一种智能机器人感官用传感皮肤及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种智能机器人感官用传感皮肤，包括依次贴合的第一硅橡胶仿皮肤护层、第二硅橡胶仿皮肤护层以及第三硅橡胶仿皮肤护层，所述第一硅橡胶仿皮肤护层、第二硅橡胶仿皮肤护层以及第三硅橡胶仿皮肤护层的贴合面上均设置有导电铜线与印刷电路，相邻的硅橡胶仿皮肤护层之间的印刷电路上排布焊接有若干块敏感探测元件。另外本发明专利技术还提出了制备该传感皮肤的方法。本发明专利技术是为适应人工智能和机器人工业发展的需要而设计，较目前的电缆通信相比集成度高、具备探测功能，而且占用空间小。另外该结构具有极好的抗扭转、抗弯曲、抗撕裂、抗拉伸性能，适用于航空航天、汽车、高铁以及工业电子系统等领域中，具有很好的发展前景，便于推广。

A Sensory Skin for Intelligent Robot and Its Manufacturing Method

The invention discloses a sensory sensing skin for intelligent robots, which comprises the first silicone rubber skin imitation layer, the second silicone rubber skin imitation layer and the third silicone rubber skin imitation layer, in turn. The first silicone rubber skin imitation layer, the second silicone rubber skin imitation layer and the third silicone rubber skin imitation layer are all provided with conductive copper wires and printing circuits on the joint surface. Several sensitive detection elements are arranged and welded on the printed circuit between adjacent silicone rubber skin-like protective layers. In addition, the invention also provides a method for preparing the sensing skin. The invention is designed to meet the needs of the development of artificial intelligence and robotics industry. Compared with the current cable communication, the invention has high integration, detection function and small space occupation. In addition, the structure has excellent torsion resistance, bending resistance, tear resistance, tensile resistance, and is suitable for aerospace, automotive, high-speed rail and industrial electronic systems. It has good development prospects and is easy to promote.

【技术实现步骤摘要】
一种智能机器人感官用传感皮肤及其制作方法
本专利技术涉及机器人通讯
，具体为一种智能机器人感官用传感皮肤及其制作方法。
技术介绍
目前我国对科学技术越来越重视，今后二十年是我国成为世界技术强国的关键时期。人工智能是我国实现技术强国的重要的突破领域。现有的通信线缆局限于点对点的信号传递，不能满足人工智能信号传输的需求。目前在高频信号传输电缆中常见的有超五类网络线、六类网络线和光缆等。另外低频信号控制电缆型号也很多，大多采用铜导体作为信道，采用聚烯烃绝缘材料和金属屏蔽结构(如图1所示)。上述的这些通信电缆都需要检测装备将信息转换成电脉冲信号，再通过电缆的传输将信号传送到另外一端的接收装备。由于信号处理需要配套装备，不能实现类似于人类皮肤和神经的信号的敏感传输。另外现有的这些通信电缆体积较大，占据了大量空间，不适合在人工智能装备中大量安装使用。
技术实现思路
针对
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供了一种智能机器人感官用传感皮肤及其制作方法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种智能机器人感官用传感皮肤，包括依次贴合的第一硅橡胶仿皮肤护层、第二硅橡胶仿皮肤护层以及第三硅橡胶仿皮肤护层，所述第一硅橡胶仿皮肤护层、第二硅橡胶仿皮肤护层以及第三硅橡胶仿皮肤护层的贴合面上均设置有导电铜线与印刷电路，相邻的硅橡胶仿皮肤护层之间的印刷电路上排布焊接有若干块敏感探测元件。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述导电铜线有若干根直径小于0.1mm的铜丝绞合而成，绞合后的所述导电铜线直径为0.25～0.35mm。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述敏感探测元件包括核心元件以及覆于该核心元件上下表面的镀银电极层，该核心元件的其他表面有聚酰亚胺绝缘层，所述核心元件为PTC热敏电阻元件或压电陶瓷元件。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述敏感探测元件的厚度为0.4mm～0.5mm，直径为1mm～1.5mm。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述镀银电极层的厚度为30μm～50μm。作为本专利技术一种优选的技术方案，各所述敏感探测元件之间的形成的缝隙通过聚酰亚胺绝缘漆进行填充。本专利技术还提供了该种智能机器人感官用传感皮肤的制作方法，包括以下步骤：1)提供传感皮肤所需的第一硅橡胶仿皮肤护层、第二硅橡胶仿皮肤护层、第三硅橡胶仿皮肤护层以及若干块敏感探测元件；2)在第一硅橡胶仿皮肤护层、第二硅橡胶仿皮肤护层以及第三硅橡胶仿皮肤护层的贴合面上分别设置导电铜线与印刷电路；3)在相邻的硅橡胶仿皮肤护层的夹层之间焊接敏感探测元件。作为本专利技术一种优选的技术方案，于步骤2)中，印刷电路通过真空电弧金属电镀工艺形成，导电铜线在印刷电路形成时同步固定在仿皮肤护层贴合面上。作为本专利技术一种优选的技术方案，于步骤3)中，敏感探测元件上下层面的镀银电极层与硅橡胶仿皮肤护层贴面上的印刷电路焊接。作为本专利技术一种优选的技术方案，于步骤3)中，在连续焊接敏感探测元件时采用喷射注入工艺将温度在140～160度的熔融聚酰亚胺绝缘漆注入相邻层硅橡胶仿皮肤护层和敏感探测元件之间的空隙中，然后通过电阻加热的辊轴将注入了聚酰亚胺绝缘漆的元件夹层半制品进行加热固化，同时将半制品压平压实。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术是为适应人工智能和机器人工业发展的需要而设计，较目前的电缆通信相比集成度高、具备探测功能，而且占用空间小；另外该结构具有极好的抗扭转、抗弯曲、抗撕裂、抗拉伸性能，适用于航空航天、汽车、高铁以及工业电子系统等领域中，具有很好的发展前景，便于推广。附图说明图1为现有技术中用于通信的电缆结构示意图；图2为本专利技术提供的一种智能机器人感官用传感皮肤正视剖面图；图3为本专利技术提供的一种智能机器人感官用传感皮肤俯视剖面图；图4为本专利技术提供的一种智能机器人感官用传感皮肤中敏感探测元件结构示意图；图5为本专利技术提供的一种智能机器人感官用传感皮肤的制作方法流程图；图中：1-第一硅橡胶仿皮肤护层；2-第二硅橡胶仿皮肤护层；3-第三硅橡胶仿皮肤护层；4-敏感探测元件；5-导电铜线；6-镀银电极层；7-聚酰亚胺绝缘漆；8-核心元件；9-聚酰亚胺绝缘层。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图2与图3，本专利技术提供一种智能机器人感官用传感皮肤，包括依次贴合的第一硅橡胶仿皮肤护层1、第二硅橡胶仿皮肤护层2以及第三硅橡胶仿皮肤护层3。所述第一硅橡胶仿皮肤护层1、第二硅橡胶仿皮肤护层2以及第三硅橡胶仿皮肤护层3的贴合面上均设置有导电铜线5与印刷电路，相邻的硅橡胶仿皮肤护层之间的印刷电路上排布焊接有若干块敏感探测元件4。本专利技术通过在传感皮肤中增设的敏感探测元件4，能够感知外界的变化，机器人内置的信息处理器根据皮肤感受到的变化引起的电流波动计算出身体每个部位受到的外界的作用，将信息告知处理器，使机器人采取规避危险的行动。在具体实施过程中，所述导电铜线5有若干根直径小于0.1mm的铜丝绞合而成。绞合后的所述导电铜线5直径为0.25～0.35mm，采用导电绞合铜丝作为连接装备的电流载体可以提高连接点的机械稳定性，避免在机器反复运动过程中造成连接点断裂。另外在各层硅橡胶仿皮肤护层中设置金属导电绞合铜丝可以提高产品的机械强度。所述敏感探测元件4包括核心元件8以及覆于该核心元件8上下表面的镀银电极层6，该核心元件8的其他表面上封装有聚酰亚胺绝缘层9。所述核心元件4为PTC热敏电阻元件或压电陶瓷元件。通过PTC热敏电阻元件感知外界温度的变化。利用PTC热敏电阻元件随着温度升高其电阻正比例升高的特性，检测电流的变化通过软件计算出每个时间节点的皮肤表面的接触温度。另外热敏电阻工作温度范围宽，适用于-55℃～315℃。另外高分子PTC热敏电阻元件的可设计性好，可通过改变自身的开关温度来调节其对温度的敏感程度，因而可同时起到过温保护的作用。如KT16-1700dl热敏电阻由于动作温度很低，因而适用于锂离子电池和镍氢电池的过流及过温保护。PTC热敏电阻元件当环境温度和电流处于a区时，热敏电阻发热功率大于散热功率而会动作；当环境温度和电流处于b区时发热功率小于散热功率，PTC热敏电阻元件电阻可恢复，因而可以重复多次使用。压电陶瓷元件可以感知外界的压力变化。压电陶瓷可以将受到的机械能量转化为电能，并且具有极高的灵敏度的性能，以此来检测机器人接触压力的大小。当给正压电陶瓷元件施加一外界压力时，元件的两端会出现放电现象。相反加以拉力会出现充电现象。而且压电陶瓷的敏感的特性可以将极其微弱的机械振动转换成电信号，可用于声纳系统、气象探测、遥测环境保护、家用电器等。压电陶瓷对外力的敏感使它甚至可以感应到十几米外飞虫拍打翅膀对空气的扰动。用它来制作压电地震仪，能精确地测出地震强度，指示出地震的方位和距离。在具体实施过程中，所述敏感探测元件4的厚度为0.4mm～0.5mm，直径为1mm～1.5mm。在具体实施过程中，所述镀银电极层6的厚度为30μm～50μm。在具体实施过程中，各所述敏感探测元件4之间的形成的缝隙通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能机器人感官用传感皮肤，其特征在于：包括依次贴合的第一硅橡胶仿皮肤护层、第二硅橡胶仿皮肤护层以及第三硅橡胶仿皮肤护层，所述第一硅橡胶仿皮肤护层、第二硅橡胶仿皮肤护层以及第三硅橡胶仿皮肤护层的贴合面上均设置有导电铜线与印刷电路，相邻的硅橡胶仿皮肤护层之间的印刷电路上排布焊接有若干块敏感探测元件。

【技术特征摘要】
1.一种智能机器人感官用传感皮肤，其特征在于：包括依次贴合的第一硅橡胶仿皮肤护层、第二硅橡胶仿皮肤护层以及第三硅橡胶仿皮肤护层，所述第一硅橡胶仿皮肤护层、第二硅橡胶仿皮肤护层以及第三硅橡胶仿皮肤护层的贴合面上均设置有导电铜线与印刷电路，相邻的硅橡胶仿皮肤护层之间的印刷电路上排布焊接有若干块敏感探测元件。2.根据权利要求1所述的一种智能机器人感官用传感皮肤，其特征在于：所述导电铜线有若干根直径小于0.1mm的铜丝绞合而成，绞合后的所述导电铜线直径为0.25～0.35mm。3.根据权利要求1所述的一种智能机器人感官用传感皮肤，其特征在于：所述敏感探测元件包括核心元件以及覆于该核心元件上下表面的镀银电极层，该核心元件的其他表面有聚酰亚胺绝缘层，所述核心元件为PTC热敏电阻元件或压电陶瓷元件。4.根据权利要求3所述的一种智能机器人感官用传感皮肤，其特征在于：所述敏感探测元件的厚度为0.4mm～0.5mm，直径为1mm～1.5mm。5.根据权利要求3所述的一种智能机器人感官用传感皮肤，其特征在于：所述镀银电极层的厚度为30μm～50μm。6.根据权利要求1所述的一种智能机器人感官用传感皮肤，其特征在于：各所述敏感探测元件之间的形成的缝隙通...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐梁，周晓荣，范震东，汤冬生，薛培东，倪茂春，
申请(专利权)人：上海熊猫线缆股份有限公司，上海熊猫电线有限公司，上海熊猫特种线材有限公司，上海裕安特种电线有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31