[實用新型]一種基于N×M壓力陣列式傳感器的數據采集系統

有效

• 申請號: 202021066114.3
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN212180156U
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 謝瑜;林炳宏;謝路生;吳德志;周偉
• 申請（專利權）人: 廈門大學;廈門大學深圳研究院
• 主分類號: G01L5/22
• 分類號: G01L5/22;G05B19/042
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 何家富

本實用新型涉及一種基于N×M壓力陣列式傳感器的數據采集系統，包括：單片機、N×M壓力陣列式傳感器、至少N個通道的電阻電壓轉換模塊和顯示裝置；所述電阻電壓轉換模塊分別和N×M壓力陣列式傳感器的N個行信號接口、單片機的N個ADC接口電連接，形成N個ADC采樣通道；所述N×M壓力陣列式傳感器的M個列信號接口由單片機控制進行列選通；所述顯示裝置和所述單片機電連接，用于顯示、儲存所述N×M壓力陣列傳感器的采集信息。本數據采集系統可以拓展單片機的ADC獨立接口不足的限制，充分發揮N×M壓力陣列式傳感器表征接觸面完整信息的優勢，對接觸面壓力變化進行實時監控，以實現N×M陣列的同時觸控識別。

技術領域

本實用新型涉及觸覺感知機器人領域，具體是涉及一種基于N×M壓力陣列式傳感器的數據采集系統。

背景技術

目前單個傳感器對于大面積的測量存在一定局限性，所以必須將傳感器設計成陣列結構，由于單片機本身缺乏對大量、獨立的數據采集功能(可使用的 ADC通道有限)，因此需要用電路和算法對ADC進行拓展，實現對陣列傳感器如8×8陣列的64個點陣實時、獨立的數據采集。

韓國國家科學技術院研究了兩種用來檢測三維壓力的3×3陣列分布式結構，是利用了光纖光柵傳感系統和觸覺傳感器技術，此技術復雜且難以控制。合肥工業大學采用單層陣列式結構實現了對于三維壓力的測量，但是其數據量也僅停留在3×3，不能做到更大陣列數據的實時采集。

此外，現有的大陣列數據采集系統，結構復雜，體積較大，價格昂貴且傳感單元數量還是相對較少，無法表征接觸面的完整信息。為了提高模塊化機器人觸覺感知項目規模化、提供研發及批量生產的低成本應用前景，需要對陣列式傳感器數據采集系統進行改善。

實用新型內容

本實用新型主要針對現有陣列數據采集系統的不足之處，提供一種電路、算法簡單、可以實時采集傳感陣列密度大的基于N×M壓力陣列式傳感器的數據采集系統。

具體方案如下：

一種基于N×M壓力陣列式傳感器的數據采集系統，包括：單片機、N×M 壓力陣列式傳感器、至少N個通道的電阻電壓轉換模塊和顯示裝置；

所述N×M壓力陣列式傳感器具有N×M個獨立的壓敏輸入；

所述電阻電壓轉換模塊分別和N×M壓力陣列式傳感器的N個行信號接口、單片機的N個ADC接口電連接，形成N個ADC采樣通道；

所述N×M壓力陣列式傳感器的M個列信號接口直接或通過選通電路和單片機的通用IO口電連接，由單片機對所述N×M壓力陣列式傳感器進行列選通；

所述顯示裝置和所述單片機電連接，用于顯示、儲存所述N×M壓力陣列傳感器的采集信息。

進一步的，所述顯示裝置至少能夠同時顯示N行M列字符串，所述字符串的顯示陣列和所述壓力陣列式傳感器的壓力陣列的分布順序一致，所述字符串用于顯示壓力陣列上各壓力點的壓力值。

進一步的，所述字符串至少包括3個字符，同行的字符串與字符串之間至少相隔1個字符。

進一步的，所述顯示裝置為像素分辨率不小于為288×240像素的液晶顯示屏。

進一步的，所述N×M壓力陣列式傳感器為陣列分布式柔性薄膜壓力傳感器。

進一步的，所述N×M壓力陣列式傳感器中的N和M均為8。

進一步的，所述單片機為STM32F103。

本實用新型提供的基于N×M壓力陣列式傳感器的數據采集系統，與現有技術相比較具有以下優點：