一种压力测量系统、足部结构及机器人技术方案

本申请适用于机器人技术领域，提供一种压力测量系统、足部结构及机器人，压力测量系统包括处理器、多个信号放大电路和多个薄膜压力传感器；处理器分别与多个信号放大电路电连接，每个信号放大电路与一个薄膜压力传感器对应电连接，多个薄膜压力传感器均匀分布于机器人的足底；薄膜压力传感器被配置为响应于足底的压力变化，改变自身的阻值；信号放大电路被配置为响应于对应的薄膜压力传感器的阻值变化，输出相应的电压信号至处理器；处理器被配置为根据多个信号放大电路输出的电压信号，获得足底的压力大小，体积小，成本低，可以在小型的机器人产品上进行应用，阻值变化范围大，分辨率高，且测量电路简单可靠，可以适应宽应力范围的应用。范围的应用。范围的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种压力测量系统、足部结构及机器人


[0001]本申请属于机器人
，尤其涉及一种压力测量系统、足部结构及机器人。

技术介绍

[0002]机器人脚底的薄膜压力传感器可以有效测量机器人脚底的受力情况，用于准确判断机器人的运动状态(例如，站立、行走或跑动)，为机器人的姿态和运动控制提供参考数据，帮助机器人获得优秀的运动控制性能。现有的六维力传感器存在体积大，成本高等缺点，无法在小型机器人产品上进行应用；应变片式压力传感器，阻值变化范围小，分辨率差，且测量电路复杂，难以适应宽应力范围的应用。

技术实现思路

[0003]本申请实施例提供了一种压力测量系统、足部结构及机器人，以解决现有的六维力传感器存在体积大，成本高等缺点，无法在小型机器人产品上进行应用；应变片式压力传感器，阻值变化范围小，分辨率差，且测量电路复杂，难以适应宽应力范围的应用的问题。
[0004]本申请实施例的第一方面提供一种压力测量系统，包括处理器、多个信号放大电路和多个薄膜压力传感器；
[0005]所述处理器分别与所述多个信号放大电路电连接，每个所述信号放大电路与一个所述薄膜压力传感器对应电连接，所述多个薄膜压力传感器均匀分布于机器人的足底；
[0006]所述薄膜压力传感器被配置为响应于所述足底的压力变化，改变自身的阻值；
[0007]所述信号放大电路被配置为响应于对应的薄膜压力传感器的阻值变化，输出相应的电压信号至所述处理器；
[0008]所述处理器被配置为根据所述多个信号放大电路输出的电压信号，获得所述足底的压力大小。
[0009]在一个实施例中，所述信号放大电路包括运算放大器、第一电阻单元、第二电阻单元和第三电阻单元；
[0010]所述运算放大器的同相输入端与所述第一电阻单元的第一端电连接，所述运算放大器的反向输入端与一个所述薄膜压力传感器的输出端和所述第三电阻单元的第一端电连接，所述运算放大器的正电源端接入参考电压源，所述运算放大器的负电源端接地，所述运算放大器的输出端与所述处理器和所述第三电阻单元的第二端电连接；
[0011]所述第一电阻单元的第二端与所述第二电阻单元的第一端电连接；
[0012]所述第二电阻单元的第二端接地。
[0013]在一个实施例中，所述信号放大电路还包括滤波单元；
[0014]所述滤波单元电连接在所述运算放大器的输出端和所述处理器之间。
[0015]在一个实施例中，所述滤波单元包括第四电阻单元和第一电容单元；
[0016]所述第四电阻单元的第一端与所述运算放大器的输出端电连接，所述第四电阻单元的第二端与所述第一电容单元的输入端和所述处理器电连接；
[0017]所述第一电容单元的输出端接地。
[0018]在一个实施例中，所述信号放大电路还包括第二电容单元和第三电容单元；
[0019]所述第二电容单元电连接在所述运算放大器的反向输入端和输出端之间；
[0020]所述第三电容单元电连接在所述运算放大器的正电源端和地之间。
[0021]在一个实施例中，所述压力测量系统还包括电源接口和通讯接口；
[0022]所述电源接口分别与所述处理器和所述多个信号放大电路电连接；
[0023]所述通讯接口与所述处理器电连接；
[0024]所述电源接口被配置为电连接外部电源为所述处理器提供工作电源以及为所述信号放大电路提供参考电压源；
[0025]所述通讯接口被配置为电连接外部器件。
[0026]本申请实施例的第二方面提供一种足部结构，包括足底板、板卡以及如本申请实施例的第一方面所述的压力测量系统；
[0027]所述板卡设置于所述足底板，所述处理器和所述信号放大电路设置于所述板卡，所述多个薄膜压力传感器均匀分布于所述足底板，每个所述薄膜压力传感器通过一条排线与所述板卡电连接。
[0028]在一个实施例中，所述足部结构还包括支撑架；
[0029]所述支撑架设置于所述足底板，所述多个薄膜压力传感器均匀分布于所述支撑架与所述足底板之间，所述薄膜压力传感器与所述支撑架之间以及所述支撑架与所述足底板之间填充有弹性部件。
[0030]在一个实施例中，所述压力测量系统包括四个薄膜压力传感器，所述四个薄膜压力传感器均匀分布于所述足底板的四个不同方位。
[0031]本申请实施例的第三方面提供一种机器人，包括多个如本申请实施例的第二方面所述的足部结构。
[0032]本申请实施例的第一方面提供的压力测量系统，包括处理器、多个信号放大电路和多个薄膜压力传感器；处理器分别与多个信号放大电路电连接，每个信号放大电路与一个薄膜压力传感器对应电连接，多个薄膜压力传感器均匀分布于机器人的足底；薄膜压力传感器被配置为响应于足底的压力变化，改变自身的阻值；信号放大电路被配置为响应于对应的薄膜压力传感器的阻值变化，输出相应的电压信号至处理器；处理器被配置为根据多个信号放大电路输出的电压信号，获得足底的压力大小，体积小，成本低，可以在小型的机器人产品上进行应用，阻值变化范围大，分辨率高，且测量电路简单可靠，可以适应宽应力范围的应用。
[0033]可以理解的是，上述第二方面和第三方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1是本申请实施例提供的压力测量系统的结构示意图；
[0036]图2是本申请实施例提供的薄膜压力传感器的电导与薄膜压力传感器受到的压力之间的关联关系示意图；
[0037]图3是本申请实施例提供的信号放大电路的电路结构示意图；
[0038]图4是本申请实施例提供的足部结构的剖示图；
[0039]图5是本申请实施例提供的足部结构的透视图。
具体实施方式
[0040]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
[0041]另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0042]在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压力测量系统，其特征在于，包括处理器、多个信号放大电路和多个薄膜压力传感器；所述处理器分别与所述多个信号放大电路电连接，每个所述信号放大电路与一个所述薄膜压力传感器对应电连接，所述多个薄膜压力传感器均匀分布于机器人的足底；所述薄膜压力传感器被配置为响应于所述足底的压力变化，改变自身的阻值；所述信号放大电路被配置为响应于对应的薄膜压力传感器的阻值变化，输出相应的电压信号至所述处理器；所述处理器被配置为根据所述多个信号放大电路输出的电压信号，获得所述足底的压力大小。2.如权利要求1所述的压力测量系统，其特征在于，所述信号放大电路包括运算放大器、第一电阻单元、第二电阻单元和第三电阻单元；所述运算放大器的同相输入端与所述第一电阻单元的第一端电连接，所述运算放大器的反向输入端与一个所述薄膜压力传感器的输出端和所述第三电阻单元的第一端电连接，所述运算放大器的正电源端接入参考电压源，所述运算放大器的负电源端接地，所述运算放大器的输出端与所述处理器和所述第三电阻单元的第二端电连接；所述第一电阻单元的第二端与所述第二电阻单元的第一端电连接；所述第二电阻单元的第二端接地。3.如权利要求2所述的压力测量系统，其特征在于，所述信号放大电路还包括滤波单元；所述滤波单元电连接在所述运算放大器的输出端和所述处理器之间。4.如权利要求3所述的压力测量系统，其特征在于，所述滤波单元包括第四电阻单元和第一电容单元；所述第四电阻单元的第一端与所述运算放大器的输出端电连接，所述第四电阻单元的第二端与所述第一电容单元的输入端和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李汉平，汪文广，丁宏钰，
申请(专利权)人：深圳市优必选科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：