CN113340518A - 按压式触觉传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及传感器的技术领域，提供了一种按压式触觉传感器，包括：衬底、设置在衬底上的光传输通道、具有容置腔的箱体、封盖、光发射器，以及光接收器、弹性膜、第一透光膜，以及第二透光膜；箱体上开设有与容置腔连通的开口，封盖覆盖在开口上；封盖上开设有与容置腔连通的第一通孔，箱体上开设有与容置腔连通且位于光传输通道上的第二通孔，箱体上开设有与容置腔连通且位于光传输通道上的第三通孔；弹性膜覆盖在第一通孔上，第一透光膜覆盖在第二通孔上，第二透光膜覆盖在第三通孔上；第一透光膜为弹性材料制成的一体件。用户通过光接收器所接收到预定光束的改变即可获知封盖上的弹性膜是否被按压。

Description

按压式触觉传感器

技术领域

本发明属于传感器的技术领域，更具体地说，是涉及一种按压式触觉传感器。

背景技术

随着各领域智能化水平的不断提高，越来越多的智能化设备走入人们的工作和生活之中，这导致人-机-环境三者之间的交互越发频繁。在智能假肢、虚拟现实、遥操作、健康监测、分拣抓取等领域中，触觉信息是反映、评价智能设备交互行为的主要数据之一。为了提高触觉传感的灵敏性与准确性，使其具有与生物皮肤相似的触觉感知性能，近年来触觉传感器不断朝着阵列式与柔性化方向发展，从而使其能够更好地顺应外部安装与接触环境，实现对接触力、接触位置、接触表面刚度与纹理特征等触觉信息的灵敏检测。

柔性触觉传感器的根据其感知机理主要包括：压阻式(如液态金属、金属纳米线、石墨烯、碳纳米管等)、压电式(如聚二甲基硅氧烷薄膜压力传感器等)、电容式(如摩擦电传感等)、气压式、光导式与电磁式等。目前大多数柔性触觉传感器尚还存在生产工艺复杂和性能不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种按压式触觉传感器，以解决现有技术中存在的触觉传感器存在生产工艺复杂和性能不稳定的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种按压式触觉传感器包括：衬底、设置在衬底上的光传输通道、具有容置腔的箱体、封盖、朝所述光传输通道内发射预定光束的光发射器、用于接收所述光发射器发出光束的光接收器、弹性膜、第一透光膜，以及第二透光膜；所述箱体上开设有与所述容置腔连通的开口，所述封盖覆盖在所述开口上；所述封盖上开设有与所述容置腔连通的第一通孔，所述箱体上开设有与所述容置腔连通且位于所述光传输通道上的第二通孔，所述箱体上开设有与所述容置腔连通且位于所述光传输通道上的第三通孔；所述弹性膜覆盖在所述第一通孔上，所述第一透光膜覆盖在所述第二通孔上，所述第二透光膜覆盖在所述第三通孔上；所述第一透光膜为弹性材料制成的一体件。

进一步地，所述容置腔内填充有可供预定光束穿过的预定液体。

进一步地，所述预定液体为水或硅油。

进一步地，所述光传输通道为设置在所述衬底上的凹槽，所述箱体插设在所述凹槽内。

进一步地，所述第二透光膜为刚性膜。

进一步地，还包括：柔性按压层和设置在所述柔性按压层上的凸起部；所述凸起部插设在所述第一通孔内。

进一步地，所述凸起部、所述箱体、所述弹性膜、所述第一透光膜，以及所述第二透光膜的数量分别为多个；多个所述凸起部、多个所述箱体、多个所述弹性膜、多个所述第一透光膜，以及多个所述第二透光膜分别一一对应；多个所述凸起部呈矩阵排列。

进一步地，所述柔性按压层和所述衬底分别覆盖有遮光层。

本发明还提供了一种按压式触觉传感器的制造方法，包括：

S1：预备衬底、具有容置腔的箱体、封盖、光发射器、光接收器、弹性膜、第一透光膜，以及第二透光膜；其中，所述箱体上开设有与所述容置腔连通的开口，所述封盖覆盖在所述开口上，所述封盖上开设有与所述容置腔连通的第一通孔，所述箱体上开设有与所述容置腔连通的第二通孔，所述箱体上开设有与所述容置腔连通的第三通孔；所述第一透光膜为弹性材料制成的一体件；

S2：在衬底上形成光传输通道；将光发射器和光接收安装在所述衬底上，且光发射器发出的预定光束经过光传输通道后到达光接收器；

S3：将所述弹性膜覆盖在所述第一通孔上，将所述第一透光膜覆盖在所述第二通孔上，将所述第二透光膜覆盖在所述第三通孔上；

S4：将箱体安装衬底上；所述第二通孔位于所述光传输通道上，所述第三通孔位于所述光传输通道上。

进一步地，在所述容置腔内填充可供预定光束穿过的预定液体。

本发明提供的按压式触觉传感器的有益效果在于：与现有技术相比，本发明提供的按压式触觉传感器，箱体设置在衬底上，箱体上具有容置腔，箱体上开设有开口，开口上覆盖有封盖以形成密封容置腔；衬底上设置光传输通道、光发射器和光接收器，光发射器发射出的预定光束途径光传输通道后到达光接收器；封盖上开设有与容置腔连通第一通孔，箱体上开设有与容置腔连通第二通孔，箱体上开设有与容置腔连通第三通孔；第一通孔上覆盖有弹性膜，第二通孔上覆盖有第一透光膜，第三通孔上覆盖有第二透光膜，其中，第一透光膜为弹性材料制成的一体件；使得用户如果按压弹性膜，弹性膜则会挤压容置腔，容置腔内的气压或液压发生变化后会使具有弹性的第一透光膜发生形变并向容置腔外侧突出形成凸透镜状；由于第二通孔和第三通孔分别位于光传输通道上，使得预定光束穿过覆盖第二通孔的第一透光膜和覆盖第三通孔的第二透光膜；当第一透光膜发生形变时，穿过第一透光膜的预定光束的状态会发生改变，发生改变后的预定光束到达光接收器后，光接收器所接收到的预定光束也会发生改变，用户通过光接收器所接收到预定光束的改变即可获知封盖上的弹性膜是否被按压；结构简单，性能可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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为本发明实施例提供的光发射器和光接收器的安装示意图；

图2为本发明实施例提供的按压式触觉传感器的分解示意图；

图3为本发明实施例提供的柔性按压层的剖面示意图；

图4为本发明实施例提供的封盖的剖面示意图；

图5为图4中A处放大示意图；

图6为本发明实施例提供的箱体的剖面示意图；

图7为图6中B处放大示意图；

图8为图6中C处放大示意图；

图9为本发明实施例提供的衬底的剖面示意图；

图10为本发明实施例提供的凸起部向下挤压弹性膜前(此时，用户没有按压柔性按压层)的剖面示意图；

图11为本发明实施例提供的凸起部向下挤压弹性膜后(此时，用户按压柔性按压层以使凸起部将弹性膜向容置腔内凹陷，且第一透光膜朝容置腔外侧突出形成凸透镜状)的剖面示意图。

其中，图中各附图标记：

1-衬底；11-光传输通道；12-第一安装孔；13-第二安装孔；21-箱体；211-第二通孔；212-第三通孔；213-开口；22-封盖；221-第一通孔；23-容置腔；31-弹性膜；32-第一透光膜；33-第二透光膜；41-柔性按压层；42-凸起部；43-第三安装孔；44-第四安装孔；51-光发射器；52-光接收器。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图11，现对本发明提供的按压式触觉传感器进行说明。按压式触觉传感器包括：衬底1、设置在衬底1上的光传输通道11、具有容置腔23的箱体21、封盖22、朝光传输通道11内发射预定光束的光发射器51、用于接收光发射器51发出光束的光接收器52、弹性膜31、第一透光膜32，以及第二透光膜33；箱体21上开设有与容置腔23连通的开口213，封盖22覆盖在开口213上；封盖22上开设有与容置腔23连通的第一通孔221，箱体21上开设有与容置腔23连通且位于光传输通道11上的第二通孔211，箱体21上开设有与容置腔23连通且位于光传输通道11上的第三通孔212；弹性膜31覆盖在第一通孔221上，第一透光膜32覆盖在第二通孔211上，第二透光膜33覆盖在第三通孔212上；第一透光膜32为弹性材料制成的一体件。

如此，箱体21设置在衬底1上，箱体21上具有容置腔23，箱体21上开设有开口213，开口213上覆盖有封盖22以密封容置腔23；衬底1上设置光传输通道11、光发射器51和光接收器52；光发射器51发射出的预定光束途径光传输通道11后到达光接收器52；封盖22上开设有与容置腔23连通第一通孔221，箱体21上开设有与容置腔23连通第二通孔211，箱体21上开设有与容置腔23连通第三通孔212；第一通孔221上覆盖有弹性膜31，第二通孔211上覆盖有第一透光膜32，第三通孔212上覆盖有第二透光膜33，其中，第一透光膜32为弹性材料制成的一体件；使得用户如果按压弹性膜31，弹性膜31则会挤压容置腔23(此处，与容置腔23连通的第一通孔221被弹性膜31封住，与容置腔23连通的第二通孔211被第一透光膜32封住，与容置腔23连通的第三通孔212被第二透光膜33封住)，容置腔23内的气压或液压(在一个实施例中，容置腔23可以填充气体或液体)发生变化后会使具有弹性的第一透光膜32发生形变并向容置腔23外侧突出形成凸透镜状；由于第二通孔211和第三通孔212分别位于光传输通道11上，使得预定光束穿过覆盖第二通孔211的第一透光膜32和覆盖第三通孔212的第二透光膜33；当第一透光膜32发生形变时，穿过第一透光膜32的预定光束的状态会发生改变(改变可以是预定光束聚焦(第一透光膜32向容置腔23外侧突出形成凸透镜状后，预定光束聚焦状态)或偏转)，发生改变后的预定光束到达光接收器52后，光接收器52所接收到的预定光束也会发生改变(比如由于预定光束发生聚焦或偏转，造成光接收器52接收到的预定光束光强减小或增大)，用户通过光接收器52所接收到预定光束的改变即可获知封盖22上的弹性膜31是否被按压；结构简单，性能可靠。

在一个实施例中，光发射器51发出的光束可以是可见光、红外光，或紫外光中任意一种。在一个实施例中，光发射器51为LED。在一个实施例中，光发射器51发出的光束为平行光。

在一个实施例中，光发射器51通过液态硅胶粘接在衬底1上。

在一个实施例中，柔性按压层41上开设有第三安装孔43，光发射器51插设在第三安装孔43内。

在一个实施例中，柔性按压层41上开设有第四安装孔44，光接收器52插设在第四安装孔44内。

在一个实施例中，光接收器52可以是光电二极管、光电三极管、光敏电阻或光感材料中任意一种。

在一个实施例中，光接收器52通过液态硅胶粘接在衬底1上。

在一个实施例中，箱体21采用柔性材料制成。

在一个实施例中，封盖22采用柔性材料制成。

在一个实施例中，第二通孔211为圆孔。如此，覆盖在第二通孔211上的第一透光膜32，往容置腔23外侧突出时容易形成球面的凸透镜状。

在一个实施例中，第三通孔212为矩形孔。如此，便于预定光束发生聚焦或偏转后能够在矩形孔的长宽方向调节。

在一个实施例中，弹性膜31贴设在封盖22的内侧表面上。如此，减少外部对弹性膜31的干扰。

在一个实施例中，第一透光膜32贴设在容置腔23的内侧表面上。如此，减少外部对第一透光膜32的干扰。

在一个实施例中，第二透光膜33贴设在容置腔23的内侧表面上。如此，减少外部对第二透光膜33的干扰。

在一个实施例中，第一透光膜32为聚二甲基硅氧烷弹性薄膜。如此，透光性能好，容易形变。

在一个实施例中，第二透光膜33为聚氯乙烯树脂薄片。如此，透光性能好，刚性好，不容易形变。

在一个实施例中，光传输通道11为一个供预定光束经过的空间。在一个实施例中，光传输通道11为开设在衬底1上的凹槽。在一个实施例中，凹槽的数量为多条，多条凹槽分别在在直线方向延伸；且凹槽与凹槽之间交汇形成多个十字型的交汇空间，箱体21外表面的横截面呈十字型，且箱体21卡设在交汇空间内。如此，箱体21与衬底1之间不容易相会移动，且箱体21位于两个光传输通道11的交汇处，使得弹性膜31被按压的情况下，两个光传输通道11都会发生变化，便于用户判断弹性膜31是否被按压。

在一个实施例中，每个箱体21上分别设置有两个第二通孔211和两个第三通孔212，每个箱体21对应两个光传输通道11；其中一个光传输通道11穿过一个第二通孔211和一个第三通孔212，另一个光传输通道11穿过另一个第二通孔211和另一个第三通孔212。如此，用户按压弹性膜31能够同时引起两个第二通孔211上的第一透光膜32发生形变，同时影响两个光传输通道11内的光束，便于用户从任意一个光传输通道11来判断弹性膜31被按压的状态。在一个实施例中，两个光传输通道11相互垂直；如此，避免两个光传输通道11内的光束相关干扰。

在一个实施例中，衬底1上设置有第一安装孔12，第一安装孔12与光传输通道11连通，光发射器51安装在第一安装孔12内。如此，安装光发射器51非常方便。

在一个实施例中，衬底1上设置有第二安装孔13，第二安装孔13与光传输通道11连通，光接收器52安装在第二安装孔13内。如此，安装光接收器52非常方便。

在一个实施例中，柔性按压层41为第一柔弹性材料制成。第一柔弹性材料包括但不限于：硅胶(Silicone Rubber)或热塑性聚氨酯弹性体橡胶(Thermoplasticpolyurethanes)。

在一个实施例中，柔性变焦透镜模块(在一个实施例中，柔性变焦透镜模块包括箱体21、封盖22、弹性膜31，以及第一透光膜32)为第二柔弹性材料制成。第二柔弹性材料包括但不限于：硅胶(Silicone Rubber)或热塑性聚氨酯弹性体橡胶(Thermoplasticpolyurethanes)。

在一个实施例中，衬底1为第三柔弹性材料制成。第三柔弹性材料包括但不限于：硅胶(Silicone Rubber)或热塑性聚氨酯弹性体橡胶(Thermoplastic polyurethanes)。

在一个实施例中，弹性膜31为第一高透光率弹性薄膜。在一个实施例中，第一高透光率弹性薄膜包括但不限于：聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane)弹性薄膜或聚丙烯酸酯(Polyacrylate)薄膜。在一个实施例中，弹性膜31采用透光材料制成的薄膜，避免弹性膜31发生形变的过程中，假如出现预定光束遇到弹性膜31的情况，减少弹性膜31对预定光束的影响。

在一个实施例中，第一透光膜32为第二高透光率弹性薄膜。在一个实施例中，第二高透光率弹性薄膜包括但不限于：聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane)弹性薄膜或聚丙烯酸酯(Polyacrylate)薄膜。

在一个实施例中，第二透光膜33为刚性高透射率薄片，起到透光和支撑作用，在一个实施例中，刚性高透射率薄片包括但不限于：有机玻璃(Polymeric MethylMethacrylate)或聚氯乙烯树脂(Polyvinyl chloride)。

进一步地，请参阅图1至图11，作为本发明提供的按压式触觉传感器的一种具体实施方式，容置腔23内填充有可供预定光束穿过的预定液体。如此，预定液体填充在容置腔23内，使得弹性膜31被按压时，由于预定液体难以被压缩，因此被挤压的预定液体很容易推动第一透光膜32并引起第一透光膜32发生形变(比如第一透光膜32朝容置腔23外侧凸起)；另外，预定液体可以供预定光束穿过，避免预定液体阻挡了预定光束。

进一步地，请参阅图1至图11，作为本发明提供的按压式触觉传感器的一种具体实施方式，预定液体为水或硅油。

进一步地，请参阅图1至图11，作为本发明提供的按压式触觉传感器的一种具体实施方式，光传输通道11为设置在衬底1上的凹槽，箱体21插设在凹槽内。如此，箱体21卡设在凹槽内即可对箱体21进行定位，非常方便。

进一步地，请参阅图1至图11，作为本发明提供的按压式触觉传感器的一种具体实施方式，第二透光膜33为刚性膜(此处，“刚性膜”的“刚”是相对于第一透光膜32的柔软度；假定第一透光膜32的硬度为第一硬度，第二透光膜33的硬度为第二硬度，第二硬度大于第一硬度)。如此，避免弹性膜31挤压容置腔23内空间时引起第二透光膜33发生过大形变。

进一步地，请参阅图1至图11，作为本发明提供的按压式触觉传感器的一种具体实施方式，还包括：柔性按压层41和设置在柔性按压层41上的凸起部42；凸起部42插设在第一通孔221内。如此，用户挤压柔性按压层41即可推动位于柔性按压层41上的凸起部42移动，插设在第一通孔221内的凸起部42移动后即可推动覆盖第一通孔221的弹性膜31发生形变以挤压容置腔23内空间。

在一个实施例中，柔性按压层41上设置有定位柱，衬底1上设置有定位孔。如此，定位柱插设在定位孔内即可将柔性按压层41更牢固固定在衬底1上。

进一步地，请参阅图1至图11，作为本发明提供的按压式触觉传感器的一种具体实施方式，凸起部42、箱体21、弹性膜31、第一透光膜32，以及第二透光膜33的数量分别为多个；多个凸起部42、多个箱体21、多个弹性膜31、多个第一透光膜32，以及多个第二透光膜33分别一一对应；多个凸起部42呈矩阵排列。如此，多个凸起部42可以形成一个阵列，便于用户与不同的凸起部42接触时都可以改变预定光束的状态。

进一步地，请参阅图1至图11，作为本发明提供的按压式触觉传感器的一种具体实施方式，柔性按压层41和衬底1分别覆盖有遮光层。如此，避免外部光线对柔性按压层41和衬底1之间的预定光束发生干扰。

在一个实施例中，遮光层为涂布的遮光材料。在一个实施例中，遮光层为黑色。

请参阅图1至图11，本发明还提供了一种按压式触觉传感器的制造方法，包括：

S1：预备衬底1、具有容置腔23的箱体21、封盖22、光发射器51、光接收器52、弹性膜31、第一透光膜32，以及第二透光膜33；其中，箱体21上开设有与容置腔23连通的开口213，封盖22覆盖在开口213上，封盖22上开设有与容置腔23连通的第一通孔221，箱体21上开设有与容置腔23连通的第二通孔211，箱体21上开设有与容置腔23连通的第三通孔212；第一透光膜32为弹性材料制成的一体件；S2：在衬底1上形成光传输通道11；将光发射器51和光接收安装在衬底1上，且光发射器51发出的预定光束经过光传输通道11后到达光接收器52；S3：将弹性膜31覆盖在第一通孔221上，将第一透光膜32覆盖在第二通孔211上，将第二透光膜33覆盖在第三通孔212上；S4：将箱体21安装衬底1上；第二通孔211位于光传输通道11上，第三通孔212位于光传输通道11上。

如此，箱体21设置在衬底1上，箱体21上具有容置腔23，箱体21上开设有开口213，开口213上覆盖有封盖22以形成密封容置腔23；衬底1上设置光传输通道11、光发射器51和光接收器52，光发射器51发射出的预定光束途径光传输通道11后到达光接收器52；封盖22上开设有与容置腔23连通第一通孔221，箱体21上开设有与容置腔23连通第二通孔211，箱体21上开设有与容置腔23连通第三通孔212；第一通孔221上覆盖有弹性膜31，第二通孔211上覆盖有第一透光膜32，第三通孔212上覆盖有第二透光膜33，其中，第一透光膜32为弹性材料制成的一体件；使得用户如果按压弹性膜31，弹性膜31则会挤压容置腔23(此处，与容置腔23连通的第一通孔221被弹性膜31封住，与容置腔23连通的第二通孔211被第一透光膜32封住，与容置腔23连通的第三通孔212被第二透光膜33封住)，容置腔23内的气压或液压(在一个实施例中，容置腔23可以填充气体或液体)发生变化后会使具有弹性的第一透光膜32发生形变并向容置腔23外侧突出形成凸透镜状；由于第二通孔211和第三通孔212分别位于光传输通道11上，使得预定光束穿过覆盖第二通孔211的第一透光膜32和覆盖第三通孔212的第二透光膜33；当第一透光膜32发生形变时，穿过第一透光膜32的预定光束的状态会发生改变(改变可以是预定光束聚焦(第一透光膜32向容置腔23外侧突出形成凸透镜状后，预定光束聚焦状态)或偏转)，发生改变后的预定光束到达光接收器52后，光接收器52所接收到的预定光束也会发生改变(比如由于预定光束发生聚焦或偏转，造成光接收器52接收到的预定光束光强减小或增大)，用户通过光接收器52所接收到预定光束的改变即可获知封盖22上的弹性膜31是否被按压；结构简单，性能可靠。

在一个实施例中，S01：分别设计、制作的柔性按压层41、柔性变焦透镜模块(在一个实施例中，柔性变焦透镜模块包括箱体21、封盖22、弹性膜31、第一透光膜32，以及第二透光膜33)以及柔性衬底1所需模具；S02：将液态柔弹性材料(在一个实施例中，液态柔弹性材料选用液态硅胶，且需要说明的是，根据不同功能层的功能特点，其所采用的液态硅胶硬度亦有所不同，其中柔性按压层41以及柔性衬底1采用低硬度液态硅胶(在一个实施例中，硅胶采用Smooth-on Ecoflex型硅胶))，柔性变焦透镜模块的箱体21采用高硬度液态硅胶(本实施例为Smooth-on Ecoflex，常用液态硅胶型号)(此处需要说明的是，高硬度液态硅胶和低硬度液态硅胶中的“高”和“低”，只是用于描述“高硬度液态硅胶”和“低硬度液态硅胶”之间硬度的对比；比如，高硬度液态硅胶的硬度为第一硬度，低硬度液态硅胶的硬度为第二硬度，第一硬度大于第二硬度；如此，衬底1相对柔性变焦透镜模块更难形变，避免衬底1型变量过大影响柔性变焦透镜模块的稳定性)倒入所制作的模具中，通过脱泡(脱泡：去掉气泡，避免气泡影响硅胶弹性，和避免气泡影响硅胶朝不同方向形变的一致性)及加热固化(其中，加热过程中增强硅胶流动性，便于成型；固化后即可获得所需形状)处理，待其完全固化后，脱模得到的柔性按压层41、柔性变焦透镜模块以及柔性衬底1的本体；S03：将弹性膜31贴设在封盖22的内表面上并封住第一通孔221，将第一透光膜32贴设在容置腔23内壁上并封住第二通孔211，将第二透光膜33贴设在容置腔23内壁上并封住第三通孔212(在一个实施例中，弹性膜31为聚二甲基硅氧烷弹性薄膜。在一个实施例中，第一透光膜32为聚二甲基硅氧烷弹性薄膜。在一个实施例中，第二透光膜33为聚氯乙烯树脂薄片)；最后，将高透射率溶液(此处，高透射率中的“高”是至大于水折射率)填充到柔性容腔中，然后将其与封盖22胶接密封(本实施例中采用硅胶粘接剂进行胶接)箱体21，进而得到的柔性变焦透镜模块(在一个实施例中，基于步骤S03，根据传感器触点数量需求，进而制备相应数量的柔性变焦透镜模块)；S04：将全遮光材料(比如黑色涂料或油漆)分别覆盖于的柔性按压层41和柔性衬底1的内外表面；S05：将制备所得的柔性变焦透镜模块依次嵌入放置于柔性衬底1上表面的阵列式安装凹槽中，然后同样利用硅胶粘接剂将各柔性变焦透镜模块其与凹槽内壁进行胶接固联；S06：将对应数量的光发射器51和光接收器52依次嵌入到柔性衬底1侧表面所开的光发射器51和光接收器52的安装孔中；其中，光发射器51对箱体21上第二通孔211(在一个实施例中，第二通孔211为圆形)中心进行放置，光接收器52对箱体21上第三通孔212(在一个实施例中，第三通孔212为矩形)中心进行放置；S07：将的柔性按压层41下表面的定位柱插入的柔性衬底1上表面的定位孔中，直至柔性按压层41下表面与柔性衬底1上表面完全贴合；然后，利用硅胶粘接剂对其进行胶接，进而得到本发明所提出的按压式触觉传感器。

进一步地，请参阅图1至图11，作为本发明提供的按压式触觉传感器的一种具体实施方式，在容置腔23内填充可供预定光束穿过的预定液体。如此，预定液体填充在容置腔23内，使得弹性膜31被按压时，由于预定液体难以被压缩，因此被挤压的预定液体很容易推动第一弹性膜31并引起第一弹性膜31发生形变(比如第一弹性膜31朝容置腔23外侧凸起)；另外，预定液体可以供预定光束穿过，避免预定液体阻挡了预定光束。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.按压式触觉传感器，其特征在于，包括：衬底、设置在衬底上的光传输通道、具有容置腔的箱体、封盖、朝所述光传输通道内发射预定光束的光发射器、用于接收所述光发射器发出光束的光接收器、弹性膜、第一透光膜，以及第二透光膜；所述箱体上开设有与所述容置腔连通的开口，所述封盖覆盖在所述开口上；所述封盖上开设有与所述容置腔连通的第一通孔，所述箱体上开设有与所述容置腔连通且位于所述光传输通道上的第二通孔，所述箱体上开设有与所述容置腔连通且位于所述光传输通道上的第三通孔；所述弹性膜覆盖在所述第一通孔上，所述第一透光膜覆盖在所述第二通孔上，所述第二透光膜覆盖在所述第三通孔上；所述第一透光膜为弹性材料制成的一体件。

2.如权利要求1所述的按压式触觉传感器，其特征在于，所述容置腔内填充有可供预定光束穿过的预定液体。

3.如权利要求2所述的按压式触觉传感器，其特征在于，所述预定液体为水或硅油。

4.如权利要求1所述的按压式触觉传感器，其特征在于，所述光传输通道为设置在所述衬底上的凹槽，所述箱体插设在所述凹槽内。

5.如权利要求1所述的按压式触觉传感器，其特征在于，所述第二透光膜为刚性膜。

6.如权利要求1至5任一项所述的按压式触觉传感器，其特征在于，还包括：柔性按压层和设置在所述柔性按压层上的凸起部；所述凸起部插设在所述第一通孔内。

7.如权利要求6所述的按压式触觉传感器，其特征在于，所述凸起部、所述箱体、所述弹性膜、所述第一透光膜，以及所述第二透光膜的数量分别为多个；多个所述凸起部、多个所述箱体、多个所述弹性膜、多个所述第一透光膜，以及多个所述第二透光膜分别一一对应；多个所述凸起部呈矩阵排列。

8.如权利要求6所述的按压式触觉传感器，其特征在于，所述柔性按压层和所述衬底分别覆盖有遮光层。

9.按压式触觉传感器的制造方法，其特征在于，包括：

S1：预备衬底、具有容置腔的箱体、封盖、光发射器、光接收器、弹性膜、第一透光膜，以及第二透光膜；其中，所述箱体上开设有与所述容置腔连通的开口，所述封盖覆盖在所述开口上，所述封盖上开设有与所述容置腔连通的第一通孔，所述箱体上开设有与所述容置腔连通的第二通孔，所述箱体上开设有与所述容置腔连通的第三通孔；所述第一透光膜为弹性材料制成的一体件；

S2：在衬底上形成光传输通道；将光发射器和光接收安装在所述衬底上，且光发射器发出的预定光束经过光传输通道后到达光接收器；

S3：将所述弹性膜覆盖在所述第一通孔上，将所述第一透光膜覆盖在所述第二通孔上，将所述第二透光膜覆盖在所述第三通孔上；

S4：将箱体安装衬底上；所述第二通孔位于所述光传输通道上，所述第三通孔位于所述光传输通道上。

10.如权利要求9所述的按压式触觉传感器的制造方法，其特征在于，在所述容置腔内填充可供预定光束穿过的预定液体。

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