智能机器人的触觉传感服装制造技术

一种智能机器人的触觉传感服装。它由穿戴在智能机器人身上的服装本身和安置在该服装上的触觉传感装置构成。其触觉传感装置包括各电极触点一一对应的、其中一个的电极触点为行排列阵列而另一个为列排列阵列的上下两块薄膜电极板。在下薄膜电极板的每一电极触点上通过导电粘接剂粘贴有一块厚度相等的具有压阻特性的导电橡胶；在两块薄膜电极板之间衬垫有一块其上有与导电橡胶对应的孔眼、该孔眼把各导电橡胶套住并把相邻的分隔开的、具厚度比导电橡胶的厚度厚０．０５ｍｍ～０．１０ｍｍ的绝缘薄膜隔衬。进一步讲，该触觉传感装置还有同时也可作机器人服装材料的保护层。本发明专利技术具有成本低廉、检测面积大、测试灵敏度高；很好的柔韧性、受冲击时不易损坏的优越性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能机器人的触觉传感装置，具体涉及到穿戴在智能机器人身上的触觉传感装置。
技术介绍
在一些涉及人体的冲撞试验(例如，载人汽车的冲撞试验)中、或者其他可能对人体造成伤害的有接触压力的试验中，为避免真人的身体受到伤害，人们往往会利用具有相应感知能力的智能机器人来代替人体进行试验。为此，人们要在智能机器人的相关部位上安装若于感应压力大小的触觉传感装置。通过这些触觉传感装置，检测出人体可能受到冲撞的部位和对这些部位的冲撞力的大小，从而为改进产品(例如，载人汽车)的设计提供依据。在迄今为止提出的智能机器人触觉传感方法及其装置中，有的利用PVDF膜压电效应获得电信号、有的利用超声波或压力引起电容变化而获得电信号、还有利用机械开关、光波导等来获得电信号。在现有的这些传感方法及其装置中，有两个共同的不足一是这些传感装置中的触觉敏感单元的成本较高，若要对人体所有需要关心的部位均对应地安装上这些传感装置中的触觉敏感单元的话，就必须增加很多相同或不同的触觉敏感单元。这样一来，其试验成本就大幅度地增加了。所以，现有的触觉传感装置的触觉感应部分的面积均太小。若把成本放在次要位置、用增加现有的触觉敏感单元的数量来增大相应的触觉感应部分面积的话，第二个不足是该较大面积的触觉感应部分的柔韧性又比较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是，针对现有技术的不足，提供一种成本低廉、触觉感应部分的面积大、具有很好的柔韧性、并且可以穿戴在智能机器人身上的触觉传感装置。实现所述专利技术目的的是，一种智能机器人的触觉传感服装。该触觉传感服装由可以穿戴在智能机器人身上的服装本身和安置在该服装上的触觉传感装置构成。其中的触觉传感装置包括各电极触点一一对应的、其中一个的电极触点为行排列阵列而另一个为列排列阵列的上下两块薄膜电极板；在靠近机器人身体的下薄膜电极板的每一电极触点上通过导电粘接剂粘贴有一块厚度相等的具有压阻特性的导电橡胶，即以该导电橡胶为核心构成一个触觉敏感单元；在两块薄膜电极板之间衬垫有一块其上有与导电橡胶对应的孔眼、且该孔眼把各导电橡胶套住并把相邻的导电橡胶隔开的、其厚度比导电橡胶的厚度厚0.05mm～0.10mm的绝缘薄膜隔衬。两薄膜电极板的引出线经由接线头引出后，再与后端处理系统相联接。进一步的特征是，在所述上下两块薄膜电极板的外侧分别有其材料为防水布、塑料薄膜或橡胶皮的保护层；下保护层、下薄膜电极板、绝缘薄膜隔衬、上薄膜电极板和上保扩层依次由柔性胶粘贴在一起；所述的导电橡胶是通过环氧导电胶粘贴在下薄膜电极扳的各个电极触点上的。更进一步的特征是，所述的保护层同时也是制作机器人服装的材料。其中，上保护层为该服装的面料、下保护层为该服装的里衬；起码在该服装的各裁片的缝头宽度范围内，仅有重叠在一起的下保护层和上保护层。在进行接触压力(或冲撞)试验时，首先是两块薄膜电极板在其受压处压缩夹在它们之间的绝缘薄膜隔衬，在继续压缩该绝缘薄膜隔衬而使得上薄膜电极板的电极触点接触到对应的导电橡胶后，该导电橡胶就把上下两个电极触点导通了。这样，就可以通过导通的行列式阵列电极触点的点位和点数，测出该智能机器人受压的位置和面积；通过导电橡胶的压阻特性(当导电橡胶所受的压力慢慢变大时，其体积随之慢慢变小，等效于内部导电颗粒的浓度增大，从而导电橡胶的电阻变小。该特性在对数坐标中上是按一定规律变化的曲线，而且对于某一有指定导电颗粒的导电橡胶，其压阻特性曲线也随之确定)，就可以测出该智能机器人在各受压处所受压力的大小。从而取得该智能机器人受压的全部触觉信息。与现有的触觉传感装置相比较，作为触觉敏感单元核心的导电橡胶的成本是相对低廉的一类，又由于本专利技术各层所用的材料均是有程度不同柔软性的薄膜，所以，不但因所用材料的成本比较低廉、仅从成本方面考虑也允许把服装上的触觉传感装置的总面积做得较大，而且，还可以把该触觉传感服装做得与智能机器人身上的曲线十分贴合。因此，本专利技术具有成本低廉、检测面积(即触觉感应的面积)大、测试灵敏度高、有很好的柔韧性的优点。结合所述的进一步特征，本性专利技术还有耐磨损、受冲击时不易损坏，可像缝制人体服装一样根据智能机器人的形体进行剪裁和缝制(或粘接)加工，穿戴于智能机器人身上能感知外力及接触物外形轮廓等优点；与相应的后端处理系统相配合，本智能机器人服装的触觉分辨率还可以根据需要调节。下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。附图说明图1——本专利技术的一个触觉敏感单元的剖面示意2——一种8×8阵列的本专利技术中的上薄膜电极板图3——与图2对应的下薄膜电极板图4——一种3×4阵列的本专利技术的分解示意5——本专利技术的一件智能机器人衣服裁片的示意图具体实施方式一种智能机器人的触觉传感服装(参考图1、2、3、4)。该触觉传感服装由可以穿戴在智能机器人身上的服装本身和安置在该服装上的触觉传感装置构成。该触觉传感装置包括各电极触点一一对应的、其中一个的电极触点为行排列阵列而另一个为列排列阵列的上下两块薄膜电极板(2、3)；这两块薄膜电极板(2、3)可用现有的各种材料和工艺制作。在靠近机器人身体的下薄膜电极板2(本案称靠近机器人身体的薄膜电极板为下薄膜电极板2、离机器人身体较远的为上薄膜电极板3)的每一电极触点上通过导电粘接剂粘贴有一块厚度相等的具有压阻特性的导电橡胶20；在两块薄膜电极板(2、3)之间衬垫有一块其上有与导电橡胶对应的20孔眼231、且该孔眼231把各导电橡胶20套住并把相邻的导电橡胶20隔开的、其厚度比导电橡胶20的厚度厚0.05mm～0.10mm的绝缘薄膜隔衬23。显然，所说的导电粘接利可用现有的、同时也满足选用者的其他要求的导电粘接剂。所述行列式阵列电极触点的数量以及疏密程度可以根据对测试结果的要求、相应的后端处理系统的性能等因素确定。既可以把服装上的触觉传感装置做成触觉敏感单元(即只包括一个导电橡胶20)的阵列数量相对较多、每一块触觉传感装置面积较大的触觉传感服装；也可以做成触觉敏感单元的阵列数量相对较少、每一块触觉传感装置面积较小的触觉传感服装，更可以根据需要，做成各块触觉传感装置面积大小不等的触觉传感服装。本领域的技术人员看了上一自然段披露的内容和相应的说明后，已能正确地实现本专利技术了。故把上一自然段披露的具体实施方式作为以下各例的总述，在以下各例中与本总述相同的内容不赘述。实施例1本例是在具体实施方式总述的基础上，针对薄膜电极板的制作和导电橡胶20材料的进一步举例(参考图2、3、4)。在本例中，薄膜电极板是在PB塑料薄膜上单面印刷银浆而构成相应的行列式阵列电极触点的(鉴于印刷银浆的具体工艺已为公知公用的技术，故在本例中不进一步介绍)。本例的导电橡胶20内的导电颗粒为玻璃球镀银。显然，导电橡胶20内的导电颗粒也可以是铝镀银的或者炭黑式的——根据材料来源和/或其他的要求选用。实施例2本部分是在具体实施方式总述或者实施例1的基础上，针对导电橡胶20和绝缘薄膜隔衬23的几何形状及其进一步特征的介绍(参考图1、4)。具体是，各块导电橡胶20为圆饼状，绝缘薄膜隔衬23上套住它们的孔眼231为圆孔，在该导电橡胶20与孔眼231之间最少有当导电橡胶20与绝缘薄膜隔衬23均被压至最薄时、两者间仍不会发生刮擦的间隙。也就是说，当导电橡胶20在受压的状态下，引起其电本文档来自技高网...

【技术保护点】
智能机器人的触觉传感服装，该触觉传感服装由可以穿戴在智能机器人身上的服装本身和安置在该服装上的触觉传感装置构成，其特征在于，所述触觉传感装置包括各电极触点一一对应的、其中一个的电极触点为行排列阵列而另一个为列排列阵列的上下两块薄膜电极板（２、３）；在靠近机器人身体的下薄膜电极板（２）的每一电极触点上通过导电粘接剂粘贴有一块厚度相等的具有压阻特性的导电橡胶（２０），在两块薄膜电极板（２、３）之间衬垫有一块其上有与导电橡胶对应的（２０）孔眼（２３１）、且该孔眼（２３１）把各导电橡胶（２０）套住并把相邻的导电橡胶（２０）隔开的、其厚度比导电橡胶（２０）的厚度厚０．０５ｍｍ～０．１０ｍｍ的绝缘薄膜隔衬（２３）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：秦岚，李青，潘英俊，孙先逵，刘颖，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]