基于编码孔成像技术的触觉传感装置的制作方法

文档序号:21274626发布日期:2020-06-26 23:10阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于编码孔成像技术的触觉传感装置,其特征在于,包括:感受单元,编码孔单元,光电转换单元和支撑架结构单元,其中,

所述感受单元,设置于最外层,用于将触摸行为产生的物理变化转化光学手段可见的变化;

所述编码孔单元,设置于所述感受单元的内一层,为一个平面或非平面的编码孔径板,所述编码孔径板上设有一个或多个可选通的点光源,用于通过所述点光源的切换产生多幅编码孔径图像;

所述光电转换单元,设置于最内层,用于将所述编码孔径图像转化为电信号;以及

所述支撑架结构单元,用于连接和支撑所述感受单元、所述编码孔单元和所述光电转换单元。

2.根据权利要求1所述的基于编码孔成像技术的触觉传感装置,其特征在于,所述物理变化包括物体形变、物体滑移、物体颤动、物体温度或物体潮湿,所述光学手段可见的变化包括形状、位置或颜色。

3.根据权利要求1所述的基于编码孔成像技术的触觉传感装置,其特征在于,所述感受单元包括硅胶表皮、支撑丝、滑压小体、冷热觉薄膜和潮湿觉毛细管中任一种或多种任意组合方式。

4.根据权利要求3所述的基于编码孔成像技术的触觉传感装置,其特征在于,所述支撑丝为具有形状记忆特性的金属丝或非金属丝,表面涂覆为黑色或白色两种颜色,在所述感受单元中起到支撑作用,保持所述感受单元的形状,并在接触力作用下,探测所述感受单元的形变。

5.根据权利要求3所述的基于编码孔成像技术的触觉传感装置,其特征在于,所述滑压小体包括敏感端和指示杆,其中,所述敏感端暴露在所述硅胶表皮外,或由一薄层硅胶表皮覆盖,所述指示杆为扁平截面,方形截面或圆形截面的细杆,表面涂覆为黑色或白色两种颜色,当发生轻微的滑动或压动时,所述敏感端发生移动或转动,带动所述指示杆运动,探测所述滑压小体的移动或转动。

6.根据权利要求3所述的基于编码孔成像技术的触觉传感装置,其特征在于,所述冷热觉薄膜贴附于所述硅胶表皮较薄处,分为两层,一层为黑白网格纹底膜,另一层为热敏变透明度薄膜,其中,所述热敏变透明度薄膜在触觉传感装置的工作温度范围内,薄膜透明度根据工作温度发生单调变化,探测的黑白网格的对比度变化。

7.根据权利要求3所述的基于编码孔成像技术的触觉传感装置,其特征在于,所述潮湿觉毛细管包括开漏端,毛细管和毛玻璃指示腔,所述开漏端接触液体后,因毛细现象将液体经毛细管吸入到所述毛玻璃指示腔,所述毛玻璃指示腔的毛玻璃盖板接触液体后,探测的所述毛玻璃指示腔透明度。

8.根据权利要求3所述的基于编码孔成像技术的触觉传感装置,其特征在于,所述硅胶表皮为所述感受单元的基本结构,所述支撑丝,所述滑压小体,所述冷热觉薄膜和所述潮湿觉毛细管均埋置于所述硅胶表皮中,全部包覆于硅胶表皮中或末端小部分暴露与被触物体接触。

9.根据权利要求1所述的基于编码孔成像技术的触觉传感装置,其特征在于,所述编码孔单元的编码孔形式采用圆环型编码孔或方格型编码孔,所述编码孔板分为若干区域,不同区域采用相同或不同规律排布编码孔。

10.根据权利要求1所述的基于编码孔成像技术的触觉传感装置,其特征在于,所述编码孔单元的基板为绝缘材料镂空制成。

11.根据权利要求9所述的基于编码孔成像技术的触觉传感装置,其特征在于,所述编码孔单元中的光源为微型发光二极管,所述微型发光二极管的导线腐蚀或印刷布设在所述编码孔板上,且不影响编码孔板透光布局。

12.根据权利要求1所述的基于编码孔成像技术的触觉传感装置,其特征在于,所述光电转换单元为一个或多个面阵光电转换器件,其中,采用ccd或cmos光电转换器件或具有光子计数功能的sipm平板光电转换器件。

13.根据权利要求1所述的基于编码孔成像技术的触觉传感装置,其特征在于,所述支撑架结构单元与所述感受单元紧密结合,以保证所述触觉传感装置的密封性能。


技术总结
本发明公开了一种基于编码孔成像技术的触觉传感装置,包括:感受单元,编码孔单元,光电转换单元和支撑架结构单元,其中,感受单元设置于最外层,用于将触摸行为产生的物理变化转化光学手段可见的变化;编码孔单元设置于感受单元的内一层,为一个平面或非平面的编码孔径板,编码孔径板上设有一个或多个可选通的点光源,用于通过点光源的切换产生多幅编码孔径图像;光电转换单元设置于最内层,用于将编码孔径图像转化为电信号;支撑架结构单元用于为感受单元、编码孔单元和光电转换单元提供稳定的结构支撑。该触觉传感装置结构简单紧凑,易于加工。

技术研发人员:孙富春;何竞择
受保护的技术使用者:清华大学
技术研发日:2020.03.18
技术公布日:2020.06.26
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