一种电容式传感器和一种用于面状地识别接近的方法技术

用于面状地识别物体的接近的电容式传感器1，具有第一面状电极7和第二面状电极8，其中，在第一电极7和第二电极8之间为了间隔开布置有电介质9，其中，第一电极7和第二电极8构造成柔性弯曲的和/或柔性扭转的。成柔性弯曲的和/或柔性扭转的。成柔性弯曲的和/或柔性扭转的。

【技术实现步骤摘要】
一种电容式传感器和一种用于面状地识别接近的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于面状地识别物体的接近的电容式传感器，所述电容式传感器具有第一和第二面状电极，所述第一和第二面状电极通过电介质间隔开。
[0002]接近传感器、特别是电容式接近传感器例如用于识别物体的接近。例如，接近传感器用作机器或机器部件、特别是工业机器人的外壳，以便为其配备用于识别其周围环境、特别是接近的感官特性。

技术介绍

[0003]例如从公开文献DE 10 2014 218 535 A1中已知一种用于面状地识别物体的接近的电容式传感器，其中，电容式传感器构造成抗弯曲的和/或抗扭转的。

技术实现思路

[0004]本专利技术涉及一种具有权利要求1的特征的用于面状地识别物体的接近的电容式传感器。此外，本专利技术涉及一种用于识别物体的接近的方法。另外的实施例、优点和效果由从属权利要求、说明书和附图得出。
[0005]提出了一种电容式传感器。电容式传感器构造和/或设立用于探测和/或识别物体的接近。电容式传感器尤其面状地构造，特别是电容式传感器构造用于检测面状传感器的周围环境中的一个或多个物体的接近。
[0006]电容式传感器具有第一面状电极和第二面状电极。尤其地第一和第二面状电极是彼此邻接的、尤其彼此电绝缘的导电面。电容式传感器还具有电介质，其中电介质优选面状地构造。电介质尤其布置在第一和第二面状电极之间，尤其用于将它们间隔开。第二面状电极优选包括至少两个面状子电极、特别是三个或四个面状子电极。特别地第一面状电极包括至少两个面状子电极。第二电极的面状子电极优选侧向间隔开地布置和/或布置在共同的平面中、尤其在织物层或织物平面中。尤其第一电极的面状子电极侧向间隔开地布置和/或布置在共同的平面中。第二面状电极的面状子电极例如被称为A电极和B电极，其中，第一电极的子电极例如被称为C电极。优选地，所述第二电极包括两个A电极和两个B电极，所述A电极例如形成在对角线相对的角部处中断的矩形框架，其中所述B电极在所述框架内形成两个矩形面，其中所述矩形面例如描述笛卡尔坐标系的两个相对的象限。
[0007]第二电极的子电极形成至少一个电容，优选地在具有四个子电极的第二电极中子电极形成两个电容。一个电容的、尤其多个电容的场线在相应的子电极之间的空间中延伸，其中，场线优选至少部分地在电容式传感器的周围环境中延伸。尤其周围环境的空气形成通过子电极形成的电容的电介质。周围环境的具有电容的场线的区域尤其形成检测区域。在对电容充电并且接近物体时，子电极、尤其第二电极的电容的场例如由于场线的空间分布的变化而被干扰，从而能够测量电容的值的变化并且探测到接近。这尤其具有的优点是，物体在接近时已经被识别，而不需要接触传感器。
[0008]第一和第二面状电极构造成柔性弯曲的、柔性扭转的和/或可逆变形的。尤其第一
和第二面状电极柔软地构造。特别优选地，电介质构造成柔性弯曲的、柔性扭转的、柔软的和/或可逆变形的。尤其规定，电容式传感器本身、尤其整体上最大程度和/或部分地构造成柔性弯曲的、柔性扭转的、可逆变形的、柔软的和/或能够在没有较大的力作用的情况下适配于弯曲面，例如仅通过人的力。所提出的电容式传感器具有的优点是，所述电容式传感器也能够适配和/或装配在非平坦的面、机器和/或设备上。例如不需要安装多个用于匹配和覆盖弯曲面的抗弯曲传感器，而是可以精确匹配地布置连续的电容式传感器。特别地这种传感器可以大面积地制造和/或大面积地施加和/或使用。此外，所提出的电容式传感器相对于屈曲和弯曲应力是特别稳健的。所述传感器特别耐用，这允许特别是接近轮廓地覆盖机器部件并且由此改善传感器信号的表现力。
[0009]柔性弯曲的和/或柔性扭转的和/或可逆变形的尤其应理解为，构件或材料是形状不稳定的并且例如具有低的弹性模量和/或低的刚度并且尤其已经由于小的力负荷而变形。特别地通过使用所描述的材料实现柔性弯曲和/或柔性扭转。
[0010]本专利技术的一个设计方案规定，第一电极和/或第二电极分别包括、具有和/或形成织物层。所述织物层例如是面状的织物，其中所述织物是柔软的、柔性弯曲的和/或柔性扭转的。在织物层上分别布置有至少一个电极面。特别地电极面施加到织物层上，替代地织物层本身形成电极面。第一电极的织物层优选与第二电极的织物层相同地构造和/或类似地构造，替代地第一电极和第二电极的织物层不同地构造，例如为了实现期望的电气和/或机械特性。
[0011]特别优选地第一和/或第二织物层构造为优选基于聚酯的超细纤维无纺布。超细纤维无纺布特别有利的是在电容式传感器中使用时的尺寸稳定性以及用于电极面的良好的表面粘附性。此外，超细纤维无纺布的特征在于低的价格和各向同性特性。替代地，第一和/或第二织物层是纺织的面制品、尤其是织物。特别地通过使用纺织的面制品和/或织物能够有针对性地将不同的特性引入到经纱和/或纬纱中，从而能够实现电容式传感器的扩展的可用性。特别地第一和/或第二织物层构造为针织物（Maschenware）形式的纺织的面制品，其中，针织物对于在电容式传感器中的使用带来特别好的弹性。
[0012]本专利技术的一个设计方案规定，第一电极和/或第二电极、特别是电极面基于金属涂覆的织物和/或导电纱线。例如第一电极、第二电极、特别是电极面构造为织物的一部分，其中例如织物层、特别是表面被金属涂覆。例如电极构造为银涂覆的织物层。特别优选地第一和/或第二电极构造为银涂覆的聚酰胺织物，其特征在于良好的可加工性、尺寸稳定性和抗屈曲性。此外，经涂覆的织物和/或金属涂覆的织物层尤其可通过激光切割和/或层压地构造。特别地电极面可以由导电的线材料形成，例如通过与导电的线材料刺绣形成，这带来的优点是，电特性可以有针对性地定位。
[0013]一种设计方案规定，第一电极和/或第二电极、尤其是织物层和电极面形成基于金属涂覆的纺织纤维的导电的纺织的面制品，其中，纺织纤维尤其这样加工，使得所述纺织纤维形成电极面。这种面状电极可特别好地层压、可通过刺绣加工。替代地和/或补充地，第一和/或第二电极、特别是织物层和/或电极面可以形成由金属纤维构成的导电的纺织的面制品，其中，金属纤维最后被加工以形成面制品并且形成纺织面。所述纺织的面制品尤其可以形成织物、无纺布或针织物。特别地电极面可以例如通过印刷导电的印花浆和/或导电的油墨来印刷到织物层上。
[0014]可选地规定，电容式传感器具有设备侧和周围环境侧，其中，设备侧和周围环境侧尤其沿两个彼此背离的方向和/或沿相反的方向定向。设备侧尤其构造用于布置在设备上、例如机器人上。周围环境侧尤其是电容式传感器的朝向周围环境和/或最靠近待识别物体的侧。第一电极尤其关于电介质布置在设备侧上，其中第二电极关于电介质布置在周围环境侧上和/或朝向周围环境侧布置。第一电极尤其形成相对于设备的屏蔽电极，例如相对于位于其下方的设备电子器件的屏蔽电极。第二电极尤其形成发射电极和/或接收电极，尤其用于确定和/或探测接近的物体和/或位于周围环境中的物体。
[0015]特别优选的是，电介质构造成柔性弯曲的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于面状地识别物体的接近的电容式传感器（1），具有第一面状电极（7）和第二面状电极（8），其中，在所述第一电极（7）和所述第二电极（8）之间为了间隔开布置有电介质（9），其特征在于，所述第一电极（7）和所述第二电极（8）构造成柔性弯曲的和/或柔性扭转的。2.根据权利要求1所述的电容式传感器（1），其特征在于，所述第一面状电极（7）和/或所述第二面状电极（8）分别包括第一子电极和第二子电极（10a、b、c），其中，所述第一子电极和所述第二子电极（10a、b、c）分别侧向间隔开地布置并且形成彼此绝缘的电容，使得所述电容的值在接近物体（5）时改变。3.根据权利要求2所述的电容式传感器（1），其特征在于，所述第二电极（8）包括第三、优选第三和第四子电极（10a、b），其中，第一、第二、第三和/或第四子电极（10a、b）这样连接，使得它们形成至少两个电容，其中，第一、第二和第三、尤其是第四子电极（10a、b）这样布置，使得两个电容的通过电场线（12）形成的检测区域至少部分重叠。4.根据前述权利要求中任一项所述的电容式传感器（1），其特征在于，所述第一电极（7）和/或所述第二电极（8）分别包括织物层，其中，在所述织物层上布置有电极面并且/或者所述织物层包括和/或形成电极面。5.根据权利要求4所述的电容式传感器（1），其特征在于，所述织物层形成超细纤维无纺布。6.根据前述权利要求中任一项所述的电容式传感器（1），其特征在于，所述第一电极（7）和/或所述第二电极（8）、尤其是所述电极面形成金属涂覆的织物和/或形成基于导电纱线的织物。7.根据前述权利要求中任一项所述的电容式传感器（1），其特征在于，所述电容式传感器（1）具有用于布置在表面（2）上的设备侧和用于识别物体的周围环境侧，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：