CN108444617A - 一种数字式仿生毛发传感结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字式仿生毛发传感结构。包含柔性基底和排布布置在柔性基底上的第一类毛发感受器和第二类毛发感受器，第一类毛发感受器和第二类毛发感受器在柔性基底上表面间隔阵列排布，分别形成第一类毛发感受器阵列和第二类毛发感受器阵列；第一类毛发感受器和第二类毛发感受器均主要由上层毛发体、中层毛发体和柔性仿生毛发下层构成。本发明通过将两种数字式柔性仿生毛发集成在一个传感装置内，可以获取较精确的外力方向以及确定外力是否达到阈值，使得物体在靠近时也能获得触觉感知，延长了可供系统反应的时间，从而提高安全性能。

Description

一种数字式仿生毛发传感结构

技术领域

本发明涉及了一种传感装置，特别是涉及了一种数字式仿生毛发传感结构。

背景技术

目前，服务型机器人作为一种最实用、最贴近人们生活的机器人正在逐渐进入日常生产和生活，对人类社会发展起着日益重大的影响。

在人与服务型机器人交互的过程中，安全性是所有环节中最为基础与重要的环节。触觉作为信息感知的一种关键方式，可辅助服务型机器人在多元复杂的环境下完成预期动作、进行人与机器人安全交互。敏感皮肤通常由成千上万个传感器组成，需要柔软可变形的切换控制阵列。

目前，被广泛使用的柔性触觉传感器多使用二维柔性平面结构，少有研究人体毛发结构的具有凸起特征的柔性传感器。这种二维结构难以获得较多的触觉维度信息。同时，现有的柔性触觉传感器多使用模拟式，少有研究数字式的柔性触觉传感器。

发明内容

为了解决二维柔性平面结构柔性触觉传感器难以获取较多维度信息的弱点以及实现由模拟式向数字式的创新，本发明提出了一种数字式仿生毛发传感结构。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：

本发明包含柔性基底和排布布置在柔性基底上的第一类毛发感受器和第二类毛发感受器，第一类毛发感受器和第二类毛发感受器在柔性基底上表面间隔阵列排布，分别形成第一类毛发感受器阵列和第二类毛发感受器阵列。

所述的第一类毛发感受器和第二类毛发感受器交错排布，使得相邻两个第一类毛发感受器之间布置第二类毛发感受器，相邻两个第二类毛发感受器之间布置第一类毛发感受器。

第二类毛发感受器用于检测水平外力大小，第一类毛发感受器用于检测水平外力大小的同时还用于检测外力的作用方向。

第一类毛发感受器和第二类毛发感受器均主要由上层毛发体、中层毛发体和柔性仿生毛发下层构成。

所述的第一类毛发感受器包括第一上层毛发体、第一中层毛发体和第一下层毛发体；

第一上层毛发体呈上端为大端、下端为小端的阶梯圆柱体结构，第一上层毛发体中间的阶梯台阶面布置第一上层检测电极，第一上层毛发体下端面布置第一上层电源电极；第一上层检测电极和第一上层电源电极之间通过穿设于第一上层毛发体内部的第一电源信号传输导线连接；

第一中层毛发体呈上端为大端、下端为小端的阶梯圆柱体结构，并且第一中层毛发体上端中心开有盲孔，盲孔底面中心布置第一中层上电源电极，盲孔周围的第一中层毛发体上端面沿周向间隔均布三个间隔分离的第一中层上检测电极，第一中层毛发体中间的阶梯台阶面布置第一中层下检测电极，第一中层毛发体下端面中心的一块圆形区域布置第一中层下电源电极，第一中层下电源电极周围的第一中层毛发体下端面沿周向间隔均布三个间隔分离的第一中层下传输电极；三个第一中层上检测电极各自经设置于第一中层毛发体内部的第一电极信号传输导线分别连接三个第一中层下传输电极，第一中层上电源电极经设置于第一中层毛发体内部的第一电源信号传输导线分别连接到第一中层下检测电极和第一中层下电源电极；

第一下层毛发体呈圆柱体结构，第一下层毛发体上端中心开有盲孔，盲孔底面中心的一块圆形区域布置第一下层电源电极，第一下层电源电极周围的盲孔底面上沿周向间隔均布三个间隔分离的第一下层传输电极，盲孔周围的第一下层毛发体上端面沿周向间隔均布三个间隔分离的第一下层检测电极；第一下层电源电极经设置于第一下层毛发体内部的第一电源信号传输导线引出连接到外部电路，三个第一下层传输电极和第一下层检测电极经设置于第一下层毛发体内部的第一电极信号传输导线引出连接到外部电路；

第一上层毛发体下端嵌装于第一中层毛发体上端的盲孔中，第一中层毛发体下端嵌装于第一下层毛发体的盲孔中。

安装后非按压的常态下，第一上层毛发体的第一上层电源电极和第一中层毛发体的第一中层上电源电极接触连接，第一中层毛发体的第一中层下电源电极和且仅和第一下层毛发体的第一下层电源电极接触连接，第一中层毛发体的三个第一中层下传输电极分别和第一下层毛发体的三个第一下层传输电极各自接触连接；

按压下，第一上层毛发体的第一上层检测电极受按压力向下与第一中层毛发体的第一中层上检测电极接触连接，第一中层毛发体的第一中层下检测电极受按压力向下与第一下层毛发体的第一下层检测电极接触连接。

所述的第一下层毛发体底部和柔性基底连接成一体，第一下层毛发体中的第一电源信号传输导线和第一电极信号传输导线均穿设于柔性基底中布置。

所述的第二类毛发感受器包括第二上层毛发体、第二中层毛发体和第二下层毛发体；

第二上层毛发体呈上端为大端、下端为小端的阶梯圆柱体结构，第二上层毛发体中间的阶梯台阶面布置第二上层检测电极，第二上层毛发体下端面布置第二上层电源电极；第二上层检测电极和第二上层电源电极之间通过穿设于第二上层毛发体内部的第二电源信号传输导线连接；

第二中层毛发体呈上端为大端、下端为小端的阶梯圆柱体结构，并且第二中层毛发体上端中心开有盲孔，盲孔底面中心布置第二中层上电源电极，盲孔周围的第二中层毛发体上端面布置第二中层上检测电极，第二中层毛发体中间的阶梯台阶面布置第二中层下检测电极，第二中层毛发体下端面中心的一块圆形区域布置第二中层下电源电极，第二中层下电源电极周围的第二中层毛发体下端面布置环形的第二中层下传输电极；第二中层上检测电极经设置于第二中层毛发体内部的第二电极信号传输导线连接第二中层下传输电极，第二中层上电源电极经设置于第二中层毛发体内部的第二电源信号传输导线分别连接到第二中层下检测电极和第二中层下电源电极；

第二下层毛发体呈圆柱体结构，第二下层毛发体上端中心开有盲孔，盲孔底面中心的一块圆形区域布置第二下层电源电极，第二下层电源电极周围的盲孔底面布置有第二下层传输电极，盲孔周围的第二下层毛发体上端面布置第二下层检测电极；第二下层电源电极经设置于第二下层毛发体内部的第二电源信号传输导线引出连接到外部电路，第二下层传输电极和第二下层检测电极经设置于第二下层毛发体内部的第二电极信号传输导线引出连接到外部电路；

第二上层毛发体下端嵌装于第二中层毛发体上端的盲孔中，第二中层毛发体下端嵌装于第二下层毛发体的盲孔中。

安装后非按压的常态下，第二上层毛发体的第二上层电源电极和第二中层毛发体的第二中层上电源电极接触连接，第二中层毛发体的第二中层下电源电极和且仅和第二下层毛发体的第二下层电源电极接触连接，第二中层毛发体的第二中层下传输电极和且仅和第二下层毛发体的第二下层传输电极接触连接；

按压下，第二上层毛发体的第二上层检测电极受按压力向下与第二中层毛发体的第二中层上检测电极接触连接，第二中层毛发体的第二中层下检测电极受按压力向下与第二下层毛发体的第二下层检测电极接触连接。

所述的第二下层毛发体底部和柔性基底连接成一体，第二下层毛发体中的第二电源信号传输导线和第二电极信号传输导线均穿设于柔性基底中布置。

使用本装置时时所述柔性基底下表面为不具有感知功能的一侧，贴合待检测区域，毛发感受器接触感知水平外力的大小与方向。

所述的数字式仿生毛发传感阵列布置方式为包括但不限于5×5阵列，更高阶阵列结构形式相同。

制成所述的柔性基底和各个毛发感受器的材料为柔性材料，柔性材料包括但不限于聚二甲基硅氧烷(PDMS)。各个电极所用材料包含但不限于铜(Cu)。

本发明的数字式是体现在通过电极是否接触来判断数字的按压触感信号，并结合接触时的按压阈值和电极接触的数量和位置可进一步用于判断按压的外力和方向。

本发明其有益效果为：

本发明将两种数字式柔性仿生毛发集成在一个传感装置内，可以获取总共六个施加外力的角度范围以及确定外力是否达到设定的阈值，从而进行反馈和相应安全策略的实施。

由于本装置外表面的毛发结构的存在，使得物体在没有触碰到柔性基底时，传感器也能获得触觉感知，延长了可供系统反应的时间，从而提高安全性能。

本装置为柔性结构，能有效缓冲物体(譬如人体)与传感装置的接触。

附图说明

图1为本发明的轴测图。

图2为第一类毛发感受器的整体正视图。

图3为第一类毛发感受器上层的立体图。

图4为第一类毛发感受器上层的仰视图。

图5为第一类毛发感受器中层的立体图。

图6为第一类毛发感受器中层的俯视图(图5的B视图)。

图7为第一类毛发感受器中层的仰视图(图5的C视图)。

图8为第一类毛发感受器下层的立体图。

图9为第一类毛发感受器下层的俯视图(图8的D视图)。

图10为第二类毛发感受器的整体正视图。

图11为第二类毛发感受器上层的立体图。

图12为第二类毛发感受器上层的仰视图。

图13为第二类毛发感受器中层的立体图。

图14为第二类毛发感受器中层的俯视图(图13的B视图)。

图15为第二类毛发感受器中层的仰视图(图13的C视图)。

图16为第二类毛发感受器下层的立体图。

图17为第二类毛发感受器下层的俯视图(图16的D视图)。

图18是两类毛发感受器在外力达到第一个阈值时的变形图。

图19是两类毛发感受器在外力达到第二个阈值时的变形图。

图中：1、柔性基底，2、中层毛发体，3、上层毛发体，4、第一类毛发感受器，5、第二类毛发感受器；401、第一上层毛发体，402、第一中层毛发体，403、第一下层毛发体，404、第一上层电源电极，405、第一上层检测电极，406、第一中层上电源电极，407、第一中层上检测电极，408、第一中层下电源电极，409、第一中层下传输电极，410、第一中层下检测电极，411、第一下层电源电极，412、第一下层传输电极，413、第一下层检测电极，414、第一电源信号传输导线，415、第一电极信号传输导线；501、第二上层毛发体，502、第二中层毛发体，503、第二下层毛发体，504、第二上层电源电极，505、第二上层检测电极，506、第二中层上电源电极，507、第二中层上检测电极，508、第二中层下电源电极，509、第二中层下传输电极，510、第二中层下检测电极，511、第二下层电源电极，512、第二下层传输电极，513、第二下层检测电极，514、第二电源信号传输导线，515、第二电极信号传输导线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1所示，本发明具体实施包含柔性基底1和排布布置在柔性基底1上的第一类毛发感受器4和第二类毛发感受器5，第一类毛发感受器4和第二类毛发感受器5在柔性基底1上表面间隔阵列排布，分别形成第一类毛发感受器4阵列和第二类毛发感受器5阵列，第一类毛发感受器4阵列和第二类毛发感受器5阵列共同组成在柔性基底1上的数字式仿生毛发感受器阵列。

第一类毛发感受器4和第二类毛发感受器5交错排布，使得相邻两个第一类毛发感受器4之间布置第二类毛发感受器5，相邻两个第二类毛发感受器5之间布置第一类毛发感受器4，即第一类毛发感受器阵列4、第二类毛发感受器5阵列交叉分布于柔性基底1上。

第二类毛发感受器5用于检测水平外力大小，第一类毛发感受器4用于检测水平外力大小的同时还用于检测外力的作用方向。

第一类毛发感受器4和第二类毛发感受器5均主要由上层毛发体3、中层毛发体2和柔性仿生毛发下层构成。

如图2所示，第一类毛发感受器4包括第一上层毛发体401、第一中层毛发体402和第一下层毛发体403；以第一上层毛发体401、第一中层毛发体402和第一下层毛发体403分别作为上层毛发体3、中层毛发体2和柔性仿生毛发下层。

如图3和图4所示，第一类毛发感受器4中，第一上层毛发体401呈上端为大端、下端为小端的阶梯圆柱体结构，第一上层毛发体401中间的阶梯台阶面布置第一上层检测电极405，第一上层毛发体401下端面布置第一上层电源电极404；第一上层检测电极405和第一上层电源电极404之间通过穿设于第一上层毛发体401内部的第一电源信号传输导线414连接。

如图5、图6和图7所示，第一中层毛发体402呈上端为大端、下端为小端的阶梯圆柱体结构，并且第一中层毛发体402上端中心开有盲孔，盲孔底面中心布置第一中层上电源电极406，盲孔周围的第一中层毛发体402上端面沿周向间隔均布三个间隔分离的第一中层上检测电极407，第一中层毛发体402中间的阶梯台阶面布置第一中层下检测电极410，第一中层毛发体402下端面中心的一块圆形区域布置第一中层下电源电极408，第一中层下电源电极408周围的第一中层毛发体402下端面沿周向间隔均布三个间隔分离的第一中层下传输电极409；三个第一中层上检测电极407各自经设置于第一中层毛发体402内部的第一电极信号传输导线415分别连接三个第一中层下传输电极409，第一中层上电源电极406经设置于第一中层毛发体402内部的第一电源信号传输导线414分别连接到第一中层下检测电极410和第一中层下电源电极408。

如图8和图9所示，第一下层毛发体403呈圆柱体结构，第一下层毛发体403上端中心开有盲孔，盲孔底面中心的一块圆形区域布置第一下层电源电极411，第一下层电源电极411周围的盲孔底面上沿周向间隔均布三个间隔分离的第一下层传输电极412，盲孔周围的第一下层毛发体403上端面沿周向间隔均布三个间隔分离的第一下层检测电极413；第一下层电源电极411经设置于第一下层毛发体403内部的第一电源信号传输导线414引出连接到外部电路，三个第一下层传输电极412和第一下层检测电极413经设置于第一下层毛发体403内部的第一电极信号传输导线415引出连接到外部电路；第一上层毛发体401下端嵌装于第一中层毛发体402上端的盲孔中，第一中层毛发体402下端嵌装于第一下层毛发体403的盲孔中。

安装后非按压的常态下，第一上层毛发体401的第一上层电源电极404和第一中层毛发体402的第一中层上电源电极406接触连接，第一中层毛发体402的第一中层下电源电极408和且仅和第一下层毛发体403的第一下层电源电极411接触连接，第一中层毛发体402的三个第一中层下传输电极409分别和第一下层毛发体403的三个第一下层传输电极412各自接触连接；

按压下，第一上层毛发体401的第一上层检测电极405受按压力向下与第一中层毛发体402的任一第一中层上检测电极407接触连接，如图18所示，第一中层毛发体402的第一中层下检测电极410受按压力向下与第一下层毛发体403的任一第一下层检测电极413接触连接，如图19所示。

第一下层毛发体403底部和柔性基底1连接成一体，第一下层毛发体403中的第一电源信号传输导线414和第一电极信号传输导线415均穿设于柔性基底1中布置，且从柔性基底1引出后连接到本发明装置以外的分析电路。

如图10所示，第二类毛发感受器5包括第二上层毛发体501、第二中层毛发体502和第二下层毛发体503；以第二上层毛发体501、第二中层毛发体502和第二下层毛发体503分别作为第二类毛发感受器5的上层毛发体3、中层毛发体2和柔性仿生毛发下层。

第二类毛发感受器5中，如图11和图12所示，第二上层毛发体501呈上端为大端、下端为小端的阶梯圆柱体结构，第二上层毛发体501中间的阶梯台阶面布置第二上层检测电极505，第二上层毛发体501下端面布置第二上层电源电极504；第二上层检测电极505和第二上层电源电极504之间通过穿设于第二上层毛发体501内部的第二电源信号传输导线514连接。

如图13、图14和图15所示，第二中层毛发体502呈上端为大端、下端为小端的阶梯圆柱体结构，并且第二中层毛发体502上端中心开有盲孔，盲孔底面中心布置第二中层上电源电极506，盲孔周围的第二中层毛发体502上端面布置第二中层上检测电极507，第二中层毛发体502中间的阶梯台阶面布置第二中层下检测电极510，第二中层毛发体502下端面中心的一块圆形区域布置第二中层下电源电极508，第二中层下电源电极508周围的第二中层毛发体502下端面布置环形的第二中层下传输电极509，第二中层下传输电极509与第二中层下电源电极508间隔分离；第二中层上检测电极507经设置于第二中层毛发体502内部的第二电极信号传输导线515连接第二中层下传输电极509，第二中层上电源电极506经设置于第二中层毛发体502内部的第二电源信号传输导线514分别连接到第二中层下检测电极510和第二中层下电源电极508。

如图16、图17所示，第二下层毛发体503呈圆柱体结构，第二下层毛发体503上端中心开有盲孔，盲孔底面中心的一块圆形区域布置第二下层电源电极511，第二下层电源电极511周围的盲孔底面布置有第二下层传输电极512，第二下层传输电极512与第二下层电源电极511间隔分离，盲孔周围的第二下层毛发体503上端面布置第二下层检测电极513；第二下层电源电极511经设置于第二下层毛发体503内部的第二电源信号传输导线514引出连接到外部电路，第二下层传输电极512和第二下层检测电极513经设置于第二下层毛发体503内部的第二电极信号传输导线515引出连接到外部电路；

第二上层毛发体501下端嵌装于第二中层毛发体502上端的盲孔中，第二中层毛发体502下端嵌装于第二下层毛发体503的盲孔中。

安装后非按压的常态下，第二上层毛发体501的第二上层电源电极504和第二中层毛发体502的第二中层上电源电极506接触连接，第二中层毛发体502的第二中层下电源电极508和且仅和第二下层毛发体503的第二下层电源电极511接触连接，第二中层毛发体502的第二中层下传输电极509和且仅和第二下层毛发体503的第二下层传输电极512接触连接；

按压下，第二上层毛发体501的第二上层检测电极505受按压力向下与第二中层毛发体502的任一第二中层上检测电极507接触连接，如图18所示，第二中层毛发体502的第二中层下检测电极510受按压力向下与第二下层毛发体503的任一第二下层检测电极513接触连接，如图19所示。

第二下层毛发体503底部和柔性基底1连接成一体，第二下层毛发体503中的第二电源信号传输导线514和第二电极信号传输导线515均穿设于柔性基底1中布置，且从柔性基底1引出后连接到本发明装置以外的分析电路。

本发明的具体实施如下：

使用本传感装置时，柔性基底下表面一侧紧密贴合在检测区域的表面，通过导线接入分析电路。

在有水平方向外力作用于数字仿生毛发的过程中，第一类毛发感受器可以在检测外力大小的同时检测外力的作用方向，对于外力大小，可以检测两个阈值：第一个阈值大小小于第二个阈值。在水平外力F的作用下，第一类毛发感受器会发生弯曲。当水平外力第一个阈值时，如图18所示，电位为高电平的第一上层电源电极404会与第一中层上检测电极407接触，从而使第一中层上检测电极407的三个电极组成部分中的一个的电位变为高电平。由于第一中层上检测电极407包含三个对称分布的电极，且每两个电极之间的角度间隔是120度，所以根据接触到的电极的位置可以判断外力F的方向。

当水平外力进一步增大，达到第二个阈值时，如图19所示，电位为高电平的第一中层下电源电极408会与第一下层检测电极413接触，从而使第一下层检测电极413的三个电极组成部分中的一个的电位变为高电平。由于第一下层检测电极413包含三个对称分布的电极，且每两个电极之间的角度间隔是120度，所以根据接触到的电极的位置可以判断外力F的方向。

在有水平方向外力作用于数字仿生毛发的过程中，第二类毛发感受器可以检测外力大小。在水平外力F的作用下，第二类毛发感受器会发生弯曲。当水平外力达到第一个阈值时，电位为高电平的第二上层电源电极504404会与第二中层上检测电极507接触，从而使第二中层上检测电极507的电位变为高电平。当水平外力进一步增大，达到第二个阈值时，电位为高电平的第二中层下电源电极508会与第二下层检测电极513接触，从而使二下层检测电极513的电位变为高电平。

整个过程中，信号传输导线穿过柔性基底后连接到此柔性传感装置以外的分析电路，信号通过信号传输导线输入分析电路中，从而进行反馈和相应安全策略的实施。

由于本装置外表面的毛发结构的存在，使得物体在靠近时也能获得触觉感知，延长了可供系统反应的时间，从而提高安全性能。

此外，本装置为柔性结构，能有效缓冲物体(譬如人体)与传感装置的接触。

Claims (10)

1.一种数字式仿生毛发传感结构，其特征在于：包含柔性基底(1)和排布布置在柔性基底(1)上的第一类毛发感受器(4)和第二类毛发感受器(5)，第一类毛发感受器(4)和第二类毛发感受器(5)在柔性基底(1)上表面间隔阵列排布，分别形成第一类毛发感受器(4)阵列和第二类毛发感受器(5)阵列。

2.根据权利要求1所述的一种数字式仿生毛发传感结构，其特征在于：所述的第一类毛发感受器(4)和第二类毛发感受器(5)交错排布，使得相邻两个第一类毛发感受器(4)之间布置第二类毛发感受器(5)，相邻两个第二类毛发感受器(5)之间布置第一类毛发感受器(4)。

3.根据权利要求1所述的一种数字式仿生毛发传感结构，其特征在于：第一类毛发感受器(4)和第二类毛发感受器(5)均主要由上层毛发体(3)、中层毛发体(2)和柔性仿生毛发下层构成。

4.根据权利要求1或3所述的一种数字式仿生毛发传感结构，其特征在于：

所述的第一类毛发感受器(4)包括第一上层毛发体(401)、第一中层毛发体(402)和第一下层毛发体(403)；第一上层毛发体(401)呈上端为大端、下端为小端的阶梯圆柱体结构，第一上层毛发体(401)中间的阶梯台阶面布置第一上层检测电极(405)，第一上层毛发体(401)下端面布置第一上层电源电极(404)；第一上层检测电极(405)和第一上层电源电极(404)之间通过穿设于第一上层毛发体(401)内部的第一电源信号传输导线(414)连接；第一中层毛发体(402)呈上端为大端、下端为小端的阶梯圆柱体结构，并且第一中层毛发体(402)上端中心开有盲孔，盲孔底面中心布置第一中层上电源电极(406)，盲孔周围的第一中层毛发体(402)上端面沿周向间隔均布三个间隔分离的第一中层上检测电极(407)，第一中层毛发体(402)中间的阶梯台阶面布置第一中层下检测电极(410)，第一中层毛发体(402)下端面中心的一块圆形区域布置第一中层下电源电极(408)，第一中层下电源电极(408)周围的第一中层毛发体(402)下端面沿周向间隔均布三个间隔分离的第一中层下传输电极(409)；三个第一中层上检测电极(407)各自经设置于第一中层毛发体(402)内部的第一电极信号传输导线(415)分别连接三个第一中层下传输电极(409)，第一中层上电源电极(406)经设置于第一中层毛发体(402)内部的第一电源信号传输导线(414)分别连接到第一中层下检测电极(410)和第一中层下电源电极(408)；

第一下层毛发体(403)呈圆柱体结构，第一下层毛发体(403)上端中心开有盲孔，盲孔底面中心的一块圆形区域布置第一下层电源电极(411)，第一下层电源电极(411)周围的盲孔底面上沿周向间隔均布三个间隔分离的第一下层传输电极(412)，盲孔周围的第一下层毛发体(403)上端面沿周向间隔均布三个间隔分离的第一下层检测电极(413)；第一下层电源电极(411)经设置于第一下层毛发体(403)内部的第一电源信号传输导线(414)引出连接到外部电路，三个第一下层传输电极(412)和第一下层检测电极(413)经设置于第一下层毛发体(403)内部的第一电极信号传输导线(415)引出连接到外部电路；第一上层毛发体(401)下端嵌装于第一中层毛发体(402)上端的盲孔中，第一中层毛发体(402)下端嵌装于第一下层毛发体(403)的盲孔中。

5.根据权利要求4所述的一种数字式仿生毛发传感结构，其特征在于：

安装后非按压的常态下，第一上层毛发体(401)的第一上层电源电极(404)和第一中层毛发体(402)的第一中层上电源电极(406)接触连接，第一中层毛发体(402)的第一中层下电源电极(408)和且仅和第一下层毛发体(403)的第一下层电源电极(411)接触连接，第一中层毛发体(402)的三个第一中层下传输电极(409)分别和第一下层毛发体(403)的三个第一下层传输电极(412)各自接触连接；

按压下，第一上层毛发体(401)的第一上层检测电极(405)受按压力向下与第一中层毛发体(402)的第一中层上检测电极(407)接触连接，第一中层毛发体(402)的第一中层下检测电极(410)受按压力向下与第一下层毛发体(403)的第一下层检测电极(413)接触连接。

6.根据权利要求4所述的一种数字式仿生毛发传感结构，其特征在于：

所述的第一下层毛发体(403)底部和柔性基底(1)连接成一体，第一下层毛发体(403)中的第一电源信号传输导线(414)和第一电极信号传输导线(415)均穿设于柔性基底(1)中布置。

7.根据权利要求1或3所述的一种数字式仿生毛发传感结构，其特征在于：

所述的第二类毛发感受器(5)包括第二上层毛发体(501)、第二中层毛发体(502)和第二下层毛发体(503)；第二上层毛发体(501)呈上端为大端、下端为小端的阶梯圆柱体结构，第二上层毛发体(501)中间的阶梯台阶面布置第二上层检测电极(505)，第二上层毛发体(501)下端面布置第二上层电源电极(504)；第二上层检测电极(505)和第二上层电源电极(504)之间通过穿设于第二上层毛发体(501)内部的第二电源信号传输导线(514)连接；第二中层毛发体(502)呈上端为大端、下端为小端的阶梯圆柱体结构，并且第二中层毛发体(502)上端中心开有盲孔，盲孔底面中心布置第二中层上电源电极(506)，盲孔周围的第二中层毛发体(502)上端面布置第二中层上检测电极(507)，第二中层毛发体(502)中间的阶梯台阶面布置第二中层下检测电极(510)，第二中层毛发体(502)下端面中心的一块圆形区域布置第二中层下电源电极(508)，第二中层下电源电极(508)周围的第二中层毛发体(502)下端面布置环形的第二中层下传输电极(509)；第二中层上检测电极(507)经设置于第二中层毛发体(502)内部的第二电极信号传输导线(515)连接第二中层下传输电极(509)，第二中层上电源电极(506)经设置于第二中层毛发体(502)内部的第二电源信号传输导线(514)分别连接到第二中层下检测电极(510)和第二中层下电源电极(508)；

第二下层毛发体(503)呈圆柱体结构，第二下层毛发体(503)上端中心开有盲孔，盲孔底面中心的一块圆形区域布置第二下层电源电极(511)，第二下层电源电极(511)周围的盲孔底面布置有第二下层传输电极(512)，盲孔周围的第二下层毛发体(503)上端面布置第二下层检测电极(513)；第二下层电源电极(511)经设置于第二下层毛发体(503)内部的第二电源信号传输导线(514)引出连接到外部电路，第二下层传输电极(512)和第二下层检测电极(513)经设置于第二下层毛发体(503)内部的第二电极信号传输导线(515)引出连接到外部电路；第二上层毛发体(501)下端嵌装于第二中层毛发体(502)上端的盲孔中，第二中层毛发体(502)下端嵌装于第二下层毛发体(503)的盲孔中。

8.根据权利要求7所述的一种数字式仿生毛发传感结构，其特征在于：

安装后非按压的常态下，第二上层毛发体(501)的第二上层电源电极(504)和第二中层毛发体(502)的第二中层上电源电极(506)接触连接，第二中层毛发体(502)的第二中层下电源电极(508)和且仅和第二下层毛发体(503)的第二下层电源电极(511)接触连接，第二中层毛发体(502)的第二中层下传输电极(509)和且仅和第二下层毛发体(503)的第二下层传输电极(512)接触连接；

按压下，第二上层毛发体(501)的第二上层检测电极(505)受按压力向下与第二中层毛发体(502)的第二中层上检测电极(507)接触连接，第二中层毛发体(502)的第二中层下检测电极(510)受按压力向下与第二下层毛发体(503)的第二下层检测电极(513)接触连接。

9.根据权利要求7所述的一种数字式仿生毛发传感结构，其特征在于：所述的第二下层毛发体(503)底部和柔性基底(1)连接成一体，第二下层毛发体(503)中的第二电源信号传输导线(514)和第二电极信号传输导线(515)均穿设于柔性基底(1)中布置。

10.根据权利要求1所述的一种数字式仿生毛发传感结构，其特征在于：

所述柔性基底(1)下表面贴合待检测区域，毛发感受器接触感知水平外力的大小与方向。