本实用新型专利技术涉及用于电容式检测的传感装置、机器人覆盖设备及机器人，所述用于电容式检测的传感装置包括被布置成插入具有非平坦表面的机器人壳体中或被布置在机器人壳体上的电路，所述电路包括的柔性基板具有：
【技术实现步骤摘要】
用于电容式检测的传感装置、机器人覆盖设备及机器人
[0001]在本文中，本技术描述了一种用于电容式检测系统并且适于装配在机器人保护壳体中的柔性电路。
[0002]本技术的领域涉及机器人技术，更具体地涉及工业机器人技术、医疗机器人技术或服务机器人技术，并且更具体地涉及协作机器人也称为协同机器人的领域，并且更具体地涉及SCARA机器人(SCARA代表“选择性顺应性装配/关节式机器手臂”)的领域。
技术介绍
[0003]工业或家用机器人、特别是协作机器人(协同机器人)通常包括主体，在该主体上附接有具有工具或工具保持器的功能头，并且能够在环境中执行一个或更多个任务。
[0004]为了在包括人和/或物体的环境中或者与人协作使用或移动机器人或协作机器人(例如机械臂或SCARA机器人)，有必要提供检测位于其环境中的这些人和物体的能力，目的是避免事故风险。用于提供这种检测能力的最新解决方案包括为机器人装配电容式传感器，该电容式传感器对一定范围内的物体的接近或与该物体的接触敏感。
[0005]一种方法是将电容式传感器分布在机器人的不同部件上或部件周围，重点是装备移动部件。
[0006]电容式传感器能够位于保护壳体或盖内。那些传感器被放置在框架上并且围绕机器人提供了不同的益处。保护壳体隐藏并且限制机器人的不同功能元件，例如电线、电机、框架等。保护壳体还提供美学益处和一些基本安全性，其中壳体通常被设计成没有引向外部的锐角。机器人壳体还需要围绕包括不同面积和不同曲率的非明显形状结构。
[0007]因此，这些壳体具有它们自己的一组要求。在许多情况下，在决定改造具有检测能力的机器人之前，已经对它们进行了设计和安装。
[0008]为了受益于壳体的保护和外观，需要将电容式传感器放置在壳体后面并且调整以适合它们的形状。为了优化深度和方向性的检测范围，期望通过覆盖尽可能多的壳体表面来最大化传感区域。
[0009]这样的要求将需要满足工业约束并且将需要同时是性能好、可扩展、成本有效并且可靠的。
[0010]本技术的目的是提供针对这些目的之一的解决方案。
[0011]本技术的目的还有提供能够适合覆盖机器人、并且尤其是 SCARA机器人的非平坦形状的壳体的柔性电路和电容式检测传感器。
[0012]本技术的目的还有提供针对柔性电路和电容式检测传感器的设计，以使其是性能好、可扩展、成本有效、可靠的，并且易于安装在这些壳体上。
技术实现思路
[0013]这些目的通过用于电容式检测的传感装置来实现，该传感装置包括被布置成插入具有非平坦表面的机器人壳体中或机器人壳体上的电路，所述电路包括的柔性基板具有：
[0014]-由介电材料形成的绝缘层，以及，
[0015]-导电材料的检测层，其施加在绝缘层上并且包括被称为电容式电极的多个电极。
[0016]已知的电容式检测系统包括至少一个电极，该系统具有使该电极极化的电子装置和测量存在于该电极与物体和/或以不同电势极化的另一电极之间的电容关系的电子装置。
[0017]在本申请中，“物体”表示可以位于机器人的环境内的任何物体或人。
[0018]“机器人”是指任何机器人系统，尤其是机械臂、轮式车辆，例如配备有臂或操纵系统的卡车，或者人型机器人或装有运动构件例如肢体的机器人。
[0019]本技术提出了一种用于电容式检测的传感装置，该传感装置包括具有多个电极并且被插入具有非平坦表面的机器人壳体中或机器人壳体上的电路。根据本技术的电路使得可以制造具有电容式检测功能的机器人，或者向原本未配备电容式检测能力的机器人添加电容式检测功能。无需修改现有机器人的架构并且可以容易地替换或维护用于维修机器人的电容式检测传感系统。在任何情况下，本技术的装置使得提供或添加成本有效、时间有效、可靠并且性能良好的电容式检测功能。
[0020]本技术的电路能够用批量生产方法预先生产。
[0021]由该电路构成的多电极系统能够装配在非平坦表面机器人壳体上。覆盖能够最大化并且需要非常少的装配步骤。利用多个电极对机器人壳体的覆盖进行优化的能力提供了集成的电容式检测系统，其同时提供了壳体的不同侧被覆盖时的方向性，并且提供了空间分辨率，其中多个电极使得能够相对于机器人或机器人的一部分检测物体。
[0022]根据实施例，柔性基板可以包括适于围绕相应方向弯曲的多个子区域。
[0023]柔性基板能够首先被成形为机器人覆盖壳体的尺寸。这能够通过在执行电路制造工艺步骤之前或之后从柔性基板的片材进行切割来执行。然而，由于能够使用标准制造工具，因此前者与批量生产更兼容。本技术的若干电路能够使用相同的材料片制成，然后切割成一定尺寸并且分离。因此，本技术的电路的并行制造是可能的。
[0024]然后，柔性基板的每个子区域能够围绕相应的方向弯曲，以便配合非平坦表面。因此，电路的柔性基板能够配合覆盖壳体并且能够被应用在该覆盖壳体的不同侧面附近或与该盖壳体的不同侧面接触。鉴于本技术，仅通过施加包含电路和电极的单个基板，就能够一次覆盖机器人壳体的多个侧面。该方法意味着相对于壳体的对准的要求非常少，并且对于电极之间的彼此调节没有要求。
[0025]根据实施例，柔性基板的多个子区域可被布置成配合机器人壳体的内表面。
[0026]电容式检测传感装置能够隐藏在机器人壳体的后面，并且受益于机器人壳体的保护。电容式检测传感装置能够映射机器人壳体的形状，即使它不是平坦的。
[0027]根据实施例，柔性基板可以至少包括至少部分地分隔两个子区域的凹口。
[0028]这些凹口提供了若干优点。首先，它们允许柔性基板绕过出现在机器人壳体的内表面上的任何突起、壁或隔板。其次，它们为每个子区域提供了更大的灵活性，通过与柔性基板的其它相邻子区域脱离，每个子区域能够更自由地弯曲。
[0029]根据实施例，柔性基板可以包括被布置为围绕相同方向弯曲的多个子区域。
[0030]这对应于对于机器人壳体围绕相同方向呈现弯曲的配置。
[0031]根据实施例，柔性基板可以包括被布置为围绕一个方向折叠的至少一个子区域。
[0032]由于这些区域，柔性基板适于覆盖在不同侧之间呈现出具有低曲率半径的锐角的壳体。折叠的角度能够是例如大约90度。然后，具有折叠子区域的柔性基板可以至少部分地接触其间具有锐角的壳体的侧面，以便最大化柔性基板子区域与相应的壳体侧面之间的接近度。根据优选实施例，在柔性基板中形成凹口的位置处进行折叠，并且优选地将两个相邻区域分隔开以使它们相对自由地移动。
[0033]根据实施例，柔性基板可以包括基本上对应于一个电容式电极的表面的至少一个子区域。
[0034]由于每个子区域通常与机器人壳体的相应侧关联，电容式电极可以定位在相应侧上并且面向不同方向，从而允许检测方向上的方向性。
[0035]根据实施例，柔性基板可以包括被布置为在分隔两个电容式电极的区本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于电容式检测的传感装置，其特征在于，所述传感装置包括被布置成插入具有非平坦表面的机器人壳体中或被布置在所述机器人壳体上的电路，所述电路包括柔性基板，所述柔性基板具有：-由介电材料形成的绝缘层，以及，-导电材料的检测层，其施加在所述绝缘层上并且包括被称为电容式电极的多个电极。2.根据权利要求1所述的用于电容式检测的传感装置，其中，所述柔性基板包括适于围绕相应方向弯曲的多个子区域。3.根据权利要求2所述的用于电容式检测的传感装置，其中，所述多个子区域被布置成配合所述机器人壳体的内表面。4.根据权利要求2或3中任一项所述的用于电容式检测的传感装置，其中，所述柔性基板至少包括至少部分地分隔两个子区域的凹口。5.根据权利要求2至3中任一项所述的用于电容式检测的传感装置，其包括被布置成围绕相同方向弯曲的多个子区域。6.根据权利要求2至3中任一项所述的用于电容式检测的传感装置，其中，所述柔性基板包括被布置成围绕一个方向折叠的至少一个子区域。7.根据权利要求2至3中任一项所述的用于电容式检测的传感装置，其中，所述柔性基板包括对应于一个电容式电极的表面的至少一个子区域。8.根据权利要求2至3中任一项所述的用于电容式检测的传感装置，其中，所述柔性基板包括被布置成在分隔两个电容式电极的区域中相对于彼此弯曲或折叠的至少两个子区域。9.根据权利要求1至3中任一项所述的用于电容式检测的传感装置，还包括被配置成测量关于与所述电容式电极中的至少一个发生电容式耦合的信号的测量电子器件。10.根据权利要求9所述的用于电容式检测的传感装置，其中，所述测量电子器件包括用于将交流电压施加至所述电容式电极中的至少一个的装置。11.根据权利要求10所述的用于电容式检测的传感装置，其中，所述测量电子器件以所述交流电压为基准。12.根据权利要求9所述的用于电容式检...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱利安，
申请(专利权)人：FOGALE纳米技术公司，
类型：新型
国别省市：
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