触觉检测方法、装置、设备及机器人制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及机器人技术领域，公开了一种触觉检测方法、装置、设备及机器人。该装置包括：柔性外壳；多个传感器，其设置于所述柔性外壳的内表面，所述传感器用于获取所述柔性外壳的姿态数据；以及处理单元，其与所述多个传感器电连接，所述处理单元用于接收各所述传感器发送的姿态数据，将姿态数据变化小于其相邻传感器的姿态数据变化的传感器的位置确定为触碰位置。本发明专利技术实施例对触碰物体的导电性等特性没有要求，对本身材质也无特殊电气性能要求，材料成本较低，且由于柔性外壳的材质是柔性的，发生碰撞时不容易损坏。

Tactile detection method, device, equipment and robot

【技术实现步骤摘要】
触觉检测方法、装置、设备及机器人
本专利技术实施例涉及机器人
，具体涉及一种触觉检测方法、装置、设备及机器人。
技术介绍
随着科技发展，机器人已经逐步应用到了各个领域。在机器人工作环境中相对于机器人而言存在许多障碍物，在其工作过程中难免发生碰撞。因此，需要研发能帮助机器人感知到环境碰撞的技术，也即触觉检测技术。此外，对于类人机器人，若使其能像人一样周身皮肤可以感应到外界触碰或他人触摸，这将使机器人能实现更多的功能。目前，机器人触觉检测主要包括无形变的检测和有形变的检测两种方式。无形变方案一般采用小范围的触控按键，以检测其他生物体的触摸或其他物体的碰撞。有形变方案主要通过特殊材料，通过检测材料的电气特性来检测其他生物体的触摸或其他物体的碰撞。对于无形变的方案，由于触控按键本身设计为刚性，发生碰撞时容易损坏，并且触控方案依赖耦合电容，对导电的物体的接触才会有效果。对于有形变的方案，由于材料成熟度不够高，大面积使用使得成本难以控制，而且在一些采用薄膜材料的设计方案中，材料容易损坏。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术实施例提供了一种触觉检测方法、装置、设备及机器人，克服了上述问题或者至少部分地解决了上述问题。根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种触觉检测装置，包括：柔性外壳；多个传感器，其设置于所述柔性外壳的内表面，所述传感器用于获取所述柔性外壳的姿态数据；以及处理单元，其与所述多个传感器电连接，所述处理单元用于接收各所述传感器发送的姿态数据，将姿态数据变化小于其相邻传感器的姿态数据变化的传感器的位置确定为触碰位置。在一种可选的方式中，所述接收各所述传感器发送的姿态数据，将姿态数据变化小于其相邻传感器的姿态数据变化的传感器的位置确定为触碰位置，进一步包括：初始状态下，接收各所述传感器发送的初始姿态数据；按预设时间间隔接收各所述传感器发送的当前姿态数据；计算各所述传感器的当前姿态数据和初始姿态数据的绝对值差值；当某个传感器的当前姿态数据和初始姿态数据的绝对值差值均小于其相邻传感器的当前姿态数据和初始姿态数据的绝对值差值时，确定该传感器的位置为触碰位置。在一种可选的方式中，根据所述传感器的姿态数据变化，基于预设的姿态变化和受力对应关系表，确定所述触碰位置的受力情况，其中，所述姿态变化和受力对应关系表中存储有姿态变化数据和受力等级的对应关系，所述姿态变化数据为与触碰位置的传感器相邻的传感器的姿态变化数据，所述姿态变化数据是当前姿态数据和初始姿态数据的绝对值差值。在一种可选的方式中，所述受力情况为受力等级，所述姿态变化和受力对应关系表通过如下方式预先设置：进行不同受力大小的多次触碰试验，由所述处理单元接收每次触碰试验时各所述传感器发送的当前姿态数据；测量每次触碰试验时触碰位置的受力大小；按照设定的受力等级表，确定每次触碰试验时触碰位置的受力大小所属的受力等级；根据所述当前姿态数据和所述受力等级，建立所述姿态变化和受力对应关系表。在一种可选的方式中，所述传感器为姿态传感器，其分散设置于所述柔性外壳的内表面。在一种可选的方式中，所述姿态数据包括角速度数据、加速度数据和磁场数据中的一种或多种。在一种可选的方式中，所述柔性外壳由橡胶制成。在一种可选的方式中，所述柔性外壳为空心柱状体结构，其内部铺设有金属网层。根据本专利技术实施例的另一方面，提供了一种机器人，所述机器人上设置有如上所述的触觉检测装置。根据本专利技术实施例的另一方面，提供了一种触觉检测方法，所述方法包括：接收各传感器发送的姿态数据；将姿态数据变化小于其相邻传感器的姿态数据变化的传感器的位置确定为触碰位置。根据本专利技术实施例的另一方面，提供了一种触觉检测设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行如上所述的触觉检测方法的步骤。根据本专利技术实施例的另一方面，提供了一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行如上所述的触觉检测方法的步骤。本专利技术实施例通过设置柔性外壳，并在柔性外壳内表面设置多个传感器，由所述传感器采集所述柔性外壳的姿态数据，并通过处理单元对传感器采集的姿态数据进行处理，将姿态数据变化小于其相邻传感器的姿态数据变化的传感器的位置确定为触碰位置。本专利技术实施例通过检测姿态变化而非电气特性来检测触碰的发生，因此对触碰物体的导电性等特性没有要求，对本身材质也无特殊电气性能要求，材料成本较低，且由于柔性外壳的材质是柔性的，发生碰撞时不容易损坏。上述说明仅是本专利技术实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1示出了本专利技术实施例提供的一种触觉检测装置的结构示意图；图2示出了本专利技术实施例提供的一种触觉检测装置的部分结构示意图；图3示出了本专利技术实施例提供的一种触觉检测装置的部分横截面示意图；图4示出了本专利技术实施例中处理单元的工作方法流程图；图5示出了本专利技术一个具体实例中初始状态的姿态示意图；图6示出了本专利技术一个具体实例中碰撞状态的姿态变化示意图图7示出了本专利技术另一实施例中处理单元的工作方法流程图；图8示出了本专利技术实施例提供的触觉检测装置应用于机器人手臂时的结构示意图；图9示出了本专利技术实施例提供的触觉检测装置应用于机器人手臂时的横截面示意图；图10示出了本专利技术实施例提供的触觉检测装置应用于机器人手臂时的纵截面示意图；图11示出了本专利技术实施例提供的触觉检测方法的流程示意图；图12示出了本专利技术实施例提供的一种触觉检测设备的结构示意图。附图标记：100触觉检测装置902处理器10柔性外壳904通信接口101金属网层906存储器20传感器908通信总线30处理单元910程序200机器人210手臂具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术的示例性实施例。虽然附图中显示了本专利技术的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。本专利技术实施例提供了一种触觉检测装置，其可以应用于需要感应触觉的机器人上。图1示出了本专利技术实施例提供的一种触觉检测装置的结构示意图。如图1所示，该触觉检测装置100包括柔性外壳10、多个传感器20和处理单元30。所述柔性外壳10可设置于该装置100所应用的机器人的外表面，当外界物体触碰到机器人时，将直接触碰到该柔性外壳10，使柔性外壳10产生形变。下文均以其应用于机器人为例进行说明。所述多个传感器20设置于所述柔性外壳10的内表面，用于获取所述柔性外壳10的姿态数据。柔性外壳10在没有形变和产生不同程度的形变时，设置于其内表面的传感器20所检测到的姿态数据将不相同。所述处理单元30与所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种触觉检测装置(100)，其特征在于，包括：柔性外壳(10)；多个传感器(20)，其设置于所述柔性外壳(20)的内表面，所述传感器(20)用于获取所述柔性外壳(20)的姿态数据；以及处理单元(30)，其与所述多个传感器(20)电连接，所述处理单元(30)用于接收各所述传感器(20)发送的姿态数据，将姿态数据变化小于其相邻传感器(20)的姿态数据变化的传感器(20)的位置确定为触碰位置。

【技术特征摘要】
1.一种触觉检测装置(100)，其特征在于，包括：柔性外壳(10)；多个传感器(20)，其设置于所述柔性外壳(20)的内表面，所述传感器(20)用于获取所述柔性外壳(20)的姿态数据；以及处理单元(30)，其与所述多个传感器(20)电连接，所述处理单元(30)用于接收各所述传感器(20)发送的姿态数据，将姿态数据变化小于其相邻传感器(20)的姿态数据变化的传感器(20)的位置确定为触碰位置。2.根据权利要求1所述的触觉检测装置(100)，其特征在于，所述接收各所述传感器(20)发送的姿态数据，将姿态数据变化小于其相邻传感器(20)的姿态数据变化的传感器(20)的位置确定为触碰位置，进一步包括：初始状态下，接收各所述传感器(20)发送的初始姿态数据；按预设时间间隔接收各所述传感器(20)发送的当前姿态数据；计算各所述传感器(20)的当前姿态数据和初始姿态数据的绝对值差值；当某个传感器(20)的当前姿态数据和初始姿态数据的绝对值差值均小于其相邻传感器(20)的当前姿态数据和初始姿态数据的绝对值差值时，确定该传感器(20)的位置为触碰位置。3.根据权利要求2所述的触觉检测装置(100)，其特征在于，所述处理单元(30)还用于：根据所述传感器(20)的姿态数据变化，基于预设的姿态变化和受力对应关系表，确定所述触碰位置的受力情况，其中，所述姿态变化和受力对应关系表中存储有姿态变化数据和受力等级的对应关系，所述姿态变化数据为与触碰位置的传感器(20)相邻的传感器(20)的姿态变化数据，所述姿态变化数据是当前姿态数据和初始姿态数据的绝对值差值。4.根据权利要求3所述的触觉检测装置(100)，其特征在于，所述受力情况为受力等级，所述姿态变化和受力对应关系表通过如下方式预先设置：进行不同受力大小的多次触碰试验，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐泽元，
申请(专利权)人：深圳前海达闼云端智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44