[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

本發明首先提供一種用于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正投影面積區域建立的坐標系，上述坐標系建立覆蓋于穿戴設備表面虛擬坐標，還包括排布于穿戴設備表面的多個發電單元，各發電單元分別對應設有一地址存儲器，地址存儲器用于存儲各發電單元位于坐標系的坐標值，各發電單元產生電信號時，電信號首先經信號處理電路處理生成清晰的數字信號，由處理器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，然后由處理器運比較同一組內的縱坐標或橫坐標值，比較后得到的最小值和最大值，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，連接最近點之間的連線即可形成接觸面積區域。

本專利申請為分案申請，母案申請號為2020109850702，母案申請日為2020年09月18日。

技術領域

本發明涉及觸覺傳感器，特別涉及一種用于一種穿戴式具有區域感知的觸覺傳感器。

背景技術

觸覺傳感器多采用壓電式傳感器來獲取傳感信號，但是壓電傳感器受限于其原理對于敏感的觸覺動作無法捕捉。而且隨著虛擬現實應用的需求的進步，對于觸覺傳感器所感知的信息要求更加苛刻，其中可穿戴、以及獲得觸覺接觸面積等需求就是一個方面。如若可穿戴設備中的觸覺傳感器可感知觸覺區域，即可對于設備的貼合狀況以及設備的動作捕捉提供更為準確的信息。可以預想的是，當手部可穿戴設備可以捕捉手部握持區域信息時，可結合深度學習算法即可判斷出使用者握持設備的姿態、動作、力度等一系列信息，在虛擬現實交互中可提供沉浸感更強烈的操作體驗。

發明內容

針對上述情況，為克服現有技術之缺陷，本發明首先提供一種摩擦發電單元，摩擦發電單元作為觸覺傳感器的電信號生成端，該摩擦發電單元解決了穿戴設備對傳感器供電困難的技術問題。

所述發電單元，至少包括一組相對設置的一組摩擦片，所述摩擦片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，所述摩擦片在自身彈性作用下恢復相間隔的狀態；所述摩擦片相對的表面涂設有不同材料制成的摩擦層，各所述摩擦層的背部分別涂設有由導電材料制成的電極層，同一組摩擦片的電極層之間連接信號處理電路；同一所述發電單元內，同時堆疊設置多組摩擦片，不同組摩擦片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。

在上述或一些實施例中，各所述摩擦片還包括由回彈性材料制成的支撐層，所述電極層位于摩擦層和支撐層之間，所述支撐層與所述電極層固定連接。

在上述或一些實施例中，所述發電單元還包括位于各摩擦片中部的連接部，所述連接部的外周面設有由導電材料制成的第一導電環、第二導電環；所述第一、二導電環成圓柱狀嵌入連接部，所述第一、二導電環包括導電觸頭，所述導電觸頭用于與同一極性的摩擦片導電接觸，且各所導電接觸頭為多個且成環狀間隔分布；所述第二導電環外套于第一導電環的外側且之間由連接部部分形成絕緣材質，所述第二導電環與第一導電環的導電接觸頭交叉處，第二導電環成鏤空狀結構，被配置為第一導電環的導電接觸頭與第二導電環鏤空處交叉相隔的結構，其形成交叉相隔的部分由連接部形成絕緣設置。

在上述或一些實施例中，所述發電單元還包括封裝殼，所述封裝殼形成摩擦片堆疊安裝的空間，所述封裝殼為一封閉的內部設有空間的結構，所述封裝殼的中心處與連接部端部固定連接。

在上述或一些實施例中，各所述摩擦片中心處固定設有內圈，所述內圈與支撐層為同一種材料制成，且內圈兩端面向兩端處突出形成圓臺狀結構，所述電極層延伸通過內圈并位于內圈的內表面處，所述摩擦片通過內圈套接固定于所述連接部上，各所述摩擦片之間還套接有位于內圈之間的隔環。

在上述或一些實施例中，所述摩擦片包括多個成圓形陣列的長條狀的摩擦凸起，所述摩擦凸起其為中部凸起兩側邊下凹的結構，且相鄰摩擦凸起的側邊相交形成凸出的棱邊結構。

在上述或一些實施例中，所述摩擦片為圓片狀結構，所述摩擦凸起緊鄰成圓形陣列排布。