一种可拓展可重构的多级感知柔性机器人皮肤制造技术

本发明专利技术公开了一种可拓展可重构的多级感知柔性机器人皮肤。柔性感知发光阵列均与数据读取和处理单元以及微控制单元相连，微控制单元均与柔性机器人皮肤拓展连接接口和柔性机器人皮肤数据输出接口相连；柔性感知发光阵列通过切换迫近感知模式和压力感知模式实现多级感知功能，微控制单元通过控制数据读取和处理单元实现柔性感知发光阵列的感知模式切换以及重构。本发明专利技术的柔性机器人皮肤具有迫近感知、压力感知、检测结果原位可视化、皮肤结构可扩展、柔性迫近感知单元可重构等功能。与传统单一模式的电阻式压力传感器和电容式迫近传感器相比，本发明专利技术结合了两种类型传感器的优点，具有灵敏度高、器件结构简单、制造工艺简单、空间分辨率高等特点。空间分辨率高等特点。空间分辨率高等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种可拓展可重构的多级感知柔性机器人皮肤


[0001]本专利技术涉及柔性传感器的
的一种机器人皮肤，具体是一种可拓展可重构的多级感知柔性机器人皮肤。

技术介绍

[0002]随着机械电子和控制科学的发展，协作机器人技术正从传统制造业向外扩展，并将融入人类的生活或工作环境，为人类提供优质的服务。由于机器人和人类之间存在频繁而无缝的互动，在协作机器人设计、制造和使用时安全协作性是最先被考虑和保证的因素，安全协作性包括以下两方面:1)人类以自然方式与机器人协作的能力；2)人类与机器人协作时不会对人类生命健康产生危害。为了让人类与协作机器人在一个安全的环境中共存，机器人必须配备智能装置，以便能够理解发生在它们周围的事件以及用户实施的相互行为。协作机器人应该能够探测到障碍物的存在，以避免外界环境物体与用户与协作机器人碰撞碰撞，或者在碰撞发生时立即停止，以保证使用者的安全。
[0003]与固定的工业环境相比，协作机器人常常处于任务高度动态和非结构化的环境。处理这些通常未知的和人为主导的环境，挑战了机器人的能力，尤其是感知能力。机器人皮肤可以在保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可拓展可重构的多级感知柔性机器人皮肤，其特征在于：包括柔性感知发光阵列、数据读取和处理单元(3)、微控制单元(4)、柔性机器人皮肤拓展连接接口(5)、柔性机器人皮肤数据输出接口(6)以及柔性印刷电路板基底(7)；柔性感知发光阵列、数据读取和处理单元(3)、微控制单元(4)、柔性机器人皮肤拓展连接接口(5)以及柔性机器人皮肤数据输出接口(6)均铺设在柔性印刷电路板基底(7)上，柔性感知发光阵列均与数据读取和处理单元(3)以及微控制单元(4)相连，微控制单元(4)均与柔性机器人皮肤拓展连接接口(5)和柔性机器人皮肤数据输出接口(6)相连；柔性感知发光阵列通过切换迫近感知模式和压力感知模式实现多级感知功能，微控制单元(4)通过控制数据读取和处理单元(3)实现柔性感知发光阵列的感知模式切换以及重构。2.根据权利要求1所述的一种可拓展可重构的多级感知柔性机器人皮肤，其特征在于：所述柔性感知发光阵列主要由多个柔性感知发光单元以阵列排布方式安装在柔性印刷电路板基底(7)上，每个柔性感知发光单元的结构相同，具体为：包括发光交互单元(1)和柔性感知单元(2)，发光交互单元(1)设置在柔性感知单元(2)中，发光交互单元(1)铺设在柔性印刷电路板基底(7)上，发光交互单元(1)与微控制单元(4)相连；柔性感知单元(2)包括柔性迫近感知单元(210)、正极柔性压力感知电极片(221)、负极柔性压力感知电极片(222)和柔性感知层(223)；柔性迫近感知单元(210)、正极柔性压力感知电极片(221)、负极柔性压力感知电极片(222)均与数据读取和处理单元(3)相连；柔性迫近感知单元(210)铺设在柔性印刷电路板基底(7)上，柔性迫近感知单元(210)中开设有压力感知单元槽，压力感知单元槽中的柔性印刷电路板基底(7)上铺设有正极柔性压力感知电极片(221)和负极柔性压力感知电极片(222)，正极柔性压力感知电极片(221)和负极柔性压力感知电极片(222)之间间隔布置且正极柔性压力感知电极片(221)和负极柔性压力感知电极片(222)之间的柔性印刷电路板基底(7)上安装有发光交互单元(1)，正极柔性压力感知电极片(221)和负极柔性压力感知电极片(222)上设置有柔性感知层(223)，柔性感知层(223)正好覆盖压力感知单元槽，柔性感知层(223)的中部开设有发光槽，发光交互单元(1)设置在发光槽中，实现感知发光交互单元(1)的发光信息；由正极柔性压力感知电极片(221)、负极柔性压力感知电极片(222)和柔性感知层(223)构成柔性压力感知单元(220)。3.根据权利要求1所述的一种可拓展可重构的多级感知柔性机器人皮肤，其特征在于：所述数据读取和处理单元(3)包括迫近感知数据处理芯片(311)、迫近感知稳压芯片(312)、压力感知读取控制单元(321)、压力感知读取选择单元(322)、压力感知读取逻辑处理单元(323)和两个阵列重构单元(330)；迫近感知数据处理芯片(311)通过迫近感知稳压芯片(312)与微控制单元(4)相连，迫近感知数据处理芯片(311)与柔性感知发光阵列相连，迫近感知数据处理芯片(311)还与两个阵列重构单元(330)相连；压力感知读取逻辑处理单元(323)通过压力感知读取选择单元(322)与压力感知读取控制单元(321)相连，压力感知读取控制单元(321)与微控制单元(4)相连，压力感知读取选择单元(322)与柔性感知发光阵列相连；其中一个阵列重构单元(330)与柔性感知发光阵列中列方向排布的各个柔性感知发光
单元相连，另一个阵列重构单元(330)与柔性感知发光阵列中行方向排布的各个柔性感知发光单元相连。4.根据权利要求3所述的一种可拓展可重构的多级感知柔性机器人皮肤，其特征在于：所述两个阵列重...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨赓，李晨，庞高阳，侯泽阳，徐凯臣，杨华勇，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：