[發明專利]微小型光電式仿生觸覺傳感器及觸覺感知方法

在審

• 申請號: 202310648512.8
• 申請日: 2023-06-02
• 公開（公告）號: CN116576893A
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 于志強;石青;金彥周;景成成;斯云昊
• 申請（專利權）人: 北京理工大學長三角研究院（嘉興）
• 主分類號: G01D5/30
• 分類號: G01D5/30
• 代理公司: 北京圣州專利代理事務所(普通合伙) 11818
• 代理人: 王宇航

1.觸覺感知方法，其特征在于，包括：

感知部件感知外界的接觸，并在接收到外界的接觸后發生偏轉；

通過與所述感知部件連接的彈性部件帶動反光部件發生偏轉，所述反光部件用于將發光部件發出的光線反射至若干個感光部件；

基于若干個所述感光部件接收到的所述光線的強度，確定所述感光部件之間的光強差；

基于所述光強差確定所述感知部件的偏轉情況，所述感知部件的偏轉情況可以用于表征所述外界的接觸的方向和強度。

2.根據權利要求1所述的觸覺感知方法，其特征在于，若干個所述感光部件成組設置，每個感光部件組至少包括兩個所述感光部件，每個所述感光部件組內的兩個所述感光部件基于所述發光部件對稱設置，所述基于若干個所述感光部件接收到的所述光線，確定所述感光部件之間的光強差，包括：

對于每個所述感光部件組，基于感光部件組內的兩個所述感光部件接收到的光線確定光強差。

3.根據權利要求2所述的觸覺感知方法，其特征在于，所述基于所述光強差確定所述感知部件的偏轉情況，包括：

將所述光強差轉化為電壓差信號；

基于所述電壓差信號確定所述感知部件在若干個方位上的若干個偏轉角，所述偏轉角對應的方位與所述感光部件組對應的方位一致；

基于所述若干個偏轉角確定所述感知部件的偏轉情況。

4.根據權利要求3所述的觸覺感知方法，其特征在于，所述基于所述電壓差信號確定所述感知部件在若干個方位上的若干個偏轉角，包括：

基于預先確定的電壓差信號與偏轉角的對應關系進行線性擬合，確定所述感知部件的若干個偏轉角。

5.根據權利要求3所述的觸覺感知方法，其特征在于，所述基于所述若干個偏轉角確定所述激勵部件的偏轉情況，包括：

基于俯仰角、方位角、坐標軸旋轉表示法以及所述若干個偏轉角，確定所述感知部件的偏轉角度和方位角度。

6.根據權利要求3所述的觸覺感知方法，其特征在于，所述感光部件組包括第一感光部件組和第二感光部件組，所述第一感光部件組和所述第二感光部件組正交設置，所述基于所述電壓差信號確定所述感知部件在若干個方位上的若干個偏轉角，包括：

基于所述第一感光部件組的電壓差確定第一偏轉角；

基于所述第二感光部件組的電壓差確定第二偏轉角。

7.根據權利要求6所述的觸覺感知方法，其特征在于，所述感知部件的偏轉情況包括所述感知部件的偏轉角度和方位角度，所述基于所述若干個偏轉角確定所述感知部件的偏轉情況，包括：

所述感知部件的偏轉角度滿足如下公式(1)：

所述感知部件的方位角度滿足如下公式(2)：

其中α為第一偏轉角，β為第二偏轉角，為所述感知部件的偏轉角度，θ為所述感知部件的方位角度。

8.觸覺感知裝置，其特征在于，包括：

感知模塊，用于感知部件感知外界的接觸，并在接收到外界的接觸后發生偏轉；

偏轉模塊，用于通過與所述感知部件連接的彈性部件帶動反光部件發生偏轉，所述反光部件用于將發光部件發出的光線反射至若干個感光部件；

第一確定模塊，用于基于若干個所述感光部件接收到的所述光線的強度，確定所述感光部件之間的光強差；

第二確定模塊，用于基于所述光強差確定所述感知部件的偏轉情況，所述感知部件的偏轉情況可以用于表征所述外界的接觸的方向和強度。

9.光電式觸須傳感器，其特征在于，包括觸須、彈性薄膜、反光板、LED發光二極管、光接收管和控制板；

所述觸須用于感知外界的接觸，并在接收到外界的接觸后發生偏轉；

所述彈性薄膜用于帶動所述反光板發生偏轉；

所述反光板用于將所述發光部件發出的光線反射至所述感光部件；

所述控制板用于基于所述光強差確定所述感知部件的偏轉情況，所述感知部件的偏轉情況可以用于表征所述外界的接觸的方向和強度。

10.一種機器人，其特征在于，包括如權利要求9所述的光電式觸須傳感器。