CN109029800A - 一种新型电子触觉皮肤 - Google Patents
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Abstract
一种新型电子触觉皮肤，其特征在于：所述电子触觉皮肤由硅胶、石墨烯以及碳纳米管组成，所述硅胶、石墨烯及碳纳米管的质量比为90‑110:0.5‑1.5:1‑6，所述电子触觉皮肤的厚度为0.3‑1mm，所述硅胶、石墨烯及碳纳米管的质量比为100:1:4，所述电子触觉皮肤的厚度为0.5mm。本发明可以在与物体接触之后短时间内输出有效信号，检测到接触，大幅降低电子皮肤的成本，提高其感触精度，提高机械臂的安全性，提高灵敏度且不会产生假信号。
Description
技术领域
本发明涉及电子材料技术领域，具体涉及一种新型电子触觉皮肤。
背景技术
机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器，一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。在当代工业中，机器人指能自动执行任务的人造机器装置，用以取代或协助人类工作。一直以来，由机械组成的机器人给人的感觉是比较冰冷和尖锐的，也容易伤害人的。因此，一些科研机构想到了给机器人装上一种比较柔软的皮肤。2015年10月，迪斯尼研究中心(Disney Research)展示了一种机器人皮肤，这种皮肤很柔软，在抓取一些易碎的物体时不会造成任何损坏。然而，这种皮肤大多出于保护与机器人直接接触的物体或人体的安全考虑，感应灵敏度较差。
机器人在实际使用过程中，有时候需要检测机器人是否受到碰触，然后对碰触事件做出反应。例如，机器人的手臂在挥动过程中，碰到障碍物，如果此时机器人不能感知到碰撞，继续运动的话，就有损伤的可能。现有技术中，常见的碰触检测方式两种，分别为基于电容薄膜结构的检测和力敏材料检测。其中，前者的检测是在导体触碰或人体触碰的情况下才能产生信号，实现检测，而非导体则无法检测到。后者通过传感器变形检测电阻变化来判断是否有物体触碰。然而，两种检测方式的灵敏感应度相对较低，倘若压力小，传感器不会发生变形，从而无法感知碰触，即触碰信号的产生需基于一定力度，以及所用材料昂贵，成本高。
发明内容
本发明针对上述指出的问题，提供一种新型电子触觉皮肤，灵敏度高，可以在与物体接触之后短时间内输出有效信号，检测到接触，大幅降低电子皮肤的成本，提高其感触精度，提高机械臂的安全性。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种新型电子触觉皮肤，其特征在于：所述电子触觉皮肤由硅胶、石墨烯以及碳纳米管组成，所述硅胶、石墨烯及碳纳米管的质量比为 90-110:0.5-1.5:1-6，所述电子触觉皮肤的厚度为0.3-1mm。
作为优选，所述硅胶、石墨烯及碳纳米管的质量比为100:1:4。
作为优选，所述电子触觉皮肤的厚度为0.5mm。
有益效果
本发明的有益效果：可以在与物体接触之后短时间内输出有效信号，检测到接触，大幅降低电子皮肤的成本，提高其感触精度，提高机械臂的安全性，提高灵敏度且不会产生假信号。
具体实施方式
一种新型电子触觉皮肤，由硅胶、石墨烯以及碳纳米管组成。三种材料之间的质量比为90-110硅胶：0.5-1.5石墨烯：1-6碳纳米管。所述电子触觉皮肤的厚度为0.3-1mm。最优选的质量比为100硅胶： 1石墨烯：4碳纳米管，通过各材料的充分混合，并倒入模具中形成新型电子触觉皮肤，其厚度为0.5mm。
将石墨烯和碳纳米管以1:4的比例混合并掺杂到硅胶内之后，硅胶将具有导电性，并且导电性能和内部碳材料的接触程度有关，电阻随碳材料的接触力度变化而变化。当有外力施加时内部电阻发生变化，通过检测电信号，可以迅速检测到皮肤与其它物体的接触。
本发明可以在与物体接触之后短时间内输出有效信号，检测到接触，大幅降低电子皮肤的成本，提高其感触精度，提高机械臂的安全性；提高灵敏度且不会产生假信号。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种新型电子触觉皮肤，其特征在于：所述电子触觉皮肤由硅胶、石墨烯以及碳纳米管组成，所述硅胶、石墨烯及碳纳米管的质量比为90-110:0.5-1.5:1-6，所述电子触觉皮肤的厚度为0.3-1mm。
2.根据权利要求1所述的新型电子触觉皮肤，其特征在于：所述硅胶、石墨烯及碳纳米管的质量比为100:1:4。
3.根据权利要求1所述的新型电子触觉皮肤，其特征在于：所述电子触觉皮肤的厚度为0.5mm。
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