检测电路板与电极的连接结构、电子皮肤、外壳及机械臂的制作方法

1.本实用新型涉及电子皮肤领域，特别涉及一种检测电路板与电极的连接结构、电子皮肤、外壳及机械臂。


背景技术：

2.电子皮肤是一种用于检测接近导体的传感装置，其可被应用于机械臂上，以通过电子皮肤判断其行进路线上是否存在物体，从而达到避障的目的，如申请号：pct/cn2019/106043公开的机械设备的壳体、壳体组件、机械臂以及机器人。
3.现有技术中的电子皮肤包括有检测电路板和电极，检测电路板和电极通过导线电连接。具体的，导线的两端分别通过焊接的方式连接于检测电路板和电极上，电极与接近导体所构成电容的电容信号将通过导线传输给检测电路板。
4.然而，通过焊接的方式将导线与电极的固定方案并装配在机械臂上应用时，因为机械臂工作时会产生频繁的微小震动，受到震动及其他因素影响容易导致在导线与电极脱焊，从而导致电子皮肤失效。


技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的在于提出一种检测电路板与电极的连接结构，旨在解决现有的电子皮肤的通过导线与电极连接可能不牢固的技术问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供一种检测电路板与电极的连接结构，所述检测电路板与电极的连接结构包括：
7.第一连接件，所述第一连接件上设有焊接端和输出端，所述焊接端用于与电极焊接并与所述输出端电连接。
8.其中，所述焊接端的横截面呈圆形或椭圆形或矩形。
9.其中，所述焊接端外缘构造有若干用于增大电极焊接时接触面积的凸出结构。
10.其中，所述焊接端的横截面大于所述输出端的横截面。
11.其中，所述焊接端的横截面面积大于0.05平方厘米。
12.其中，所述检测电路板与电极的连接结构还包括：
13.第二连接件，所述第二连接件构造有用于与所述输出端连接的第一连接端和用于与所述检测电路板电连接的第二连接端，所述第一连接端和所述第二连接端电连接。
14.其中，所述第一连接件和所述第二连接件均由导电材料制成。
15.其中，所述输出端构造为内侧具有螺纹的筒状结构，所述第一连接端构造为外侧具有螺纹的柱状结构，所述输出端与所述第一连接端能够螺纹连接。
16.其中，所述输出端构造为外侧具有螺纹的柱状结构，所述第一连接端构造为内侧具有螺纹的筒状结构，所述输出端与所述第一连接端能够螺纹连接。
17.其中，所述输出端为插线端子，所述第一连接端为插线端口，所述输出端和所述焊接端之间通过导线连接，所述输出端插入所述第一连接端后通过卡扣固定连接。
18.其中，所述输出端为插线端口，所述第一连接端为插线端子，所述第一连接端和所述第二连接端之间通过导线连接，所述输出端插入所述第一连接端后固定连接。
19.本实用新型还提出一种电子皮肤，所述电子皮肤包括：
20.电极；
21.检测电路板；
22.其中，所述电极和所述检测电路板通过前述所记载的连接结构连接并导通，使所述电极和所述检测电路板的检测电路电连接。
23.本实用新型还提出一种电子皮肤，所述电子皮肤包括：
24.电极；
25.检测电路板；
26.其中，所述电极和所述检测电路板通过前述所记载的螺纹连接结构连接并导通，使所述电极和所述检测电路板的检测电路电连接。
27.其中，所述电极构造有电极连接区，所述检测电路板构造有与所述检测电路电连接的中空焊盘，所述电极连接区与所述焊接端焊接，所述输出端与所述第一连接端螺纹连接，所述第二连接端与所述中空焊盘相接，从而使所述电极与所述检测电路电连接。
28.其中，所述第二连接端的横截面大于所述第一连接端，从而使所述第一连接端穿过所述中空焊盘并与所述输出端螺纹连接后，所述第二连接端能够抵接所述中空焊盘。
29.本实用新型还提出一种电子皮肤，所述电子皮肤包括：
30.电极；
31.检测电路板；
32.其中，所述电极和所述检测电路板通过前述所记载的端子连接结构连接并导通，使所述电极和所述检测电路板的检测电路电连接。
33.其中，所述电极构造有电极连接区，所述检测电路板构造有与所述检测电路电连接的电路连接区，所述电极连接区与所述焊接端焊接，所述输出端与所述第一连接端插入后固定连接，所述第二连接端与所述电路连接区焊接，从而使所述电极与所述检测电路电连接。
34.其中，所述电极能够与接近的导体构成电容，并通过所述连接结构将用于表征所述电容或其变化量的电信号传输至所述检测电路板的检测电路，所述检测电路板的检测电路用于将表征所述电容或其变化量的电信号转换为电容值或其变化量的电信号。
35.本实用新型还提出一种装置的外壳，所述装置的外壳包括：
36.壳体；以及前述所记载的电子皮肤，
37.其中，所述电子皮肤设置于所述壳体之上。
38.本实用新型还提出一种机械臂，所述机械臂包括：
39.本体；
40.控制板；以及
41.若干个如前述所记载的装置的外壳，所述装置的外壳设置于所述本体的外表面，所述控制板与所述检测电路板电连接。
42.与现有技术相比，本实用新型实施例的有益技术效果在于：
43.本实用新型实施例所提出的检测电路板与电极的连接结构包括有第一连接件，第
一连接件被构造有焊接端和输出端，焊接端与输出端电连接，焊接端用于与电极电连接，输出端用于与检测电路板电连接，通过焊接端与输出端电连接电极与检测电路板。焊接端与电极之间为面接触，其接触面相较于现有方案中通过导线直接焊接在电极上的接触面增大多倍，从而提高了连接强度，保证电子皮肤在使用时不会因受到频繁震动等问题脱焊而导致失效。
附图说明
44.图1为本实用新型电子皮肤一实施例的结构示意图；
45.图2为图1所示电子皮肤的爆炸图；
46.图3为本实用新型检测电路板与电极的连接结构的第一连接件的结构示意图；
47.图4为本实用新型检测电路板与电极的连接结构的第二连接件的结构示意图；
48.图5为本实用新型检测电路板与电极的连接结构的插线端子与插线端口一实施例的结构示意图；
49.图6为图5所示的插线端子与插线端口插接状态下的结构示意图；
50.图7为本实用新型检测电路板与电极的连接结构的插线端子与插线端口另一实施例的结构示意图；
51.图8为图7所示的插线端子与插线端口插接状态下的结构示意图；
52.图9为电极的电极连接区的结构示意图；
53.图10为检测电路板的中空焊盘的结构示意图。
具体实施方式
54.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
55.实施例一
56.本实用新型提出一种检测电路板与电极的连接结构，参见图1-3，该检测电路板与电极的连接结构包括：第一连接件30，第一连接件30构造有用于与电极20焊接的焊接端31，以及与焊接端31电连接的输出端32。
57.本实用新型实施例所提出的检测电路板与电极的连接结构包括有第一连接件30，第一连接件30用于连接电极20与检测电路板10，其包括有焊接端31和输出端32，焊接端31通过焊接的方式与电极20电连接，输出端32与焊接端31电连接并用于与检测电路板10电连接。焊接端31与电极20之间为面接触，其接触面相较于现有方案中通过导线直接焊接在电极20上的接触面增大多倍，从而提高了连接强度，保证电子皮肤在使用时不会因受到频繁震动等问题脱焊而导致失效。
58.另外，本实用新型实施例所提出的第一连接件30还包括有第一导电连接部，第一导电连接部位于焊接端31与输出端32之间，用于将焊接端31与输出端32电连接。也即：焊接端31和输出端32分别位于第一导电连接部的两端，焊接端31焊接于电极20上，电极20与接
近导体所构成电容的电容变化信号将依次通过焊接端31、第一导电连接部及输出端32传输给检测电路板10。
59.实施例二
60.本实用新型实施例所提出的焊接端31的横截面呈圆形或椭圆形或矩形。本实施例中，焊接端31的横截面被构造为圆形、椭圆形或矩形结构，也即焊接端31与电极20接触的面为圆形、椭圆形或矩形。焊接端31与电极20的接触为面接触，相较于现有导线与电极20的点接触，其能够极大提高第一连接件30与电极20之间的连接强度，焊接端31的横截面的形状仅为示例性的，而非限制性的，本领域技术人员可根据实际情况进行设计，比如还可以是三角形或梯形等形状。
61.实施例三
62.参见图3，本实用新型实施例所提出的焊接端31外缘构造有若干用于增大电极20焊接时接触面积的凸出结构50。本实施例中，构造于焊接端31外缘的凸出结构50用于增大焊接端31与电极20之间的接触面积，以此进一步增强第一连接件30与电极20之间的连接强度。凸出结构50可以是一整块凸板，也可以是若干块等距离或非等距离间隔分布的凸板。
63.实施例四
64.本实用新型实施例所提出的焊接端31的横截面大于输出端32的横截面。本实施例中，焊接端31的横截面越大，表示焊接端31与电极20的接触面越大，如此第一连接件30与电极20之间的连接也就愈加牢固。由于输出端32无需与电极20焊接，因此可适应性的增大焊接端31的横截面面积，同时适应性的减小输出端32的横截面面积，从而在第一连接件30重量相同的情况下使得焊接端31与电极20的接触面尽可能大。
65.实施例五
66.本实用新型实施例所提出的焊接端31的横截面面积大于0.05平方厘米。本实施例中，考虑到第一连接件30不宜过大，因此本实用新型实施例所提出的第一连接件30的焊接端31的横截面面积为0.04-0.07平方厘米，本领域技术人员可根据实际情况进行设计。作为优选，本实用新型实施例所提出的焊接端31的横截面面积为0.05平方厘米，此仅为示例性的，而非限制性的。
67.在一些实施例中，焊接端31的横截面面积还可以为，0.05平方厘米、0.06平方厘米、0.07平方厘米、0.08平方厘米、0.09平方厘米、0.10平方厘米、0.15平方厘米、0.20平方厘米、0.30平方厘米、0.40平方厘米、0.50平方厘米、1平方厘米。
68.实施例六
69.参见图4，本实用新型实施例所提出的检测电路板与电极的连接结构还包括第二连接件40，第二连接件40构造有用于与输出端32连接的第一连接端41和用于与检测电路板10电连接的第二连接端42，第一连接端41和第二连接端42电连接。本实施例中，第二连接端42的横截面具有一定面积，如此可增大第二连接端42与检测电路板10的接触面，从而增大第二连接件40与检测电路板10之间的连接强度，保证第二连接件40与检测电路板10之间的连接牢固性，避免第二连接件40在受到外力作用时会发生松动，甚至从检测电路板10上脱落。
70.进一步的，本实用新型实施例所提出的第二连接件40还包括有第二导电连接部，第二导电连接部位于第一连接端41与第二连接端42之间，用于将第一连接端41与第二连接
端42电连接。也即：第一连接端41和第二连接端42分别位于第二导电连接部的两端，第一连接端41用于与输出端32电连接，第二连接端42焊接于检测电路板10上，与接近导体所构成电容的电容变化信号将依次通过焊接端31、第一导电连接部、输出端32、第一连接端41、第二导电连接部及第二连接端42传输给检测电路板10。
71.实施例七
72.本实用新型实施例所提出的第一连接件30和第二连接件40均由导电材料制成。本实施例中，第一连接件30所包括的输出端32和焊接端31均由导电材料制成，输出端32通过焊接的方式焊接于电极20上，由于焊接端31由导电材料制成，因此在将焊接端31焊接于电极20上后，焊接端31便与电极20形成电连接。第二连接件40所包括的第一连接端41和第二连接端42均由导电材料制成，同理，第二连接端42通过焊接的方式焊接于检测电路板10上，由于第二连接端42由导电材料制成，因此在第将第二连接端42焊接于检测电路板10上后，第二连接端42便与检测电路板10形成电连接。作为优选，本实用新型实施例所提出的第一连接件30和第二连接件40均采用导电性能优良的铜材制成，当然，此仅为示例性的，而非限制性的，本领域技术人员可根据实际情况进行设计，比如还可以采用铁、钢等材料制成。
73.实施例八
74.本实用新型实施例所提出的输出端32构造为内侧具有螺纹的筒状结构，第一连接端41构造为外侧具有螺纹的柱状结构，输出端32与第一连接端41能够螺纹连接。本实施例中，第一连接件30的输出端32被构造为筒状结构，第二连接件40的第一连接端41被构造为柱状结构，第一连接件30与第二连接件40通过输出端32插接于第一连接端41内固定连接，输出端32插接于第一连接端41内后，两者可以通过卡接结构连接，也可以通过螺纹段螺纹连接。作为优选，本实用新型实施例所提出的输出端32的内侧构造有第一螺纹段，第一连接端41的外侧构造有第二螺纹段，第一螺纹段与第二螺纹段的螺旋方向相反，以通过第一螺纹段与第二螺纹段固定连接第一连接件30与第二连接件40。
75.实施例九
76.本实用新型实施例所提出的输出端32构造为外侧具有螺纹的柱状结构，第一连接端41构造为内侧具有螺纹的筒状结构，输出端32与第一连接端41能够螺纹连接。本实施例中，第一连接件30的输出端32被构造为柱状结构，第二连接件40的第一连接端41被构造为筒状结构，第一连接件30与第二连接件40通过第一连接端41插接于输出端32内固定连接，第一连接端41插接于输出端32内后，两者可以通过卡接结构连接，也可以通过螺纹段螺纹连接。作为优选，本实用新型实施例所提出的输出端32的外侧构造有第一螺纹段，第一连接端41的内侧构造有第二螺纹段，第一螺纹段与第二螺纹段的螺旋方向相反，以通过第一螺纹段与第二螺纹段固定连接第一连接件30与第二连接件40。
77.实施例十
78.参见图5-6，本实用新型实施例所提出的输出端32为插线端子50，第一连接端41为插线端口60，输出端32和焊接端31之间通过导线连接，输出端32插入第一连接端41后通过卡扣固定连接。本实施例中，第一连接件30的输出端32被构造为插线端子50，第二连接件40的第一连接端41被构造为插线端口60，以通过插线端子50插接于插线端口60内的方式连接第一连接件30与第二连接件40。具体的，第一连接件30通过焊接端31与电极20电连接，第二连接件40通过第二连接端42与检测电路板10电连接，第一连接件30和第二连接件40再通过
被构造为插线端子50的输出端32和被构造为插线端口60的第一连接端41电连接。
79.实施例十一
80.参见图7-8，本实用新型实施例所提出的输出端32为插线端口60，第一连接端41为插线端子50，第一连接端41和第二连接端42之间通过导线连接，输出端32插入第一连接端41后固定连接。本实施例中，第一连接件30的输出端32被构造为插线端口60，第二连接件40的第一连接端41被构造为插线端子50，以通过插线端子50插接于插线端口60内的方式连接第一连接件30与第二连接件40。具体的，第一连接件30通过焊接端31与电极20电连接，第二连接件40通过第二连接端42与检测电路板10电连接，第一连接件30和第二连接件40再通过被构造为插线端子50的第一连接端41和被构造为插线端口60的输出端32电连接。
81.实施例十二
82.本实用新型进一步提出的一种电子皮肤包括电极20、检测电路板10和前述各实施例所记载的检测电路板与电极的连接结构，检测电路板10与电极20通过前述各实施例所记载的连接结构连接并导通，使电极20和检测电路板10的检测电路电连接。检测电路板与电极的连接结构的具体结构参照上述实施例，由于本电子皮肤采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。
83.实施例十三
84.本实用新型还进一步提出的一种电子皮肤包括电极20、检测电路板10和前述实施例八或实施例九所记载的检测电路板与电极的连接结构，检测电路板10与电极20通过前述实施例八或实施例九所记载的连接结构连接并导通，使电极20和检测电路板10的检测电路电连接。检测电路板与电极的连接结构的具体结构参照上述实施例，由于本电子皮肤采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。
85.实施例十四
86.参见图9-10，本实用新型实施例所提出的电极20构造有电极连接区70，检测电路板10构造有与检测电路电连接的中空焊盘80，电极连接区70与焊接端31焊接，输出端32与第一连接端41螺纹连接，第二连接端42与中空焊盘80相接，从而使电极20与检测电路电连接。本实施例中，电极20上构造有用于与焊接端31焊接的电极连接区70，电极连接区70所限定的区域与焊接端31的底面大小相匹配，在将第一连接件30与电极20连接时，焊接端31的底面与电极连接区70接触。进一步的，检测电路板10上构造有中空焊盘80，中空焊盘80所限定的区域与第二连接端42的底面大小相匹配，在将第二连接端42与检测电路板10连接时，第二连接端42的底面与中空焊盘80接触。在第一连接件30与电极20连接以及第二连接件40与检测电路板10连接后，第一连接件30与第二连接件40再通过输出端32与第一连接端41螺纹连接，从而实现电极20与检测电路板10之间的电连接。更进一步的，本实用新型实施例所提出的第一连接端41与输出端32螺纹连接，第二连接端42抵靠于中空焊盘80上，从而达到将检测电路板10与电极20固定连接的目的，而由于检测电路板10与电极20之间通过螺纹连接的方式固定，因此具备方便安装和拆卸的效果。
87.实施例十五
88.本实用新型实施例所提出的第二连接端42的横截面大于第一连接端41，从而使第
一连接端41穿过中空焊盘80并与输出端32螺纹连接后，第二连接端42能够抵接中空焊盘80。本实施例中，由于第二连接端42的横截面大于第一连接端41，因此在第一连接端41穿过中空焊盘80并与输出端32螺纹连接后，第二连接端42将抵靠于中空焊盘80上，使得第二连接端42与中空焊盘80形成电连接。进一步的，第二连接端42的横截面越大，表示第二连接端42与检测电路板10的接触面越大，如此第二连接件40与检测电路板10之间的连接也就愈加牢固。由于第一连接端41无需与检测电路板10焊接，因此可适应性的增大第二连接端42的横截面面积，同时适应性的减小第一连接端41的横截面面积，从而在第二连接件40重量相同的情况下使得第二连接端42与检测电路板10的接触面尽可能大。
89.实施例十六
90.本实用新型还进一步提出的一种电子皮肤包括电极20、检测电路板10和前述实施例八或实施例九所记载的检测电路板与电极的连接结构，检测电路板10与电极20通过前述实施例十或实施例十一所记载的连接结构连接并导通，使电极20和检测电路板10的检测电路电连接。检测电路板与电极的连接结构的具体结构参照上述实施例，由于本电子皮肤采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。
91.实施例十七
92.本实用新型实施例所提出的电极20构造有电极连接区70，检测电路板10构造有与检测电路电连接的电路连接区，电极连接区70与焊接端31焊接，输出端32与第一连接端41插入后固定连接，第二连接端42与电路连接区焊接，从而使电极20与检测电路电连接。本实施例中，电极20上构造有用于与焊接端31焊接的电极连接区70，电极连接区70所限定的区域与焊接端31的底面大小相匹配，在将第一连接件30与电极20连接时，焊接端31的底面与电极连接区70接触。进一步的，检测电路板10上构造有电路连接区，电路连接区所限定的区域与第二连接端42的底面大小相匹配，在将第二连接端42与检测电路板10连接时，第二连接端42的底面与电路连接区接触。在第一连接件30与电极20连接以及第二连接件40与检测电路板10连接后，第一连接件30与第二连接件40再通过输出端32与第一连接端41插装连接，从而实现电极20与检测电路板10之间的电连接。更进一步的，本实用新型实施例所提出的电极20与检测电路板10之间采用插线端子50和插线端口60插接固定，在拆装时仅需将插线端子50从插线端口60内拔出或将插线端子50插入于插线端口60内，其具备容易安装和拆卸的优点。
93.实施例十八
94.本实用新型实施例所提出的电极20能够与接近的导体构成电容，并通过连接结构将用于表征电容或其变化量的电信号传输至检测电路板10的检测电路，检测电路板10的检测电路用于将表征电容或其变化量的电信号转换为电容值或其变化量的电信号。本实施例中，电极20可以为包覆在机械臂关节表面的铜箔，此仅为示例性的，而非限制性的，还可以是银、铝或ito材料。电极20-空气-导体物构成电容器，电极20与导体之间的距离变化，会使得由两者所构成的电容发生变化，电极20可将用于表征电容或其变化量的电信号通过连接结构传输至检测电路，以由检测电路将其转化为用于表征电容值或其变化量的电信号。
95.实施例十九
96.本实用新型还进一步提出的一种外壳包括壳体和前述各实施例所记载的任一电
子皮肤，电子皮肤设置于壳体上，该电子皮肤的具体结构参照上述实施例，由于本外壳采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。
97.实施例二十
98.本实用新型还进一步提出的一种机械臂包括本体、控制板和若干个前述各实施例所记载的外壳，外壳设置于本体的外表面，控制板与检测电路板10电连接。该外壳的具体结构参照上述实施例，由于本机械臂采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。
99.以上的仅为本实用新型的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本实用新型保护的范围，凡是在与本实用新型一个整体的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型保护的范围内。