一种机器人电子皮肤及机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及电子皮肤领域，公开了一种机器人电子皮肤及机器人。包括：绝缘支撑件；电容感应单元，用于与靠近电容感应单元的接地物体构成第一电容；控制电路，与电容感应单元连接，包括LC谐振电路与接地端口，其中，接地端口与大地构成第二电容，LC谐振电路包括第一节点与第二节点，电容感应单元与第一节点连接；基准层，与接地端口连接，基准层与大地构成第三电容；当激励信号从第一节点输入时，得到第一震荡电路，当激励信号从第二节点输入时，得到第二震荡电路。本实用新型专利技术实现了接地物体非接触式的距离检测。

【技术实现步骤摘要】
一种机器人电子皮肤及机器人
本技术涉及电子皮肤领域，特别是涉及一种机器人电子皮肤及机器人。
技术介绍
目前，机器人的电子皮肤主要以接触式的电阻式电子皮肤为主，电阻式电子皮肤依靠接地物体(例如人体)与机器人接触后引起电子皮肤的形变，并向机器人的控制电路发送接触信号。但是，若接地物体不直接接触电子皮肤，电子皮肤则无法实现接地物体非接触式的距离检测。
技术实现思路
本技术实施例旨在提供一种机器人电子皮肤及机器人，其能够基于自电容检测原理，实现接地物体非接触式的距离检测。为解决上述技术问题，本技术实施例提供以下技术方案：第一方面，本技术实施例提供一种机器人电子皮肤，包括：绝缘支撑件；电容感应单元，设置于所述绝缘支撑件的外表面，用于与靠近所述电容感应单元的接地物体构成第一电容；控制电路，与所述电容感应单元连接，所述控制电路包括LC谐振电路与接地端口，其中，所述接地端口与大地构成第二电容，所述LC谐振电路包括第一节点与第二节点，所述电容感应单元与所述第一节点连接；基准层，设置于所述绝缘支撑件的内表面，与所述接地端口连接，所述基准层与大地构成第三电容；当激励信号从所述第一节点输入时，得到第一震荡电路，当激励信号从所述第二节点输入时，得到第二震荡电路。进一步的，所述电容感应单元包括电容感应层，所述电容感应层设置于所述绝缘支撑件的外表面，用于与靠近所述电容感应层的接地物体构成第一电容。进一步的，所述电容感应单元的数量为多个，呈阵列式地设置于所述绝缘支撑件的外表面。进一步的，每相邻两个所述电容感应单元相互绝缘。进一步的，所述电容感应层包括金属片、金属板或金属涂层。进一步的，所述基准层包括接地金属片、接地金属板、接地金属涂层或机器人的接地金属外壳。进一步的，所述第三电容大于所述第一电容。第二方面，本技术实施例提供一种机器人，包括如上所述的机器人电子皮肤。本技术实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况下，本技术实施例提供的一种机器人电子皮肤及机器人。其中，所述机器人电子皮肤通过电容感应单元与靠近电容感应单元的接地物体构成第一电容，控制电路包括LC谐振电路与接地端口，接地端口与大地构成第二电容，LC谐振电路包括第一节点与第二节点，电容感应单元与第一节点连接，以及基准层与接地端口连接，基准层与大地构成第三电容，再通过自电容检测原理，当激励信号从第一节点输入时，得到第一震荡电路，当激励信号从第二节点输入时，得到第二震荡电路，控制电路用于来回切换第一震荡电路和第二震荡电路，并根据震荡频率计算接地物体与电容感应单元之间的距离。因此，本技术实施例采用电容式机器人电子皮肤，在接地物体靠近电容感应单元的过程中，实时精确测量接地物体与电容感应单元之间的距离。附图说明一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。图1是本技术实施例提供的一种机器人电子皮肤的平面示意图；图2是本技术实施例提供的一种机器人电子皮肤的A-B剖面示意图；图3是本技术实施例提供的一种机器人电子皮肤的结构示意图；图4是本技术实施例提供的一种第一震荡电路的等效示意图；图5是本技术实施例提供的一种第二震荡电路的等效示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。请参阅图1，为本技术实施例提供的一种机器人电子皮肤的平面示意图。如图1所示，所述机器人电子皮肤100至少包括绝缘支撑件10和电容感应单元20，所述绝缘支撑件10和所述电容感应单元20均位于机器人的接地金属外壳的外表面，可以被用户直接观测或者触摸。所述绝缘支撑件10安装于机器人的接地金属外壳上，紧贴于机器人的接地金属外壳设置，为不影响机器人的整体外观设计和其他机械性能，通常将所述绝缘支撑件10的厚度设置在2mm以下。其中，所述电容感应单元20集中布局于所述绝缘支撑件10上，且所述电容感应单元20设置于所述绝缘支撑件10的外表面，即所述绝缘支撑件10用于为所述电容感应单元20提供依附的场地。所述绝缘支撑件10为不善于传导电流的物质，例如，橡胶、塑料、玻璃、陶瓷等等。可以理解，根据机器人类型的不同，可以调整所述绝缘支撑件10在机器人上的安装位置，例如，当机器人为陪伴机器人时，所述绝缘支撑件10一般安装于机器人的本体的正前方，以便于用户进行操作。当机器人为工业机器人或者协作机器人时，所述绝缘支撑件10一般安装于机器人的机器臂的末端，以便于机器臂感知外物，进而抓取物体或者躲避物体碰撞等。所述绝缘支撑件10的大小与所述电容感应单元20的大小和数量有关，根据距离感知的精度要求，需要变更所述电容感应单元20的大小和数量，进而需调节所述绝缘支撑件10的大小。所述绝缘支撑件10的截面形状也不限于本实施例所公开的长方形或正方形。所述电容感应单元20设置于所述绝缘支撑件10的外表面，用于与靠近所述电容感应单元20的接地物体1构成第一电容Cx(如图3所示)。在本实施例中，所述电容感应单元20为4cm*4cm的正方形，每相邻两个所述电容感应单元20相互绝缘。在一些实施例中，根据位置信号的分辨率，可以调整所述电容感应单元20的大小。在本实施例中，接地物体1可以为电学上的任意接地形式，在此不做限定。如图2所示，所述电容感应单元20包括电容感应层201，所述电容感应层201设置于所述绝缘支撑件10的外表面，用于与靠近所述电容感应层201的接地物体1构成第一电容Cx。在本实施例中，所述电容感应层201包括金属片、金属板或金属涂层。所述电容感应层201相当于电容器的一个单板，所述电容感应层201与所述控制电路30(如图3所示)连接，则所述电容感应层201与所述控制电路30结合相当于一个电容传感器。所述电容感应层201与所述控制电路30结合既满足了电容器的条件，也满足了将被测量的物理量或机械量转换成电容量变化，并将其发送至所述控制电路30进行处理的条件。所述电容传感器将所述接地物体1与所述电容感应单元20之间的距离变化转化为所述第一电容Cx的电容量变化，通过所述控制电路30计算所述第一电容Cx的电容量，从而得到所述接地物体1与所述电容感应单元20之间的距离。进一步的，所述电容感应单元20的数量为多个，若干所述电容感应单元20呈阵列式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人电子皮肤，其特征在于，包括：/n绝缘支撑件；/n电容感应单元，设置于所述绝缘支撑件的外表面，用于与靠近所述电容感应单元的接地物体构成第一电容；/n控制电路，与所述电容感应单元连接，所述控制电路包括LC谐振电路与接地端口，其中，所述接地端口与大地构成第二电容，所述LC谐振电路包括第一节点与第二节点，所述电容感应单元与所述第一节点连接；/n基准层，设置于所述绝缘支撑件的内表面，与所述接地端口连接，所述基准层与大地构成第三电容；/n当激励信号从所述第一节点输入时，得到第一震荡电路，当激励信号从所述第二节点输入时，得到第二震荡电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种机器人电子皮肤，其特征在于，包括：
绝缘支撑件；
电容感应单元，设置于所述绝缘支撑件的外表面，用于与靠近所述电容感应单元的接地物体构成第一电容；
控制电路，与所述电容感应单元连接，所述控制电路包括LC谐振电路与接地端口，其中，所述接地端口与大地构成第二电容，所述LC谐振电路包括第一节点与第二节点，所述电容感应单元与所述第一节点连接；
基准层，设置于所述绝缘支撑件的内表面，与所述接地端口连接，所述基准层与大地构成第三电容；
当激励信号从所述第一节点输入时，得到第一震荡电路，当激励信号从所述第二节点输入时，得到第二震荡电路。


2.根据权利要求1所述的机器人电子皮肤，其特征在于，所述电容感应单元包括电容感应层，所述电容感应层设置于所述绝缘支撑件的外表面，用于与靠近所述电容感应层的接地物体构成...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘培超，黄睿，曹林攀，林俊凯，
申请(专利权)人：深圳市越疆科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44