[發(fā)明專利]一種機(jī)械手感知器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011203625.X
• 申請(qǐng)日: 2020-11-02
• 公開（公告）號(hào): 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(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J13/08
• 分類號(hào): B25J13/08
• 代理公司: 北京睿博行遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11297
• 代理人: 董自亮

本發(fā)明公開了一種機(jī)械手感知器，屬于測(cè)試設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。包括手套和設(shè)置在手套上的手指感知裝置；手指感知裝置包括大拇指感知器，食指感知器，中指感知器，無(wú)名指感知器和小拇指感知器；均為長(zhǎng)條形手指感知器，分別設(shè)置在手套上；手指感知器由指關(guān)節(jié)手勢(shì)識(shí)別傳感器與指節(jié)壓力識(shí)別傳感器間隔組合在一起，各指關(guān)節(jié)手勢(shì)識(shí)別傳感器和指節(jié)壓力識(shí)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(duì)應(yīng)；手指感知器的長(zhǎng)度和寬度與其所對(duì)應(yīng)的手指指背的長(zhǎng)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(shì)電容傳感層結(jié)構(gòu)和指節(jié)壓力電容傳感層結(jié)構(gòu)。它具有成本低，工作可靠，便于安裝維護(hù)等特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測(cè)試設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

觸覺對(duì)人體皮膚的基本感知能力起著至關(guān)重要的作用。它也是大多數(shù)生物從外部世界獲取信息的直接形式之一。近年來(lái)，隨著柔性電子技術(shù)及人工智能(AI)機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展，人與機(jī)器之間安全友好互動(dòng)的需求已經(jīng)成為一個(gè)重要的課題。

柔性觸覺傳感器將外界(如彎曲和壓力等)刺激轉(zhuǎn)化為可測(cè)量或可記錄的信號(hào)。可以像皮膚一樣感受外部的受力部位，作為反饋信號(hào)，以對(duì)外部環(huán)境做出一定的響應(yīng)。

目前仍然不容易找到一個(gè)簡(jiǎn)單而廉價(jià)的方案來(lái)解決多功能傳感器應(yīng)用，如開發(fā)成本相對(duì)較高，精度低用戶友好性等要求都很難完全滿足。因此，開發(fā)實(shí)用的柔性觸覺傳感器是有潛力的。

從目前現(xiàn)狀來(lái)看，觸覺感知發(fā)展緩慢，這可以歸因于以下挑戰(zhàn)。首先，觸覺傳感器需要具有可穿戴性，并與適當(dāng)形狀的表面相結(jié)合，具有兼容性、耐用性和耐磨性，半導(dǎo)體行業(yè)(如Si)中常用的脆性材料是不可行的，這體現(xiàn)了柔性傳感研究的意義和發(fā)展的必要性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種機(jī)械手感知器，它具有成本低，工作可靠，便于安裝維護(hù)等特點(diǎn)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種機(jī)械手感知器，包括手套和設(shè)置在手套上的手指感知裝置；

手指感知裝置包括大拇指感知器，食指感知器，中指感知器，無(wú)名指感知器和小拇指感知器；大拇指感知器，食指感知器，中指感知器，無(wú)名指感知器和小拇指感知器設(shè)置在手套上，且分別位于與大拇指指背，食指指背，中指指背，無(wú)名指指背和小拇指指背相對(duì)應(yīng)的位置；手套具有彈性，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；

大拇指感知器、食指感知器、中指感知器、無(wú)名指感知器和小拇指感知器均為長(zhǎng)條形手指感知器，手指感知器由指關(guān)節(jié)手勢(shì)識(shí)別傳感器與指節(jié)壓力識(shí)別傳感器間隔組合在一起形成，各指關(guān)節(jié)手勢(shì)識(shí)別傳感器和指節(jié)壓力識(shí)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(duì)應(yīng)；

手指感知器的長(zhǎng)度和寬度與其所對(duì)應(yīng)的手指指背的長(zhǎng)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(shì)電容傳感層結(jié)構(gòu)和指節(jié)壓力電容傳感層結(jié)構(gòu)；

指關(guān)節(jié)手勢(shì)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，指關(guān)節(jié)中層硅膠介電層和指關(guān)節(jié)下層導(dǎo)電硅膠導(dǎo)電層，在指關(guān)節(jié)上層導(dǎo)電硅膠導(dǎo)電層和指關(guān)節(jié)下層導(dǎo)電硅膠導(dǎo)電層分別設(shè)有指關(guān)節(jié)電容輸出導(dǎo)線，以形成指關(guān)節(jié)手勢(shì)識(shí)別傳感器信號(hào)輸出線；

指節(jié)壓力電容傳感層結(jié)構(gòu)與指關(guān)節(jié)手勢(shì)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，指節(jié)中層硅膠介電層和指節(jié)下層導(dǎo)電硅膠導(dǎo)電層，在指節(jié)上層導(dǎo)電硅膠導(dǎo)電層和指節(jié)下層導(dǎo)電硅膠導(dǎo)電層分別設(shè)有指節(jié)電容輸出導(dǎo)線，以形成指節(jié)壓力識(shí)別傳感器信號(hào)輸出線；