CN109029798A - 柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统，包括：柔性电容型应力传感器，用于获取受力信号，其在不同应力作用下产生不同的电容信号；电容数据采集及控制电路，与柔性电容型应力传感器连接，用于接收其发送的电容信号，并根据接收到的电容信号实时输出控制信号。本发明还提供了一种柔性电容型应力传感器信号采集及控制方法。本发明柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统和方法，可广泛应用于假肢、机器人等微传感和微机械技术领域，通过电容传感器的参与，使异形智能灵巧器件具备触觉感知能力，获得其所接触物体的多种类别属性如方位、外形、硬度、热导率等信息，从而可以完成精细的动作。

Description

柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统和方法

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种柔性电容型传感器信号采集及控制系统和方法。

背景技术

随着人工智能机器人和计算机越来越多地出现在生活的方方面面，这场由传感、机械与计算机引发的机器人革命必将产生越来越多的“会思考”的自主系统，如机器人外科医生、机器人士兵、机器人看护、机器人治疗专家等。而实现这一新技术革命，必须采用大量仿生传感器件，突破现有机器人感知与控制的技术瓶颈。目前，仿生传感器件在视觉、嗅觉、味觉和听觉领域已经得到了巨大的发展，然而发展高性能的具有触觉功能的传感器件一直面临着巨大的挑战。

电子皮肤即新型可穿戴柔性仿生应力/应变传感器，可以像衣服一样附着于假肢、机器人等异形智能灵巧器件表面，使其具备触觉感知能力，通过电子皮肤获得其所接触物体的多种类别属性如方位、外形、硬度(及分布)、热导率(及分布)等信息。灵敏电子皮肤让机器人有了触觉之后，将使得机器人可以处理一些非常细致的动作，是发展人工智能机器人的必备条件，也是近年来国际微传感器网络和微机械领域的研究热点和重要发展趋势。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种柔性电容型传感器信号采集及控制系统和方法。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统，包括：

柔性电容型应力传感器，用于获取受力信号，其在不同应力作用下产生不同的电容信号；以及

电容数据采集及控制电路，与所述柔性电容型应力传感器连接，用于接收其发送的电容信号，并根据接收到的电容信号实时输出控制信号。

在一些实施例中，所述电容数据采集及控制电路包括：

电容信号采集芯片，与所述柔性电容型应力传感器连接，用于采集所述柔性电容型应力传感器发送的电容信号；以及

微控制器，与所述电容信号采集芯片连接，用于向所述电容信号采集芯片发送控制命令，并接收所述电容信号采集芯片采集的电容信号，同时根据接收到的电容信号调整输出控制信号。

在一些实施例中，所述电容数据采集及控制电路还包括：

运动控制模块，其包括放大驱动电路，与所述微控制器连接，用于将微控制器的控制信号转换为功率信号；以及

电机，与所述运动控制模块连接，用于接收所述运动控制模块的功率信号，以完成相应的动作。

在一些实施例中，所述电容数据采集及控制电路还包括：供电模块，其包括稳压电路，用于为所述电容数据采集及控制电路的微控制器提供工作电源。

在一些实施例中，所述微控制器通过SPI同步串口发送控制命令给电容信号采集芯片，电容信号采集芯片接收并依据所述控制命令进行电容信号的采集工作。

在一些实施例中，所述电容信号采集芯片采用AD7147采集芯片，所述微控制器采用PIC16F1526芯片。

在一些实施例中，还包括：上位机，与所述微控制器连接，接收该微控制器发送的电容数据，用以实时显示并存储。

在一些实施例中，所述柔性电容型应力传感器，包括：上电极；下电极，与所述上电极相对设置；电介质层，位于所述上、下电极之间；以及封装层。

在一些实施例中，所述电介质层的材质为柔性材料；

优选的，所示电介质层的材质为硅橡胶，厚度为0.3mm～1mm。

在一些实施例中，所述电极包括柔性衬底及位于柔性衬底上的导电性材料；

优选的，所述柔性衬底的材质为聚酯或聚酰亚胺；所述导电性材料为金、银或铜；所述封装层的材质为硅橡胶。

根据本发明的另一个方面，提供了一种机械手，其包括所述的柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统。

在一些实施例中，所述柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统的工作模式包括：抓握模式和释放模式，以对机械手进行抓握和释放的动作控制；

所述柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统的工作参数包括：抓握力度、抓握速度、传感器最大设定值、释放力度和释放程度，根据抓握力度、抓握速度控制所述机械手进行抓握和释放，根据传感器最大值控制所述机械手抓握动作停止；在获得释放命令后，机械手根据释放力度、释放程度参数释放被抓取物，从而将被抓取物可控释放。

根据本发明的另一个方面，提供了一种机器人，其包括所述的柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统和/或所述的机械手。

根据本发明的另一个方面，提供了一种柔性电容型应力传感器信号采集及控制方法，包括：

柔性电容型应力传感器获取应力信号并将所受应力信号转化为电容信号；以及

电容数据采集及控制电路接收柔性电容型应力传感器发送的电容信号并实时输出控制信号。

在一些实施例中，电容数据采集及控制电路接收柔性电容型应力传感器发送的电容信号并实时输出控制信号包括：

采集开始时，微控制器将控制命令发送至电容信号采集芯片，设定电容信号采集芯片的工作模式及参数；

电容信号采集芯片接收微控制器的控制命令，在设定的工作模式及参数状态下采集柔性电容型应力传感器的电容信号；

采集完成时，电容信号采集芯片向微控制器发送采集完成信号，即中断请求，微控制器响应中断请求后，向电容信号采集芯片发出读取命令；

电容信号采集芯片接收读取命令，向微控制器发送采集结果；以及

微控制器，接收所述采集结果，同时根据接收到的采集结果调整输出控制信号。

在一些实施例中，系统的模式包括：抓握模式和释放模式，以对被抓取物进行抓握和释放的动作控制；

系统的工作参数包括：抓握力度、抓握速度、传感器最大设定值、释放力度、释放程度；

根据抓握力度、抓握速度控制抓握动作，在达到设定的传感器最大设定值时，抓握动作停止；在获得释放命令后，根据释放力度、释放程度参数释放被抓取物，从而将被抓取物可控释放。

在一些实施例中，电容数据采集及控制电路接收柔性电容型应力传感器发送的电容信号并实时输出控制信号还包括：

运动控制模块接收微控制器的控制信号，并将其转换为功率信号；

以及，电机接收所述运动控制模块的功率信号，并完成相应的动作。

在一些实施例中，电机接收所述运动控制模块的功率信号，并完成相应的动作，具体为：

根据电机控制命令合成控制字，根据控制字控制运动模块改变电机供电方向，并且对微控制器内部的PWM模块写入相应的控制参数改变电机供电的电压从而改变电机转动力矩，从而决定所述动作。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明柔性电容型传感器信号采集及控制系统和方法至少具有以下有益效果其中之一：

(1)通过电容传感器的参与，使异形智能灵巧器件具备触觉感知能力，获得其所接触物体的多种类别属性如方位、外形、硬度(及分布)、热导率(及分布)等信息，从而可以完成精细的动作。

(2)柔性电容型传感器信号采集及控制系统可广泛应用于假肢、机器人等微传感和微机械技术领域，以及任意需要柔性触觉传感器的场合，应用广泛，极大的满足了使用需求。

(3)柔性电容型传感器信号采集及控制系统可包括上位机，通过上位机与微控制器连接，接收该微控制器发送的电容数据，实时显示并存储，方便使用及监测。

(4)电容数据采集及控制电路的结构简单，性能可靠，另外，其包括的电容信号采集芯片AD7147，精度高、具有多种工作模式和参数；微控制器芯片PIC16F1526，功耗低，工作电压范围宽，内部资源丰富。

附图说明

图1为依据本发明实施例柔性电容型传感器结构示意图。

图2为依据本发明实施例传感系统硬件框图。

图3为依据本发明实施例电容采集及控制电路电路图。

图4为依据本发明实施例电容采集及控制电路软件流程图。

图5为依据本发明实施例电容传感器在机械手表面装配位置示意图。

图6为依据本发明实施例电容型触觉传感器性能测试图。

图7为表面装配有压力传感系统的智能假肢不同力度抓握物体时的压力分布反馈图。

图8为附着有压力传感系统的智能机械手抓握纸杯压力分布示意图(a传感器只记录数据，不反馈动作，纸杯被机械手捏扁；b传感器反馈控制动作，水杯没有变形)。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。

本发明实施例提供了一种柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统，包括：

柔性电容型应力传感器，用于获取受力信号，其在不同应力作用下产生不同的电容信号；以及

电容数据采集及控制电路，与所述电容型柔性压应力传感器连接，接收其发送的电容信号，并根据接收到的电容信号实时输出控制信号。

其中，所述柔性电容型应力传感器可分布于待检测物体表面，例如智能机械手、假肢等，以能够实时采集该表面受力。

另外，所述柔性电容型传感器信号采集及控制系统还可进一步包括上位机，用于进行动作控制、数据记录及实时显示。

图1为本发明实施例柔性电容型应力传感器结构示意图。如图1所示，本实施例柔性电容型应力传感器，包括：

上电极；

下电极，与所述上电极相对设置；

电介质层，位于所述上、下电极之间；以及

封装层。

具体的，所述电介质层可采用弹性材料形成，优选的采用硅橡胶绝缘材料形成。所述电介质层的厚度为0.3mm～1mm，优选为0.5mm。

所述电极可通过在柔性衬底上蒸镀高导电性材料形成。其中，所述柔性衬底的材质为聚酯(PET)，聚酰亚胺等；所述电极的材质为金、银、铜等；所述电极可为片状、板状或薄膜结构。如图1中所示，上电极和下电极均可以为在柔性的PET表面制备一层金属电极层，形成片状电极。所述封装层的材料可选用弹性绝缘材料，优选为硅橡胶。

图2为本发明实施例柔性电容型传感器信号采集及控制系统硬件框图；图3为依据本发明实施例柔性电容型传感器信号采集及控制系统的电路图。请参照图2-3，本实施例电容数据采集及控制电路，包括：

电容信号采集芯片，与所述柔性电容型应力传感器连接，采集其电容信号；

微控制器，与所述电容信号采集芯片连接，向其发送控制命令，接收所述电容信号采集芯片采集的电容信号；

供电模块，可包括稳压电路，用于为所述电容数据采集及控制电路的芯片提供3.3V工作电源；

运动控制模块，可包括放大驱动电路，与所述微控制器连接，将微控制器的弱电信号转换为功率信号；以及

电机，与所述运动控制模块连接，接收运动控制模块的功率信号，以完成相应的动作

进一步的所述上位机与所述微控制器连接，接收该微控制器发送的电容数据，用以实时显示并存储。

所述电容信号采集芯片优选但不限于高精度、多通道电容信号智能化采集芯片AD7147，具有多种工作模式和工作参数，可探测12路微小电容，每路探测范围±10pF，具有16位分辨率(可分辨0.3fF)，与所述电容型应力传感器输出的电容变化量相匹配。所述电容信号采集芯片可通过SPI同步串口与所述微控制器连接，由微控制器通过SPI通信口发送控制命令给电容信号采集芯片，电容信号采集芯片收到这些命令后依据控制命令设定的工作模式和工作参数进行电容信号的采集工作。电容信号采集芯片的工作模式和参数是指芯片的开始采集、结束采集、发送采集结构等模式和参数。

以机械手的工作为例，柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统的工作模式可以包括抓握模式和释放模式，可以进行抓握和释放的动作控制。工作参数可以包括抓握力度、抓握速度、传感器最大设定值、释放力度、释放程度等，根据抓握力度、抓握速度等进行抓握，达到设定的传感器最大设定值时，抓握动作停止，不继续握紧，可以避免被抓取物产生较大形变或者破坏(如纸杯、鸡蛋等)。在获得释放命令后，根据释放力度、释放程度等参数释放被抓取物，可以将被抓取物缓慢地可控释放。

所述微控制器优选但不限于PIC16F1526，该芯片功耗低，工作电压范围宽，适合采用电池运作，内部资源丰富，有A/D转换、PWM模块、2个同步串口、2个异步串口，64脚贴片封装，完全满足系统设计需求。

所述微控制器与上位机交换数据采用RS-232异步通信，通过MAX3232驱动芯片把TTL数字信号转换为标准RS-232电平连接至上位机，以将电容数据发送至上位机，实时显示并存储。用户也可以通过上位机对所述的柔性电容型传感器信号采集及控制系统进行干预及调试。电容传感器的数据信息采集、处理及控制过程都在微控制器PIC16F1526中编程实现。

请进一步参照图3，所述运动控制模块可包括两路放大驱动电路(对应正转/反转)，至少包括4只开关管，其中左上管与右下管组成一路放大驱动电路，右上管与左下管组成另一路放大驱动电路，与所述微控制器连接，用于将微控制器的控制信号(弱电信号)转换为功率信号，实时输出控制功率信号。所述运动控制模块的4个输入信号RE3、RE4、RE5、RE6与微控制器的63、62、61、60引脚连接。电机，与所述运动控制模块连接，用于接收所述运动控制模块的功率信号，以完成相应的动作，例如，正转/反转以及转动力矩大小等。RS-232串口驱动芯片MAX3232为一电平转换器，用于转换实现RS-232与微控制器互连。所述供电模块可包括一电源转换芯片，用于将锂电池提供的7.5V电压转换为3.3V供给各个芯片。

以下简要说明本发明实施例柔性电容型传感器信号采集及控制系统的工作过程。

微控制器先将所设定的工作模式和该模式下的工作参数通过SPI同步串口发送给电容信号采集芯片，电容信号采集芯片接收之后就会据此开始工作，当一帧数据(全部12路)全部采集完成后，电容信号采集芯片就会向微控制器发出采集完成信号(中断请求)，微控制器响应中断后，通过SPI同步串口向电容信号采集芯片发出读取命令，电容信号采集芯片再向微控制器发送采集结果。微控制器与上位机连接，该上位机接收所述微控制器发送的电容数据，以实时显示及存储。运动控制模块与所述微控制器连接，将微控制器的弱电信号转换为功率信号驱动电机，以完成相应的动作。

本发明还提供了一种柔性电容型应力传感器信号采集及控制方法，包括：

柔性电容型应力传感器获取应力信号并将所受应力信号转化为电容信号；以及

电容数据采集及控制电路接收柔性电容型应力传感器发送的电容信号并实时输出控制信号。

其中，电容数据采集及控制电路接收柔性电容型应力传感器发送的电容信号并实时输出控制信号包括：

采集开始时，微控制器将控制命令发送至电容信号采集芯片，设定电容信号采集芯片的工作模式及参数；

电容信号采集芯片接收微控制器的控制命令，在设定的工作模式及参数状态下采集其电容信号；

采集完成时，电容信号采集芯片向微控制器发送采集完成信号，即中断请求，微控制器响应中断后，向电容信号采集芯片发出读取命令；

电容信号采集芯片接收读取命令，向微控制器发送采集结果；

微控制器，接收所述采集结果，同时根据接收到的采集结果调整输出控制信号(弱电信号)；

运动控制模块，将微控制器的弱电信号转换为功率信号；以及

电机接收运动控制模块的功率信号，以完成相应的动作。

进一步的，图4为依据本发明实施例电容采集及控制电路的微控制器控制方法流程图。如图4所示，所述控制方法主要包括：

步骤S1、初始化：对微控制器的各个控制寄存器和各个工作变量赋予初值；步骤S2、判断是否有上位机命令，微控制器通过RS-232串口与上位机相连，如果上位机向微控制器发出命令，则进入步骤S3；步骤S3、微控制器执行相关的命令；否则的话直接进入步骤S4；步骤S4、判断是否有电容采集数据，若有电容采集数据，则进入步骤S5；步骤S5、电容信号采集芯片完成一帧数据后就会通知微控制器，微控制器就会读取AD7147数据，之后进入步骤S6；步骤S6、对数据进行处理，并转换成上位机所需格式，然后进入步骤S7；步骤S7重置发送上位机数据指针；若无电容采集数据，则直接进入步骤S8。步骤S8、判断上位机数据发送完否，对上位机数据指针进行判断，如果它已对应到最后一个数据的后面，表示发送完毕，直接进入步骤S11、否则就表示未发完，进入步骤S9、由发送指针取得数据，之后进入步骤S10、发送数据，然后指针+1；之后进入步骤S11、判断有无电机控制命令，如果上位机发来的命令是电机控制命令，还要对微控制器内部的PWM模块写入相应的控制参数才能驱动电机动作，所以要进入步骤S12、合成控制字、动作的时间长短发送延时单元，之后进入步骤S13、由控制字控制“运动控制模块”改变电机供电的方向(正转/反转)，根据控制字控制影响PWM参数，改变电机供电的电压从而改变电机转动力矩，从而决定机械手的动作，由此既可以改变电机的通电方向又可以改变驱动电流的大小，之后返回步骤S2；若无电机控制命令，则直接返回步骤S2。微控制器控制方法流程是一个循环结构，实际运行时速度很快，每秒钟可循环几千次。

下面介绍本发明实施例柔性电容型传感器信号采集及控制系统性能测试实例。其中，本实例的电容型传感器是采用在PET上蒸镀Ag作为电极，再利用硅橡胶进行包埋从而制备得到。本实例的假肢手采用的是北京假肢矫形技术中心生产的单电机驱动具有拇指、食指和中指三个手指张合的假手，没有指关节，无名指和小指只是简单地与中指联动。本实例电容信号采集芯片采用的是AD7147芯片。

将制备好的传感器贴在假肢手指上检测假肢手抓握实物时的受力情况，采用12路电容传感器采集假肢手指主要受力点的受力数据。电容传感器在手指上的分配如图5所示：大拇指、食指、中指各3个，无名指2个，小指1个，将这12个电容传感器分别连接到电容信号采集芯片AD7147上。

所述电容传感器为独立的，彼此之间不相连接，避免受力形变相互影响。电容传感器个数不限定为12个，个数可以变化。所述电容传感器可由硅橡胶黏贴于想要检测的表面。

单个传感器性能如图6所示，传感器的电容随着受力的不同而发生相应的变化。具体的，如图7所示，使用不同力量抓取物体(例如鸡蛋)，当假肢手抓到鸡蛋时，受力点处的电容传感器值迅速增大，电机受到阻力而被强行停止(此时电机供电仍然持续)，电机停止后传感器值是平稳的，松手(电机反转)后，传感器值迅速回落。与此同时可以看出，在握力增大的情况下，受力点处的传感器值也随之递增。图中三次实验数据均是在鸡蛋未被抓破的情况下得到的。

请继续参照图8，使用一次性纸杯装满茶水，用假肢手端起，记录抓取过程中受力点处传感器值大小及变化情况。对于装满茶水的纸杯，如果假肢不能很好的控制握力大小，纸杯很容易被抓变形，需实时借助电容传感器检测的检测值，并据此控制抓握力的大小。在抓握力量相同情况下，进行了两组实验，分别为电容压力传感器不参与控制去抓取水杯，纸杯严重变形茶水溢出；电容压力传感器参与控制，当检测的数值超过预设值时主动停止电机，纸杯变形较小，可以正常端起水杯。

至此，已经结合附图对本发明实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统和方法及其制备方法有了清楚的认识。

需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：

待检测表面的传感器数量、位置及设置方式不限于实施例中的情况，本领域技术人员可以适当调整，例如传感器数量可以为1-12个，与电容信号采集芯片相匹配即可，均不影响本发明的实现。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统，包括：

柔性电容型应力传感器，用于获取受力信号，其在不同应力作用下产生不同的电容信号；以及

电容数据采集及控制电路，与所述柔性电容型应力传感器连接，用于接收其发送的电容信号，并根据接收到的电容信号实时输出控制信号。

2.根据权利要求1所述的柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统，其中，所述电容数据采集及控制电路包括：

电容信号采集芯片，与所述柔性电容型应力传感器连接，用于采集所述柔性电容型应力传感器发送的电容信号；以及

微控制器，与所述电容信号采集芯片连接，用于向所述电容信号采集芯片发送控制命令，并接收所述电容信号采集芯片采集的电容信号，同时根据接收到的电容信号调整输出控制信号。

3.根据权利要求2所述的柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统，其中，所述电容数据采集及控制电路还包括：

运动控制模块，其包括放大驱动电路，与所述微控制器连接，用于将微控制器的控制信号转换为功率信号；以及

电机，与所述运动控制模块连接，用于接收所述运动控制模块的功率信号，以完成相应的动作。

4.根据权利要求2所述的柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统，其中，所述电容数据采集及控制电路还包括：供电模块，其包括稳压电路，用于为所述电容数据采集及控制电路的微控制器提供工作电源。

5.根据权利要求2所述的柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统，其中，所述微控制器通过SPI同步串口发送控制命令给电容信号采集芯片，电容信号采集芯片接收并依据所述控制命令进行电容信号的采集工作。

6.根据权利要求5所述的柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统，其中，所述电容信号采集芯片采用AD7147采集芯片，所述微控制器采用PIC16F1526芯片。

7.根据权利要求1所述的柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统，还包括：上位机，与所述微控制器连接，接收该微控制器发送的电容数据，用以实时显示并存储。

8.根据权利要求1所述的柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统，其中，所述柔性电容型应力传感器，包括：上电极；下电极，与所述上电极相对设置；电介质层，位于所述上、下电极之间；以及封装层。

9.根据权利要求8所述的柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统，其中，所述电介质层的材质为柔性材料；

优选的，所示电介质层的材质为硅橡胶，厚度为0.3mm～1mm。

10.根据权利要求8所述的柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统，其中，所述电极包括柔性衬底及位于柔性衬底上的导电性材料；

优选的，所述柔性衬底的材质为聚酯或聚酰亚胺；所述导电性材料为金、银或铜；所述封装层的材质为硅橡胶。

11.一种机械手，其包括权利要求1至10中任一项所述的柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统。

12.根据权利要求11所述的机械手，其中，

所述柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统的工作模式包括：抓握模式和释放模式，以对机械手进行抓握和释放的动作控制；

所述柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统的工作参数包括：抓握力度、抓握速度、传感器最大设定值、释放力度和释放程度，根据抓握力度、抓握速度控制所述机械手进行抓握和释放，根据传感器最大值控制所述机械手抓握动作停止；在获得释放命令后，机械手根据释放力度、释放程度参数释放被抓取物，从而将被抓取物可控释放。

13.一种机器人，其包括权利要求1至10中任一项所述的柔性电容型应力传感器信号采集及控制系统和/或权利要求11或12所述的机械手。

14.一种柔性电容型应力传感器信号采集及控制方法，包括：

柔性电容型应力传感器获取应力信号并将所受应力信号转化为电容信号；以及

电容数据采集及控制电路接收柔性电容型应力传感器发送的电容信号并实时输出控制信号。

15.根据权利要求14所述的柔性电容型应力传感器信号采集及控制方法，其中，电容数据采集及控制电路接收柔性电容型应力传感器发送的电容信号并实时输出控制信号包括：

采集开始时，微控制器将控制命令发送至电容信号采集芯片，设定电容信号采集芯片的工作模式及参数；

电容信号采集芯片接收微控制器的控制命令，在设定的工作模式及参数状态下采集柔性电容型应力传感器的电容信号；

采集完成时，电容信号采集芯片向微控制器发送采集完成信号，即中断请求，微控制器响应中断请求后，向电容信号采集芯片发出读取命令；

电容信号采集芯片接收读取命令，向微控制器发送采集结果；以及

微控制器，接收所述采集结果，同时根据接收到的采集结果调整输出控制信号。

16.根据权利要求14或15所述的柔性电容型应力传感器信号采集及控制方法，其中，

系统的模式包括：抓握模式和释放模式，以对被抓取物进行抓握和释放的动作控制；

系统的工作参数包括：抓握力度、抓握速度、传感器最大设定值、释放力度、释放程度；

根据抓握力度、抓握速度控制抓握动作，在达到设定的传感器最大设定值时，抓握动作停止；在获得释放命令后，根据释放力度、释放程度参数释放被抓取物，从而将被抓取物可控释放。

17.根据权利要求14或15所述的柔性电容型应力传感器信号采集及控制方法，其中，电容数据采集及控制电路接收柔性电容型应力传感器发送的电容信号并实时输出控制信号还包括：

运动控制模块接收微控制器的控制信号，并将其转换为功率信号；

以及，电机接收所述运动控制模块的功率信号，并完成相应的动作。

18.根据权利要求17所述的柔性电容型应力传感器信号采集及控制方法，其中，电机接收所述运动控制模块的功率信号，并完成相应的动作，具体为：

根据电机控制命令合成控制字，根据控制字控制运动模块改变电机供电方向，并且对微控制器内部的PWM模块写入相应的控制参数改变电机供电的电压从而改变电机转动力矩，从而决定所述动作。