CN114993532A - 一种柔性触觉传感器及其加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔性触觉传感器及其加工装置，涉及柔性触觉传感器技术领域，其技术方案要点包括：封装层，设置于基层上，其内部开设有两个T型通槽，用于凝胶流入基层和封装层之间的缝隙处；加固机构，设置于基层的底部，用于基层和封装层之间的加固；包括通孔，所述通孔开设于基层上，且通孔与T型通槽连通，所述通孔内滑动连接有位移块，所述位移块的两侧均设置有凸起，且凸起进入T型通槽内，使基层与封装层之间固定，通过推动固定杆，使位移块上的凸起卡接进入T型通槽内，使基层与封装层之间卡接，使柔性触觉传感器的边缘处进行加固，避免出现各层之间的分层，以提高其贴合度，增加在操作传感器时的灵敏度。

Description

一种柔性触觉传感器及其加工装置
技术领域
本发明涉及柔性触觉传感器技术领域，更具体地说，它涉及一种柔性触觉传感器及其加工装置。
背景技术
随着人类生活的进步，触觉传感器在很多方面都有了广泛的应用，尤其是可穿戴设备、仿生机器人、医疗护理等领域。随着人工智能技术的发展，对人机交互的要求越来越高，要求机器人能够准确感知人的动作意图，而触觉传感器是机器人感知人体动作的媒介，主要用来感知机器人受到的外力。
在医疗领域中，将柔性触觉传感器穿戴在患者的身上，增加患者受伤部位的触觉，帮助患者进行康复。其中，当柔性触觉传感器穿戴于人体关节活动处时，由于柔性触觉传感器内各电极层之间通过硅凝胶进行粘接，处于柔性触觉传感器边缘处的各层易出现分层，影响之间的贴合度，使其在操作中灵敏度受到影响。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种柔性触觉传感器及其加工装置。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
包括：
基层；
封装层，设置于基层上，其内部开设有两个T型通槽，用于凝胶流入基层和封装层之间的缝隙处；
加固机构，设置于基层的底部，用于基层和封装层之间的加固；
包括通孔，所述通孔开设于基层上，且通孔与T型通槽连通，所述通孔内滑动连接有位移块，所述位移块的两侧均设置有凸起，且凸起进入T型通槽内，使基层与封装层之间固定；
固定杆，固定连接在位移块上，且用于连接外部固定绳，使基层接触于人体皮肤上。
优选地，所述封装层内均开设有注胶孔，且注胶孔延伸至所述基层与封装层之间的连接处，通过注入凝胶，用于对两者之间进行加固。
优选地，所述注胶孔与T型通槽连通，当所述位移块滑动中，使T型通槽内的凝胶，推流至通孔内，并流入所述基层和封装层的连接处。
优选地，所述基层的底部开设有弧形面，用于接触于人体皮肤上，实现柔性触觉传感器的穿戴。
一种柔性触觉传感器的加工装置，用于所述的一种柔性触觉传感器，所述柔性触觉传感器的加工装置包括用于涂覆凝胶的涂覆滚筒和支架，所述涂覆滚筒内开设有空腔，且涂覆滚筒的外表面均开设有圆孔，且圆孔延伸至所述空腔内，所述空腔内部的两侧转动连接有连接管，所述连接管的一端贯穿所述空腔并延伸至所述涂覆滚筒的外部，所述连接管延伸至所述涂覆滚筒外部的一端固定于支架上，且连接管的另一端贯穿所述涂覆滚筒并延伸至涂覆滚筒外部的另一端设置有收集组件。
优选地，所述收集组件包括盒体，所述盒体的内部设置有处理泵，所述处理泵的进料口与连接管连通，且处理泵的出料口贯穿所述盒体并延伸至盒体的外部。
优选地，所述连接管的外表面连通有吸料头，当所述圆孔处于敞开状态时，通过所述涂覆滚筒接触凝胶，使吸料头对多余的凝胶进行吸取。
优选地，所述涂覆滚筒的两侧均开设有弧形槽，所述弧形槽与所述空腔连通，且两个弧形槽相对的一侧之间滑动连接有轴体，所述轴体的外表面固定连接有用于对圆孔进行密封的弧形滑动板。
优选地，所述轴体的两端贯穿两个弧形槽并延伸至所述弧形槽的外部，且弧形滑动板滑动连接于所述空腔的内壁上。
优选地，所述空腔内部的两侧均设置有磁铁片，用于对所述弧形滑动板进行吸附限位。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
(1)通过推动固定杆，使位移块上的凸起卡接进入T型通槽内，使基层与封装层之间卡接，使柔性触觉传感器的边缘处进行加固，避免出现各层之间的分层，以提高其贴合度，增加在操作传感器时的灵敏度；
(2)通过T型通槽与凸起之间的卡接，将T型通槽内的凝胶推入通孔内，且流入基层与封装层连接处，将多余的凝胶进行粘接，从而提高粘接的牢固性，避免出现传感器的分层；
(3)通过设置的涂覆滚筒，能够对封装层进行涂覆凝胶时，使凝胶进行摊平覆盖，之后当凝胶量在封装层表面剩余时，通过推动轴体，使其在弧形槽内滑动，并带动弧形滑动板进行滑动，失去对圆孔11的密封，之后通过处理泵的运行，使其对剩余的凝胶进行吸取再利用，避免剩余的凝胶溢出，造成一定的污染，同时也节约了资源的浪费。
附图说明
图1为本发明一种柔性触觉传感器的结构示意图；
图2为本发明一种柔性触觉传感器中基层的底部结构示意图；
图3为图2所示基层的底部结构示意图；
图4为图3所示位移块的结构示意图；
图5为本发明一种柔性触觉传感器的剖视示意图；
图6为本发明一种柔性触觉传感器的加工装置结构示意图；
图7为本发明一种柔性触觉传感器的加工装置的剖视示意图；
图8为图7所示涂覆滚筒的侧视结构示意图；
图9为图7所示弧形滑动板的结构示意图。
1、基层；2、封装层；3、T型通槽；4、加固机构；41、通孔；42、位移块；43、凸起；5、固定杆；6、注胶孔；7、弧形面；8、涂覆滚筒；9、支架；10、空腔；11、圆孔；12、连接管；13、收集组件；131、盒体；132、处理泵；14、吸料头；15、弧形槽；16、轴体；17、弧形滑动板；18、磁铁片。
具体实施方式
参照图1至图5对本发明一种柔性触觉传感器及其加工装置实施例做进一步说明。
一种柔性触觉传感器，包括：
基层1；
封装层2，设置于基层1上，其内部开设有两个T型通槽3，用于凝胶流入基层1和封装层2之间的缝隙处；
请再次参阅图1和图5，T型通槽3的右侧与注胶孔连通，使凝胶可以在位移块42滑动中，通过与T型通槽3之间的卡接，使固定杆5在受到向下的拉动力时，此时基层1与封装层2之间卡接牢固。同时，T型通槽3内凝胶流入，避免造成T型通槽3内凝胶量较多，使其从封装层2的外边缘处溢出，不仅造成凝胶的浪费，且出现一定的污染。基层1内设置有仿指纹形微流道结构以及波浪形微流道结构，且两者的内部都充满有液态金属，通过液态金属引出电信号进行柔性触觉力检测；其中，传感器通过仿指纹形微流道结构所在部位测量穿戴部位表面受下压的压力数据；传感器通过波浪形微流道结构6所在部位测量穿戴部位表面弯曲数据。
加固机构4，设置于基层1的底部，用于基层1和封装层2之间的加固；
包括通孔41，所述通孔41开设于基层1上，且通孔41与T型通槽3连通，所述通孔41内滑动连接有位移块42，所述位移块42的两侧均设置有凸起43，且凸起43进入T型通槽3内，使基层1与封装层2之间固定；
请再次参阅图4，当凸起43失去限位后，在T型通槽3内弹出，并与其卡接。凸起43的材质橡胶，可以进行挤压以及回弹。当进行卡接后，此时凸起43无法从T型通槽3内滑出，通过拉动固定杆5，使传感器贴合在人体皮肤上，同时，在拉动中，使基层1与封装层2之间固定贴合，避免外边缘处各层的分离。
固定杆5，固定连接在位移块42上，且用于连接外部固定绳，使基层1接触于人体皮肤上。
所述封装层2内均开设有注胶孔6，且注胶孔6延伸至所述基层1与封装层2之间的连接处，通过注入凝胶，用于对两者之间进行加固；
请再次参阅图1和图5，开设的注胶孔6，能够将凝胶注入基层1和封装层2的连接处，随着凝胶的进入，从而对两者进行粘接固定，使其贴合。
所述注胶孔6与T型通槽3连通，当所述位移块42滑动中，使T型通槽3内的凝胶，推流至通孔41内，并流入所述基层1和封装层2的连接处。
所述基层1的底部开设有弧形面7，用于接触于人体皮肤上，实现柔性触觉传感器的穿戴。
请参阅图6－图9，一种柔性触觉传感器的加工装置，用于所述的一种柔性触觉传感器，所述柔性触觉传感器的加工装置包括用于涂覆凝胶的涂覆滚筒8和支架9，所述涂覆滚筒8内开设有空腔10，且涂覆滚筒8的外表面均开设有圆孔11，且圆孔11延伸至所述空腔10内，所述空腔10内部的两侧转动连接有连接管12，所述连接管12的一端贯穿所述空腔10并延伸至所述涂覆滚筒8的外部，所述连接管12延伸至所述涂覆滚筒8外部的一端固定于支架9上，且连接管12的另一端贯穿所述涂覆滚筒8并延伸至涂覆滚筒8外部的另一端设置有收集组件13；
请再次参阅图7，当涂覆滚筒8在封装层2上进行涂覆时，此时圆孔11处于闭合状态，涂覆的凝胶不会进入到涂覆滚筒8内，然而，当封装层2上涂覆的凝胶量剩余时，此时无法进行回收再利用，之后通过打开圆孔11，使涂覆滚筒8在滚动的过程中，对剩余的凝胶进行回收。
所述收集组件13包括盒体131，所述盒体131的内部设置有处理泵132，所述处理泵132的进料口与连接管12连通，且处理泵132的出料口贯穿所述盒体131并延伸至盒体131的外部；
请再次参阅图8，处理泵132与外部的电源以及控制开关进行连接。设置的处理泵132，能够将多余的凝胶进行吸取，之后通过连接管12的输送，从而进入处理泵132中，最后从出料口喷出，从而进行收集再利用。
所述连接管12的外表面连通有吸料头14，当所述圆孔11处于敞开状态时，通过所述涂覆滚筒8接触凝胶，使吸料头14对多余的凝胶进行吸取。
所述涂覆滚筒8的两侧均开设有弧形槽15，所述弧形槽15与所述空腔10连通，且两个弧形槽15相对的一侧之间滑动连接有轴体16，所述轴体16的外表面固定连接有用于对圆孔11进行密封的弧形滑动板17；
请再次参阅图6－图9，当需要对圆孔11进行闭合时，通过推动轴体16，使弧形滑动板17进行滑动，之后在滑动过程中，对圆孔11进行密封，使涂覆滚筒8仅用来涂覆。
所述轴体16的两端贯穿两个弧形槽15并延伸至所述弧形槽15的外部，且弧形滑动板17滑动连接于所述空腔10的内壁上。
所述空腔10内部的两侧均设置有磁铁片18，用于对所述弧形滑动板17进行吸附限位；
请再次参阅图7，当弧形滑动板17在此状态下，圆孔11处于敞开状态，通过吸料头14的吸取，能够将凝胶进行吸取，同时，磁铁片18与弧形滑动板17之间磁性吸附，对弧形滑动板17进行限位，避免涂覆滚筒8在滚动下，使弧形滑动板17位移，进而影响对凝胶的吸取。
工作原理：
步骤一：对传感器中各层进行粘接时，通过在封装层2中开设的T型通槽3以及注胶孔6，将粘接用的硅凝胶流入基层1和封装层2连接处，使两者进行粘接固定，接着推动固定杆5，使位移块42在通孔41内滑动，且直至滑动到T型通槽3内，并通过凸起43的回弹，使其从位移块42内弹出，之后进入到T型通槽3内卡接；
步骤二：其中，当位移块42滑动过程中，推动T型通槽3内的硅凝胶，使其将多余的胶，推动流入到注胶孔6内，并流入到连接处进行粘接；
步骤三：在对封装层2上的凝胶进行涂覆时，使涂覆滚筒8在滚动的过程中，推动凝胶进行摊平，使其覆盖在封装层2表面，从而通过注胶孔6进入，其中，当凝胶量在封装层2上造成剩余时，通过推动轴体16，使弧形滑动板17在空腔10内滑动，且直至对圆孔11被打开，此时，启动处理泵132，使吸料头14对涂覆滚筒8表面上的凝胶进行吸取，之后通过连接管12的输送，从处理泵132的出料口喷出，使操作人员进行收集再利用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种柔性触觉传感器，其特征在于，包括：
基层(1)；
封装层(2)，设置于基层(1)上，其内部开设有两个T型通槽(3)，用于凝胶流入基层(1)和封装层(2)之间的缝隙处；
加固机构(4)，设置于基层(1)的底部，用于基层(1)和封装层(2)之间的加固；
包括通孔(41)，所述通孔(41)开设于基层(1)上，且通孔(41)与T型通槽(3)连通，所述通孔(41)内滑动连接有位移块(42)，所述位移块(42)的两侧均设置有凸起(43)，且凸起(43)进入T型通槽(3)内，使基层(1)与封装层(2)之间固定；
固定杆(5)，固定连接在位移块(42)上，且用于连接外部固定绳，使基层(1)接触于人体皮肤上。
2.根据权利要求1所述的一种柔性触觉传感器，其特征在于，所述封装层(2)内均开设有注胶孔(6)，且注胶孔(6)延伸至所述基层(1)与封装层(2)之间的连接处，通过注入凝胶，用于对两者之间进行加固。
3.根据权利要求2所述的一种柔性触觉传感器，其特征在于，所述注胶孔(6)与T型通槽(3)连通，当所述位移块(42)滑动中，使T型通槽(3)内的凝胶，推流至通孔(41)内，并流入所述基层(1)和封装层(2)的连接处。
4.根据权利要求3所述的一种柔性触觉传感器，其特征在于，所述基层(1)的底部开设有弧形面(7)，用于接触于人体皮肤上，实现柔性触觉传感器的穿戴。
5.一种柔性触觉传感器的加工装置，用于权利要求4所述的一种柔性触觉传感器，其特征在于，所述柔性触觉传感器的加工装置包括用于涂覆凝胶的涂覆滚筒(8)和支架(9)，所述涂覆滚筒(8)内开设有空腔(10)，且涂覆滚筒(8)的外表面均开设有圆孔(11)，且圆孔(11)延伸至所述空腔(10)内，所述空腔(10)内部的两侧转动连接有连接管(12)，所述连接管(12)的一端贯穿所述空腔(10)并延伸至所述涂覆滚筒(8)的外部，所述连接管(12)延伸至所述涂覆滚筒(8)外部的一端固定于支架(9)上，且连接管(12)的另一端贯穿所述涂覆滚筒(8)并延伸至涂覆滚筒(8)外部的另一端设置有收集组件(13)。
6.根据权利要求5所述的一种柔性触觉传感器的加工装置，其特征在于，所述收集组件(13)包括盒体(131)，所述盒体(131)的内部设置有处理泵(132)，所述处理泵(132)的进料口与连接管(12)连通，且处理泵(132)的出料口贯穿所述盒体(131)并延伸至盒体(131)的外部。
7.根据权利要求5所述的一种柔性触觉传感器的加工装置，其特征在于，所述连接管(12)的外表面连通有吸料头(14)，当所述圆孔(11)处于敞开状态时，通过所述涂覆滚筒(8)接触凝胶，使吸料头(14)对多余的凝胶进行吸取。
8.根据权利要求5所述的一种柔性触觉传感器的加工装置，其特征在于，所述涂覆滚筒(8)的两侧均开设有弧形槽(15)，所述弧形槽(15)与所述空腔(10)连通，且两个弧形槽(15)相对的一侧之间滑动连接有轴体(16)，所述轴体(16)的外表面固定连接有用于对圆孔(11)进行密封的弧形滑动板(17)。
9.根据权利要求8所述的一种柔性触觉传感器的加工装置，其特征在于，所述轴体(16)的两端贯穿两个弧形槽(15)并延伸至所述弧形槽(15)的外部，且弧形滑动板(17)滑动连接于所述空腔(10)的内壁上。
10.根据权利要求9所述的一种柔性触觉传感器的加工装置，其特征在于，所述空腔(10)内部的两侧均设置有磁铁片(18)，用于对所述弧形滑动板(17)进行吸附限位。
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