[實用新型]柔性彎曲傳感器和多關節彎曲角度測量裝置

有效

• 申請號: 202120352448.5
• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN214173238U
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 楊建坤;康榮杰;萬淑敏
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01B7/30
• 分類號: G01B7/30
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 楊媛媛

1.一種柔性彎曲傳感器，其特征在于，所述傳感器包括第一彈性體和第二彈性體，所述第一彈性體的兩端分別與所述第二彈性體的兩端連接，所述第一彈性體和所述第二彈性體之間形成空腔，所述第一彈性體貼附于待測關節的可延展彎曲的表面，以所述空腔為內，所述第一彈性體的內曲面貼附有雙面柔性電路板，所述第二彈性體中的內曲面貼附有銅箔貼附層，自然狀態下，所述雙面柔性電路板和所述銅箔貼附層之間留有間隙；在所述待測關節彎曲時，所述雙面柔性電路板和所述銅箔貼附層相互貼合，所述雙面柔性電路板用于根據貼合面積確定所述待測關節的彎曲角度。

2.根據權利要求1所述的柔性彎曲傳感器，其特征在于，所述雙面柔性電路板的內表面設有多個金屬銅片，多個所述金屬銅片平行且間隔排布于所述第一彈性體的兩端之間，在所述待測關節彎曲時，所述金屬銅片與所述銅箔貼附層貼合，貼合面積由所述銅箔貼附層與所述金屬銅片的貼合數量確定。

3.根據權利要求2所述的柔性彎曲傳感器，其特征在于，任一所述金屬銅片到所述第一彈性體的兩端之間的中心端面的距離均不同。

4.根據權利要求2或3所述的柔性彎曲傳感器，其特征在于，所述雙面柔性電路板的外表面設有多個定值貼片電容，每一所述定值貼片電容對應一個所述金屬銅片，每一所述金屬銅片與對應的所述定值貼片電容的一個電極連接，多個所述定值貼片電容的另一個電極串聯連接，且連接至所述傳感器的第一測量端；所述銅箔貼附層連接至第二測量端，所述第一測量端與所述第二測量端之間的電容值用于確定所述貼合面積。

5.根據權利要求4所述的柔性彎曲傳感器，其特征在于，所述雙面柔性電路板還包括多個過孔，每一所述過孔對應一個所述定值貼片電容和一個所述金屬銅片，每一相互連接的所述定值貼片電容和所述金屬銅片之間均通過對應的過孔連接。

6.根據權利要求4所述的柔性彎曲傳感器，其特征在于，改變所述雙面柔性電路板中所述金屬銅片或所述定值貼片電容的數量，來改變所述傳感器的靈敏度和量程；或改變所述第一彈性體和所述第二彈性體的曲率來改變所述傳感器的靈敏度和量程。

7.根據權利要求1所述的柔性彎曲傳感器，其特征在于，所述第一彈性體的兩端分別與所述第二彈性體的兩端通過觸變型單組分有機硅膠連接。

8.根據權利要求1所述的柔性彎曲傳感器，其特征在于，所述第一彈性體和所述第二彈性體的材質為硅膠。

9.一種多關節彎曲角度測量裝置，其特征在于，所述裝置由多個如權利要求1-8任一項所述的柔性彎曲傳感器組成，多個所述柔性彎曲傳感器分別貼附于不同的待測關節，多個所述柔性彎曲傳感器并聯形成總電路，所述總電路的電容值的位數與所述柔性彎曲傳感器的個數相同，所述電容值的每一位數值代表一個待測關節的彎曲角度。