感测装置制造方法及图纸

一种感测装置，其包括：电路基板，应力感触部，以及四个应力测量部；该应力感触部包括弹性元件以及盖帽部，该弹性元件包括底端以及顶端，该底端固定在电路基板上，该盖帽部盖合在弹性元件的顶端，该盖帽部的背离安装面的上表面为触摸端；每个应力测量部包括第一电极，设置在第一电极上的压电片以及设置在压电片上的第二电极，该第一电极与第二电极分别与该压电片电连接，该第一电极呈弧形；每个第一电极包括第一端与第二端，每个第一端固定在电路基板上，每个第二端固定在盖帽部的侧面，每个第一电极在电路基板上的投影与其相邻的第一电极在该电路基板上的投影相垂直，且相对的两个第一电极在电路基板上的投影位于同一条直线。

【技术实现步骤摘要】
感测装置
本专利技术涉及传感器领域，尤其涉及一种能同时感测三维应力与测量与障碍物距离的感测装置。
技术介绍
压力感测器的应用相当普遍，包含机器人、信息计算机领域、工业生产自动化、生医领域、无线生理监控及游戏机之游戏杆或手把等方面都可见压力感测器的利用。现有技术中压力感测器大部分系限于一维方向上应力的量测。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种能够多维测量应力的感测装置。一种感测装置，其包括：电路基板，应力感触部，以及四个应力测量部；该应力感触部设置在该电路基板上且其包括弹性元件以及盖帽部，该弹性元件包括底端以及与该底端相背的顶端，该弹性元件的底端设置在该电路基板上，该盖帽部盖合在该弹性元件的顶端，该盖帽部的背离所述安装面的上表面为触摸端；每个应力测量部包括第一电极，设置在第一电极上的压电片以及设置在压电片上的第二电极，该第一电极与第二电极分别与该压电片电性连接，其特征在于：该第一电极呈弧形形状；每个第一电极包括第一端与第二端，每个第一电极的第一端固定在该电路基板上，每个第一电极的第二端固定在盖帽部的侧表面，且每个第一电极的第二端距离电路板的高度相等，每个第一电极在该电路基板上的投影与其相邻的第一电极在该电路基板上的投影相互垂直，且相对的两个第一电极在该电路基板上的投影位于同一条直线上。进一步地，该第一端距离该弹性元件中心轴线的距离与第二端距离该弹性元件底端的距离相等。进一步地，该弹性元件为螺旋弹簧。进一步地，该盖帽部包括一个圆柱形空腔，该圆柱形空腔包括一个开口，该开口朝向该电路板。进一步地，该应力感触部还包括第一支撑柱及第二支撑柱，该第一支撑柱与第二支撑柱的长度之和小于该弹性元件不发生弹性形变时的长度，所述第一支撑柱固定在该电路板上，该第二支撑柱固定在盖帽部的圆柱形空腔底部，该弹性元件的底端套设在该第一支撑柱上，该弹性元件的顶端套设在该第二支撑柱上。进一步地，该感测装置还包括设置在该电路基板上的第一信号处理模块，该四个应力测量部分别电性连接该第一信号处理模块，该第一信号处理模块用以接收各个应力测量部的输出电压并对该输出电压进行运算处理，以产生一第一输出信号。进一步地，该感测装置还包括设置在该电路基板下表面的超声波发生装置以及第二信号处理模块，该超声波发生装置用于发出超声波，该第二信号处理模块用于接收超声波发出的声音信号。进一步地，还包括设置在该电路基板下表面的连接端口，该连接端口电性连接该第一信号处理模块及第二信号处理模块，并且用以接收第一信号处理模块及第二信号处理模块输出的输出信号。进一步地，该电路基板的上表面沿四周边缘还开设有一环形凹槽，该环形凹槽用于埋设电连接该超声波发生装置以及该第二信号处理模块之间的信号线。进一步地，每个该第一电极的材料为不锈钢材料。进一步地，还包括第一控制开关与第二控制开关，所述第一控制开关与所述应力测量部及所述第一信号处理模块电性连接，用于单独控制应力测量部；所述第二控制开关与所述超声波发生装置及所述第二信号处理模块电性连接，用于单独控制所述超声波发生装置与现有技术相比，本专利技术提供的感测装置，可以用于三维应力的测量，改变了传统的应力测量装置仅限于Z轴(一维)方向上应力的测量，而且还可以用于测量感测装置与障碍物之间的距离，实现了多功能测量。附图说明图1是本专利技术提供的感测装置的示意图。图2图1所示的感测装置的俯视图。图3是图1所示的感测装置的仰视图。主要元件符号说明如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式下面将结合附图及实施例，对本专利技术提供的感测装置100作进一步的详细说明。请参阅图1-3，为本专利技术第一实施例提供的一种感测装置100，其包括：电路基板10、应力感触部20，四个应力测量部30，第一信号处理模块40、超声波发生装置50、第二信号处理模块60以及连接端口(connectionport)70、第一控制开关81与第二控制开关82。该电路基板10用于起支撑作用。该电路基板10包括上表面11以及与上表面相背的下表面12。该电路基板10的上表面11沿四轴边缘开设有一环形凹槽110，该环形凹槽110用于埋设电连接该超声波发生装置50以及该第二信号处理模块60之间的信号线112(Signaltransmitline)。该应力感触部20设置在该电路基板10上，且其包括弹性元件22以及盖帽部24。该弹性元件为螺旋弹簧。该弹性元件22包括底端221以及与该底端相背的顶端222，该弹性元件22的底端221固定设置在该电路基板10上。该盖帽部24大致为一个具有底部241的空心圆柱，其包括一个圆柱形空腔，该盖帽部24包括一个朝向所述电路基板10的开口242，该盖帽部24盖合在该弹性元件22的顶端，该盖帽部24的底部241、也即背离所述上表面的一侧为触摸端，且其封闭该盖帽部24的空腔。该应力感触部20还包括第一支撑柱26及第二支撑柱28，第一支撑柱26设置在该电路基板10的上表面11，该第二支撑柱28自该开口242插设在该盖帽部24的底部，该弹性元件22的底端221套设在第一支撑柱26上，该弹性元件22的顶端222套设在第二支撑柱28上。第一支撑柱26与第二支撑柱28的总长度是小于该弹性元件22的自然长度。也即弹性元件不发生弹性形变的情况下，第一支撑柱26与第二支撑柱26不相接触。每个应力测量部30包括第一电极31，设置在第一电极31上的压电片32以及设置在压电片32上的第二电极33。该第一电极31的材料为金属，优选为不锈钢材料。该第一电极31的厚度约为30微米。该第一电极31与第二电极33分别与该压电片32电性连接。在本实施方式中，为了方便说明，将4个应力测量部分别命名为30a、30b、30c、30d，4个应力测量部共同用于测量X轴、Y轴、Z轴方向上的应力，也即应力感测组用于测量3维方向上的应力。压电片32的材料可为单晶材料、高分子材料、薄膜材料、陶瓷材料、复合材料等，例如是PbZrTiO3、BaTiO3、ZnO、PVDF以及石英等材料，但不以此为限，而可为其它能产生压电信号的压电材料。该第一电极31呈弧形形状，使其避免应力集中而造成材料疲劳。优选地，相对的两个第一电极31形成半圆形状。每个第一电极31包括第一端311与第二端312，每个第一电极31的第一端311与电路基板10固定，且每个第一电极31的第一端311均匀分布在以应力感触部20的底端21为圆心、以其中的一个第一电极的第一端311与底端21的距离为半径所形成的圆周上。每个第一电极31的第二端312固定在应力感触部20的底端21与触摸端22之间的同一高度处，该应力感触部20的触摸端22凸出于每个第一电极31的该第二端312。每个压电片32的中心与该电路基板10的距离相等。请参见图2，每个应力测量部在该电路基板10上的投影与其相邻的应力测量部在该电路基板10上的投影相互垂直，且相对的两个应力测量部在该电路基板10上的投影位于同一条直线上。具体地，应力测量部30a、30c相对设置，其在电路基板10上的投影位于同一条直线上，其用于测量X轴与Z轴方向上的应力，应力测量部30b、30d相对设置，其在电路基板10上的投影位于同一条直线上，其用于测量Y轴与Z轴上的应力。当应力感触部20受到一个外力的触摸时，该弹性元件2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种感测装置，其包括：电路基板，应力感触部，以及四个应力测量部；该应力感触部包括弹性元件以及盖帽部，该弹性元件包括底端以及与该底端相背的顶端，该弹性元件的底端固定在该电路基板上，该盖帽部盖合在该弹性元件的顶端，该盖帽部的背离所述底端的上表面为触摸端且用于接受外界的触摸力；每个应力测量部包括第一电极，设置在第一电极上的压电片以及设置在压电片上的第二电极，该第一电极与第二电极分别与该压电片电性连接，该第一电极呈弧形形状；每个第一电极包括第一端与第二端，每个第一电极的第一端固定在该电路基板上，每个第一电极的第二端固定在盖帽部的侧表面，且每个第一电极的第二端距离电路板的高度相等，每个第一电极在该电路基板上的投影与其相邻的第一电极在该电路基板上的投影相互垂直，且相对的两个第一电极在该电路基板上的投影位于同一条直线上。

【技术特征摘要】
1.一种感测装置，其包括：电路基板，应力感触部，以及四个应力测量部；该应力感触部包括弹性元件以及盖帽部，该弹性元件包括底端以及与该底端相背的顶端，该弹性元件的底端固定在该电路基板上，该盖帽部盖合在该弹性元件的顶端，该盖帽部的背离所述底端的上表面为触摸端且用于接受外界的触摸力；每个应力测量部包括第一电极，设置在第一电极上的压电片以及设置在压电片上的第二电极，该第一电极与第二电极分别与该压电片电性连接，该第一电极呈弧形形状；每个第一电极包括第一端与第二端，每个第一电极的第一端固定在该电路基板上，每个第一电极的第二端固定在盖帽部的侧表面，且每个第一电极的第二端距离电路板的高度相等，每个第一电极在该电路基板上的投影与其相邻的第一电极在该电路基板上的投影相互垂直，且相对的两个第一电极在该电路基板上的投影位于同一条直线上。2.如权利要求1所述的感测装置，其特征在于，该第一端距离该弹性元件中心轴线的距离与第二端距离该弹性元件底端的距离相等。3.如权利要求2所述的感测装置，其特征在于，该弹性元件为螺旋弹簧。4.如权利要求3所述的感测装置，其特征在于，该盖帽部包括一个圆柱形空腔，该圆柱形空腔包括一个开口，该开口朝向该电路板。5.如权利要求4所述的感测装置，其特征在于，该应力感触部还包括第一支撑柱及第二支撑柱，该第一支撑柱与第二支撑柱的长度之和小于该弹性元件不发生弹性形变时的长度，所述第一支撑柱固定在该电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宗儒，
申请(专利权)人：鸿富锦精密工业深圳有限公司，鸿海精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44