[發明專利]一種穿戴式具有區域感知的觸覺傳感器

在審

• 申請號: 202110600363.9
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN113346788A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 李赟;丁彥芳;丁曉芳;趙翔
• 申請（專利權）人: 鄭州科技學院
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;G01L1/16;G01L5/22
• 代理公司: 鄭州豫乾知識產權代理事務所(普通合伙) 41161
• 代理人: 李保平

1.一種穿戴式具有區域感知的觸覺傳感器，首先包括一根據穿戴設備(200)正投影面積區域建立的坐標系(100)，所述坐標系(100)至少覆蓋穿戴設備(200)一側的表面，根據上述坐標系(100)建立覆蓋于穿戴設備(200)表面虛擬坐標，該虛擬坐標存儲于存儲器(301)中；還包括均勻排布于穿戴設備(200)表面的多個根據觸動動作產生電信號的自發電式發電單元(400)，各發電單元(400)成矩形陣列排布，各發電單元(400)分別對應設有一地址存儲器(414)，所述地址存儲器(414)用于存儲各發電單元(400)位于坐標系(100)的坐標值；還包括處理器(302)，各發電單元(400)產生電信號時，電信號首先經信號處理電路(418)處理生成清晰的數字信號，該數字信號包括發電單元(400)的坐標信息，包含坐標信息的數字信號經總線(303)傳輸至處理器(302)，由處理器(302)將收到的坐標信息按照橫坐標或縱坐標進行分類，相同橫坐標或縱坐標的坐標值為一組，然后由處理器(302)運行計算指令集，比較同一組內的縱坐標或橫坐標值，將比較后得到的最小值和最大值所在的點進行記錄；計算各坐標差值的加權平均數，加權平均數最小即為相鄰最近點，逐一判斷各點的最近點，連接最近點之間的連線即可形成接觸面積區域；所述發電單元(400)，至少包括一組相對設置的一組摩擦片(401)，所述摩擦片(401)相對設置且之間設有空氣間隔，當受外力作用時相對接觸并摩擦，并在外力作用消失時，所述摩擦片(401)在自身彈性作用下恢復相間隔的狀態；所述摩擦片(401)相對的表面涂設有不同材料制成的摩擦層(402)，各所述摩擦層(402)的背部分別涂設有由導電材料制成的電極層(403)，同一組摩擦片(401)的電極層(403)之間連接信號處理電路(418)；同一所述發電單元(400)內，同時堆疊設置多組摩擦片(401)，不同組摩擦片(401)的相同極性的電極串聯連接形成同一電極組，由同一電極組接入信號處理電路(418)，各所述摩擦片(401)還包括由回彈性材料制成的支撐層(404)，所述電極層(403)位于摩擦層(402)和支撐層(404)之間，所述支撐層(404)與所述電極層(403)固定連接，所述發電單元(400)還包括位于各摩擦片(401)中部的連接部(405)，所述連接部(405)的外周面設有由導電材料制成的第一導電環(406)、第二導電環(407)；所述第一、二導電環((406、407))成圓柱狀嵌入連接部(405)，所述第一、二導電環包括導電觸頭(408)，所述導電觸頭(408)用于與同一極性的摩擦片(401)導電接觸，且各所導電接觸頭為多個且成環狀間隔分布；所述第二導電環(407)外套于第一導電環(406)的外側且之間由連接部(405)部分形成絕緣材質，所述第二導電環(407)與第一導電環(406)的導電接觸頭交叉處，第二導電環(407)成鏤空狀結構，被配置為第一導電環(406)的導電接觸頭與第二導電環(407)鏤空處交叉相隔的結構，其形成交叉相隔的部分由連接部(405)形成絕緣設置。

2.根據權利要求1所述的一種穿戴式具有區域感知的觸覺傳感器，其特征在于，所述存儲器(301)用于存儲穿戴設備(200)正投影面積區域建立的坐標系(100)信息，包括設定精準度的坐標點信息；還用于存儲運算指令集，所述指令集包括用于比較各坐標值的指令或指令集；所述存儲器(301)、處理器(302)通過通訊總線(303)或通訊線連接接口電路(304)，所述接口電路(304)與各所述發電單元(400)電性連接；所述發電單元(400)包括存儲發電單元(400)坐標值信息的地址存儲器(414)，還包括控制地址存儲器(414)的控制器(415)、微型處理器(416)、連接外部電路或設備的外部接口(417)，上述地址存儲器(414)、控制器(415)、微型處理器(416)、連接外部電路或設備的外部接口(417)可集成于同一芯片電路中，還包括與外部接口(417)電性來接的信號處理電路(418)，所述信號處理電路(418)包括整流濾波電路、放大電路、數模轉換電路，有發電單元(400)產生的模擬信號經放大電路處理后再由整流濾波電路形成單向電流，再經單向電流形成數字電信號。