)電層（13），在所述指節(jié)上層導(dǎo)電硅膠導(dǎo)電層（11）和所述指節(jié)下層導(dǎo)電硅膠導(dǎo)電層（13）分別設(shè)有指節(jié)電容輸出導(dǎo)線（14），以形成指節(jié)壓力識別傳感器信號輸出線；

所述封裝定位層包括上層硅膠封裝定位層（15）和下層硅膠封裝定位層（16），分別位于所述手指感知器的最上層和最下層，所述上層硅膠封裝定位層（15）的下表面與所述指關(guān)節(jié)手勢電容傳感層結(jié)構(gòu)的指關(guān)節(jié)上層導(dǎo)電硅膠導(dǎo)電層（7）的上表面和所述指節(jié)壓力電容傳感層結(jié)構(gòu)的指節(jié)上層導(dǎo)電硅膠導(dǎo)電層（11）的上表面粘合在一起，所述下層硅膠封裝定位層（16）的上表面與所述指關(guān)節(jié)手勢電容傳感層結(jié)構(gòu)的指關(guān)節(jié)下層導(dǎo)電硅膠導(dǎo)電層（9）的下表面和所述指節(jié)壓力電容傳感層結(jié)構(gòu)的指節(jié)下層導(dǎo)電硅膠導(dǎo)電層（13）的下表面粘合在一起，從而將各所述指關(guān)節(jié)手勢電容傳感層結(jié)構(gòu)和指節(jié)壓力電容傳感層結(jié)構(gòu)固定連接在一起，通過所述上層硅膠封裝定位層（15）和所述下層硅膠封裝定位層（16）固定連接后的所述指關(guān)節(jié)手勢電容傳感層結(jié)構(gòu)和所述指節(jié)壓力電容傳感層結(jié)構(gòu)分別形成各所述指關(guān)節(jié)手勢識別傳感器和各所述指節(jié)壓力識別傳感器，使它們分別處于與其相對應(yīng)的指關(guān)節(jié)位置和指節(jié)位置；

當(dāng)手指彎曲時，所述指關(guān)節(jié)手勢電容傳感層結(jié)構(gòu)的指關(guān)節(jié)中層硅膠介電層（8）因其柔性特性，隨所受到的拉伸力的大小負(fù)相關(guān)的產(chǎn)生厚度變化，從而使所述指關(guān)節(jié)上層導(dǎo)電硅膠導(dǎo)電層（7）與所述指關(guān)節(jié)下層導(dǎo)電硅膠導(dǎo)電層（9）之間的距離產(chǎn)生相應(yīng)變化，進(jìn)而使其電容值產(chǎn)生相應(yīng)變化，由所述指關(guān)節(jié)手勢識別傳感器信號輸出線輸出與所述手指的彎曲角度相對應(yīng)的電容值；

當(dāng)指節(jié)部位受到壓力時，所述指節(jié)壓力電容傳感層結(jié)構(gòu)的指節(jié)中層硅膠介電層（12）因其柔性特性，隨所受到的壓力的大小負(fù)相關(guān)的產(chǎn)生厚度變化，從而使所述指節(jié)上層導(dǎo)電硅膠導(dǎo)電層（11）和所述指節(jié)下層導(dǎo)電硅膠導(dǎo)電層（13）之間的距離產(chǎn)生相應(yīng)變化，進(jìn)而使其電容值產(chǎn)生相應(yīng)變化，由所述指節(jié)壓力識別傳感器信號輸出線輸出與所述手指的指節(jié)部位受到的壓力相對應(yīng)的電容值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械手感知器，其特征在于：所述手指感知器中的所述指關(guān)節(jié)手勢電容傳感層結(jié)構(gòu)與所述指節(jié)壓力電容傳感層結(jié)構(gòu)之間設(shè)有硅膠隔離層，以保持相鄰的所述指關(guān)節(jié)手勢識別傳感器與所述指節(jié)壓力識別傳感器之間的絕緣性。