CN106965165A - 一种耐压高灵敏度智能机器人皮肤 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种耐压高灵敏度智能机器人皮肤，属于机器人技术领域，包括表层、导电层、传感器和基层，还包括通孔层、通孔、弹簧和缓冲腔，所述的表层通过导电层与通孔层相连，通孔层和基层之间通过弹簧相连，并且形成中空缓冲腔，通孔层上设有多个通孔，基层上分布有多个传感器。本发明的有益效果为：可保证机器人在一定高压条件下承受一定压力不变形，超过该临界值后，可灵敏感知外界压力，从而有效解决了量程与灵敏度的矛盾，同时当超过机器人最大可承受压力后，机器人控制系统可及时发出危险信号，保障机器人工作安全。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种耐压高灵敏度智能机器人皮肤。
背景技术
目前，世界各国都在加大对机器人的研究力度，对于智能机器人来说既要求传感器能够精确地感知环境，又要求足够的柔软，使机器人有人一样的感知能力和灵活程度。智能机器人的人工敏感皮肤是模块化、带有数据解析能力的阵列传感器，覆盖在智能机器人表面，依赖于人工智能皮肤上的复合式阵列传感器来感知外部环境信息。然后，目前对于机器人皮肤的研究还集中在普通大气条件下，对于其他一些极端或者特殊条件，例如动态高压状态下，机器人皮肤的研究则相对甚少，因此研究在动态高压环境下，如何解决机器人压力传感器的量程与灵敏度的矛盾成为急需解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种耐压高灵敏度智能机器人皮肤，可保证机器人在一定高压条件下承受一定压力不变形，超过该临界值后，可灵敏感知外界压力，从而有效解决了量程与灵敏度的矛盾，同时当超过机器人最大可承受压力后，机器人控制系统可及时发出危险信号，保障机器人工作安全。
为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种耐压高灵敏度智能机器人皮肤，包括表层、导电层、传感器和基层，其特征在于，还包括通孔层、通孔、弹簧和缓冲腔，所述的表层通过导电层与通孔层相连，通孔层和基层之间通过弹簧相连，并且形成中空缓冲腔，通孔层上设有多个通孔，基层上分布有多个传感器。
作为本方案的优选实施例，所述的表层为聚丙烯及其共聚物构成的蜂窝状结构，该蜂窝状结构的内部填充有聚丁二烯橡胶，在聚丙烯及其共聚物形成的复合材料中包覆有直径为1-3mm的多孔矿物珠粒。
作为本方案的优选实施例，所述的表层的外部涂覆有聚二甲基硅氧烷，涂覆完成后静置24小时除去气泡，于80℃固化。
作为本方案的优选实施例，所述的导电层为铜、镍、金或锡中的一种或多种，其电子线路为采用喷涂或刷涂半固态的导电材料的方法生成。
作为本方案的优选实施例，所述的通孔层为具有弹性的乳胶材质，其厚度比传感器的高度约小2-3mm。
作为本方案的优选实施例，所述的通孔的高度与通孔层的厚度相同，其直径略大于传感器的直径。
作为本方案的优选实施例，所述的弹簧在外部压力不大于300kPa时,形变量小于1-3毫米。
作为本方案的优选实施例，所述的传感器为压敏传感器，传感器的上部为半球状传力面，采用酚醛树脂制成，其下部为圆柱体结构，采用掺杂导电粒子和炭黑的橡胶制成。
作为本方案的优选实施例，所述的基板为四电极柔性聚酰亚胺电路板。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
可保证机器人在一定高压条件下承受一定压力不变形，超过该临界值后，可灵敏感知外界压力，从而有效解决了量程与灵敏度的矛盾，同时当超过机器人最大可承受压力后，机器人控制系统可及时发出危险信号，保障机器人工作安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例的结构示意图。
图1中：1、表层，2、导电层，3、通孔层，4、通孔，5、弹簧，6、缓冲腔，7、传感器，8、基层。
具体实施方式
本发明提供了一种耐压高灵敏度智能机器人皮肤，可保证机器人在一定高压条件下承受一定压力不变形，超过该临界值后，可灵敏感知外界压力，从而有效解决了量程与灵敏度的矛盾，同时当超过机器人最大可承受压力后，机器人控制系统可及时发出危险信号，保障机器人工作安全。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
如图1所示，一种耐压高灵敏度智能机器人皮肤，包括表层1、导电层2、传感器7和基层8，还包括通孔层3、通孔4、弹簧5和缓冲腔6，所述的表层1通过导电层2与通孔层3相连，通孔层3和基层8之间通过弹簧5相连，并且形成中空缓冲腔6，通孔层3上设有多个通孔4，基层8上分布有多个传感器7。
其中，在实际应用中，所述的表层1为聚丙烯及其共聚物构成的蜂窝状结构，该蜂窝状结构的内部填充有聚丁二烯橡胶，在聚丙烯及其共聚物形成的复合材料中包覆有直径为1-3mm的多孔矿物珠粒，聚丙烯及其共聚物形成的结构具有较高的耐压能力，蜂窝状结构在保证整体耐压强度的同时可减轻重量，节约成本，聚丁二烯橡胶和多孔矿物珠粒可有效提升表层的耐压性能。
其中，在实际应用中，所述的表层1的外部涂覆有聚二甲基硅氧烷，涂覆完成后静置24小时除去气泡，于80℃固化，可对表层1进行密封，有效实现表层1的防水功能。
其中，在实际应用中，所述的导电层2为铜、镍、金或锡中的一种或多种，其电子线路为采用喷涂或刷涂半固态的导电材料的方法生成，使其具有均匀且精确的表面电阻率。
其中，在实际应用中，所述的通孔层3为具有弹性的乳胶材质，其厚度比传感器7的高度约小2-3mm，在一定压力范围内，可保证传感器7不与导电层接触，当超过该临界值后，受压可产生一定形变，形成缓冲，且使传感器7与导电层2接触。
其中，在实际应用中，所述的通孔4的高度与通孔层3的厚度相同，其直径略大于传感器7的直径，以保证传感器7可通过通孔4与导电层2相接触。
其中，在实际应用中，所述的弹簧5在外部压力不大于300kPa时,形变量小于1-3毫米。
其中，在实际应用中，所述的传感器7为压敏传感器，传感器6的上部为半球状传力面，采用酚醛树脂制成，其下部为圆柱体结构，采用掺杂导电粒子和炭黑的橡胶制成，可灵敏的检测到压力变化，保证传感器工作的可靠性。
其中，在实际应用中，所述的基板8为四电极柔性聚酰亚胺电路板，其充分考虑不同方向之间的耦合关系，使得采用信号数量降低，有效地提高了传感器的工作效率。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种耐压高灵敏度智能机器人皮肤，包括表层(1)、导电层(2)、传感器(7)和基层(8)，其特征在于，还包括通孔层(3)、通孔(4)、弹簧(5)和缓冲腔(6)，所述的表层(1)通过导电层(2)与通孔层(3)相连，通孔层(3)和基层(8)之间通过弹簧(5)相连，并且形成中空缓冲腔(6)，通孔层(3)上设有多个通孔(4)，基层(8)上分布有多个传感器(7)。
2.根据权利要求1所述的一种耐压高灵敏度智能机器人皮肤，其特征在于，所述的表层(1)为聚丙烯及其共聚物构成的蜂窝状结构，该蜂窝状结构的内部填充有聚丁二烯橡胶，在聚丙烯及其共聚物形成的复合材料中包覆有直径为1-3mm的多孔矿物珠粒。
3.根据权利要求1所述的一种耐压高灵敏度智能机器人皮肤，其特征在于，所述的表层(1)的外部涂覆有聚二甲基硅氧烷，涂覆完成后静置24小时除去气泡，于80℃固化。
4.根据权利要求1所述的一种耐压高灵敏度智能机器人皮肤，其特征在于，所述的导电层(2)为铜、镍、金或锡中的一种或多种，其电子线路为采用喷涂或刷涂半固态的导电材料的方法生成。
5.根据权利要求1所述的一种耐压高灵敏度智能机器人皮肤，其特征在于，所述的通孔层(3)为具有弹性的乳胶材质，其厚度比传感器(7)的高度约小2-3mm。
6.根据权利要求1所述的一种耐压高灵敏度智能机器人皮肤，其特征在于，所述的通孔(4)的高度与通孔层(3)的厚度相同，其直径略大于传感器(7)的直径。
7.根据权利要求1所述的一种耐压高灵敏度智能机器人皮肤，其特征在于，所述的弹簧(5)在外部压力不大于300kPa时,形变量小于1-3毫米。
8.根据权利要求1所述的一种耐压高灵敏度智能机器人皮肤，其特征在于，所述的传感器(7)为压敏传感器，传感器(7)的上部为半球状传力面，采用酚醛树脂制成，其下部为圆柱体结构，采用掺杂导电粒子和炭黑的橡胶制成。
9.根据权利要求1所述的一种耐压高灵敏度智能机器人皮肤，其特征在于，所述的基板(8)为四电极柔性聚酰亚胺电路板。
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