一种电容式触觉传感器信号检测系统技术方案
A capacitive tactile sensor signal detection system
The signal detection system has an important influence on the resolution, stability and signal to noise ratio of the capacitive tactile sensor. The invention of a capacitive tactile sensor signal detection system PCap01 capacitive digital conversion chip based on array scanning using FPGA control multiple switching capacitive tactile sensor and tactile unit, the measurement results through the SPI communication PCap01 read through USB communication to transmit data to the host computer, the host computer in 3D histogram and surface map dynamic display of force surface capacitive tactile sensor system, the sampling rate of up to 1 frames per second. The experimental results show that the invented signal detection system can meet the demand of capacitive tactile sensor, and the force information of the capacitive tactile sensor can be acquired through the collected data.
【技术实现步骤摘要】
一种电容式触觉传感器信号检测系统所属
本专利技术涉及一种检测系统，尤其涉及一种电容式触觉传感器信号检测系统。
技术介绍
触觉可以获得物体表面的一些几何特征和物理特性，包括硬度、形貌、粗糙度、弹性、材质等。随着仿生学的发展，触觉传感器在机器人仿生、医疗器械、体育训练、人体工程学等领域获得了广泛的应用。触觉传感器主要有电容式、电阻式、压电式、光纤式等多种形式，其中电容式触觉传感器因为温漂小、灵敏度高等优点，一直是这一领域的研究热点。从实用性角度出发，触觉传感器应具有分辨力高、量程大、稳定性好、噪声小等优点，除了传感器本身的材料和结构，信号检测系统也是传感器性能的重要保证。国内外学者对电容式触觉传感器的信号检测方法做了大量研究。Cheng等使用正弦激励和峰值检波的方法检测电容式触觉传感器的信号，采样速率可以达到15帧/秒，但是整个电路全部由分立元件构成，体积较大。Le等、Sergio等、Surapaneni等采用专门设计的芯片进行电容式触觉传感器的信号检测，实验证明这种方案采样速率快、精度较高、易于实现传感器的小型化，但是生产成本较高且不具有良好的可拓展性。Boie提出...
【技术保护点】
一种电容式触觉传感器信号检测系统由触觉传感器、PCap01电容数字转换芯片、FPGA、EZ‑USB单片机、上位机等几部分组成。
【技术特征摘要】
1.一种电容式触觉传感器信号检测系统由触觉传感器、PCap01电容数字转换芯片、FPGA、EZ-USB单片机、上位机等几部分组成。2.根据权利要求1所述的电容式触觉传感器信号检测系统，其特征是所述的电容式触觉传感器采用三明治结构，主要由4个部分构成:上电极层、下电极层、中间间隔层和触点层；上电极层和下电极层由柔性电路板(FPCB)工艺加工而成，每层中各嵌入了8个条形电极；上电极层和下电极层的电极正交排布，在其交点处共形成了64个电容，每个电容就是一个触觉单元，简称为触元；中间间隔层由硅胶板镂空制成，镂空的地方正对着触元所在的位置，通过这种设计可以增大上层电极的形变量，增大传感器的灵敏度；最上层是触点层，由一个个硅胶制成的圆盘制成，每个触点贴于上层电极层的触元位置的正上方；触点不仅可以让外界施加的力恰好施加在触元上，增大传感器的灵敏度，而且可以保护上电极层不被外界尖锐的物体...
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