一种压阻式触觉传感制造技术

本实用新型专利技术公开了一种压阻式触觉传感器，包括底衬，底衬中部设有空腔，底衬上端端面上固定有感应膜，感应膜为含有惠斯通电桥的硅基薄膜，感应膜中部通过光刻和溅射工艺生成触点的金属层，在金属层上通过电镀工艺长出设定高度的触点，触点的垂直投影落在底衬空腔的范围内。当触点未接触到物体时，感应膜未产生形变，惠斯通电桥处于平衡状态称为零位，当触点接触物体时，感应膜受压同时电阻发生变化，惠斯通电桥将失去平衡。若给惠斯通电桥加一个恒定电流或电压电源，惠斯通电桥将输出与压力对应的电压信号，这样感应膜的电阻变化通过惠斯通电桥转换成压力信号输出，即压力信号输出跟随触点受到的压力变化而变化。

【技术实现步骤摘要】
一种压阻式触觉传感
本技术属于传感器
，具体涉及一种触觉传感器。
技术介绍
近年跟随智能物联网及智能穿戴行业的兴起，大力的推动了智能机器人的技术发展，触觉传感器是机器手获取触觉信息核心组成部件，根据触觉传感器测量反馈的信息，机器人可对目标物体进行可靠抓取实时动态调整，并通过多组态的传感器元件配合，可进一步感知它的形状、重点、软硬等物理特性。通过多个相同器件的组合扩展应用，能粘贴在表面为非平面的物体上并准确检测三个方向接触力的柔性三维力触觉传感器阵列设计，是机器手获取全方位握力、力矩等信息的重要工具。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种压阻式触觉传感器。为了解决以上技术问题，本技术是通过以下技术方案实现的：一种压阻式触觉传感，包括底衬，底衬中部设有空腔，底衬上端端面上固定有感应膜，感应膜为含有惠斯通电桥的硅基薄膜，感应膜中部通过光刻和溅射工艺生成触点的金属层，在金属层上通过电镀工艺长出设定高度的触点，触点的垂直投影落在底衬空腔的范围内。进一步的，在感应膜与底衬连接部位的上方通过光刻和溅射工艺生成过载保护支点的金属层，在金属层上通过电镀工艺长出设定高度的过载保护支点，过载保护支点的设定高度低于触点的设定高度。进一步的，过载保护支点至少设有两个。进一步的，底衬通过刻蚀工艺制成。进一步的，感应膜通过键合工艺固定在底衬上。进一步的，惠斯通电桥通过半导体工艺在感应膜上制成。进一步的，惠斯通电桥的四个电阻为等值电阻。本技术的有益之处在于，当触点未接触到物体时，感应膜未产生形变，惠斯通电桥处于平衡状态（称为零位），当触点接触物体时，感应膜受压同时电阻发生变化，惠斯通电桥将失去平衡。若给惠斯通电桥加一个恒定电流或电压电源，惠斯通电桥将输出与压力对应的电压信号，这样感应膜的电阻变化通过惠斯通电桥转换成压力信号输出，即压力信号输出跟随触点受到的压力变化而变化。同时还设有过载保护支点，当触点受压过大，达到设定的过载保护值时，外界感触面将与过载保护支点接触，外界力将不能在施加在触点上，从而实现过载保护。本技术结构简单，具备高精度、高可靠性、低成本和过载保护的特点，并可通过后期的软件算法、使用多颗传感器构成阵列单元，用于大范围的检测应用，由于结构简单，可提供小形化的封装形式，适用于不同的工作平台，在不同的工作环境皆能保持稳定的产品特性。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为本技术应用示意图。具体实施方式下面结合附图及具体实施方式对本技术进行详细描述：如图1所示，一种压阻式触觉传感，包括底衬1，底衬1中部设有空腔，底衬1上端端面上固定有感应膜2，感应膜2为含有惠斯通电桥的硅基薄膜，感应膜2中部通过光刻和溅射工艺生成触点3的金属层，在金属层上通过电镀工艺长出设定高度的触点3，触点3的垂直投影落在底衬1空腔的范围内。当触点3未接触到物体时，感应膜2未产生形变，惠斯通电桥处于平衡状态（称为零位），当触点3接触物体时，感应膜2受压同时电阻发生变化，惠斯通电桥将失去平衡。若给惠斯通电桥加一个恒定电流或电压电源，惠斯通电桥将输出与压力对应的电压信号，这样感应膜2的电阻变化通过惠斯通电桥转换成压力信号输出，即压力信号输出跟随触点3受到的压力变化而变化。本技术结构简单，具备高精度、高可靠性、低成本和过载保护的特点，并可通过后期的软件算法、使用多颗传感器构成阵列单元，用于大范围的检测应用，由于结构简单，可提供小形化的封装形式，适用于不同的工作平台，在不同的工作环境皆能保持稳定的产品特性。优选的，在感应膜2与底衬1连接部位的上方通过光刻和溅射工艺生成过载保护支点4的金属层，在金属层上通过电镀工艺长出设定高度的过载保护支点4，过载保护支点4的设定高度低于触点的设定高度。优选的，过载保护支点至少设有两个。过载保护支点4的高度低于触点3的高度，当触点3垂直位移量达到感应膜2的物理承受极限能力后，过载保护支点4形成阻挡，给予保护，避免触点3继续位移超过感应膜2的物理承受极限。具体的，底衬1通过刻蚀工艺制成，感应膜2通过键合工艺固定在底衬1上。惠斯通电桥通过半导体工艺在感应膜2上制成，惠斯通电桥的四个电阻为等值电阻。本技术整体是采用MEMS工艺制成的。图2为本技术的一种应用示意，底衬1的下端与后端应用配合固定，感应膜2上连接有线路输出信号。需要强调的是：以上仅是本技术的较佳实施例而已，并非对本技术作任何形式上的限制，凡是依据本技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本技术技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压阻式触觉传感，其特征在于：包括底衬，底衬中部设有空腔，底衬上端端面上固定有感应膜，感应膜为含有惠斯通电桥的硅基薄膜，感应膜中部通过光刻和溅射工艺生成触点的金属层，在金属层上通过电镀工艺长出设定高度的触点，触点的垂直投影落在底衬空腔的范围内。/n

【技术特征摘要】
1.一种压阻式触觉传感，其特征在于：包括底衬，底衬中部设有空腔，底衬上端端面上固定有感应膜，感应膜为含有惠斯通电桥的硅基薄膜，感应膜中部通过光刻和溅射工艺生成触点的金属层，在金属层上通过电镀工艺长出设定高度的触点，触点的垂直投影落在底衬空腔的范围内。


2.根据权利要求1所述的压阻式触觉传感，其特征在于：在感应膜与底衬连接部位的上方通过光刻和溅射工艺生成过载保护支点的金属层，在金属层上通过电镀工艺长出设定高度的过载保护支点，过载保护支点的设定高度低于触点的设定高度。


3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王跃林，李正，王东平，
申请(专利权)人：苏州感芯微系统技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32