一种柔性三维触觉传感器及其制作、检测方法技术

本发明专利技术提出一种柔性三维触觉传感器及其制作、检测方法，该柔性三维触觉传感器包括装配基底层、力敏电阻层以及防护表面层，装配基底层的底面通过配接结构固定于抓取设备上，可随抓取设备移动，力敏电阻层设于装配基底层的顶面，可随装配基底层移动，防护表面层设于力敏电阻层的顶面，可随力敏电阻层移动，防护表面层的顶面与抓取物表面接触，使抓取设备与抓取物对装配基底层、力敏电阻层及防护表面层进行挤压。该传感器中电阻单体的横向电阻段与纵向电阻段的纹理不同，单位面积的电阻变化率也不同，将两个电阻单体对称放置后能获取滑动力和垂直方向的压力，只需要两组模拟量信号就能够获取三维的接触力信息。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性三维触觉传感器及其制作、检测方法
本专利技术涉及柔性三维触觉测量技术，尤其涉及一种柔性三维触觉传感器。
技术介绍
随着柔性抓取技术的发展，柔性材料和柔性触觉传感器成为了柔性技术研究的重点领域。柔性抓取设备能够抓取鸡蛋、水杯等易碎物体，柔性触觉传感器是其中的关键部件，柔性触觉传感器能够自由弯曲，从而能够保证与不规则的目标物体紧密贴合。常规的柔性触觉传感器只能测量垂直于接触面的压力，需要在抓取之前设置一个预估的抓取力，通过检测接触力来对抓取机构的运动进行控制，从而达到预设的抓取力。但是如果对于未知物体进行柔性抓取，在抓取之前难以获知准确的预设抓取力，这时就需要获取柔性抓取装置与目标物体的滑动力，如果在抓取过程中，滑动力增加，则需要增加抓取力，以免物体滑落，如果滑动力稳定不变，则表面抓取力较为适中，既能够保证目标物体被抓起来，又不会造成目标物体破损。对滑动力进行检测就需要三维触觉测量技术，目前柔性三维触觉传感器结构复杂、体积较大，难以安装于柔性手指等小巧的抓取装置上，同时，常规的柔性触觉传感器采用腐蚀或雕刻的方法，会产生污染废物，而且腐蚀工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性三维触觉传感器，其特征在于，包括：/n装配基底层，该装配基底层的底面通过配接结构固定于抓取设备上，可随抓取设备移动；/n力敏电阻层，该力敏电阻层设于装配基底层的顶面，可随装配基底层移动；/n防护表面层，该防护表面层设于力敏电阻层的顶面，可随力敏电阻层移动，防护表面层的顶面与抓取物表面接触，使抓取设备与抓取物对装配基底层、力敏电阻层及防护表面层进行挤压。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔性三维触觉传感器，其特征在于，包括：
装配基底层，该装配基底层的底面通过配接结构固定于抓取设备上，可随抓取设备移动；
力敏电阻层，该力敏电阻层设于装配基底层的顶面，可随装配基底层移动；
防护表面层，该防护表面层设于力敏电阻层的顶面，可随力敏电阻层移动，防护表面层的顶面与抓取物表面接触，使抓取设备与抓取物对装配基底层、力敏电阻层及防护表面层进行挤压。


2.根据权利要求1所述的一种柔性三维触觉传感器，其特征在于：
力敏电阻层包括一组横向电阻段及一组纵向电阻段，横向电阻段中具有第一纹理，纵向电阻段中具有第二纹理，各横向电阻段分别沿横向延伸，各纵向电阻段分别沿纵向延伸，横向电阻段及纵向电阻段顺次连接，形成电阻单体，该电阻单体两端通过线路与模数转换芯片连通，由模数转换芯片将电阻单体受挤压所得的模拟信号转换成数字信号。


3.根据权利要求2所述的一种柔性三维触觉传感器，其特征在于：
电阻单体设有一对，各电阻单体的横向电阻段之间相互平行，各电阻单体的纵向电阻段之间相互平行。


4.根据权利要求1所述的一种柔性三维触觉传感器，其特征在于：
装配基底层采用柔性橡胶材料注塑成型；
力敏电阻层采用碳纳米管和石墨烯混合材料3D打印成型；
防护表面层采用有机硅材料3D打印成型。


5.根据权利要求4所述的一种柔性三维触觉传感器，其特征在于：
防护表面层为梯台形，其顶面的面积小于其底面的面积。


6.权利要求1～5任一项所述的柔性三维触觉传感器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)采用柔性橡胶材料注塑成型方法制作装配基底层；
2)将石墨烯和碳纳米管混合，并加热搅拌均匀，形成打印基材，注入3D打印机中；
3)将力敏电阻层的三维图纸输入3D打印机中；
4)3D打印机...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈琦，朱大奇，彭久松，陈铭治，孙兵，庞文，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：上海;31