CN116265885A - 触觉传感器、触碰事件的检测方法、感知设备及机器人 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种触觉传感器、触碰事件的检测方法、感知设备及机器人，属于传感器设计领域。所述触觉传感器包括：传感单元(21)、弹性体支撑外壳(22)和底座(23)；传感单元(21)设置于弹性体支撑外壳(22)和底座(23)围合而成的内腔中；传感单元(21)包括至少两个光源(211)、光电探测器(212)和反射器(213)，光电探测器(212)设置于底座(23)上，至少两个光源(211)在底座(23)上环绕设置在光电探测器(212)的周围，反射器设置于弹性体支撑外壳(22)的内腔顶部。本申请通过采用多个光源和一个光电探测器的组合方式，减少了光电探测器的使用数量，使得触觉传感器体积减小。

Description

触觉传感器、触碰事件的检测方法、感知设备及机器人
技术领域
本申请实施例涉及传感器设计领域，特别涉及一种触觉传感器、触碰事件的检测方法、感知设备及机器人。
背景技术
随着机器人技术的发展和广泛的应用，机器人不但需要完成设定的机械运动，还需要感知和外界环境之间的接触力。因此，通常将触觉传感器与机器人相结合。
相关技术中，基于光学的位移传感器通过每套设置多个光电探测器(PhotoDetector，PD)和单个光源来检测光的强度分布，从而推导出位移传感器的传感表面的位移，进而计算出位移传感器所承受的力的大小和方向。
但是，传统的基于光学的位移传感器设置多个PD，PD本身体积较大且每个PD都对应有专用的放大电路，使得基于光学的位移传感器占用较大的空间并且成本更高。
发明内容
本申请提供了一种触觉传感器、触碰事件的检测方法、感知设备及机器人，该触觉传感器体积较小、容易构建且可以降低成本。所述技术方案如下：
根据本申请的一方面，提供了一种触觉传感器，所述触觉传感器包括：传感单元、弹性体支撑外壳和底座；
所述传感单元设置于所述弹性体支撑外壳和所述底座围合而成的内腔中；
所述传感单元包括至少两个光源、光电探测器和反射器，所述光电探测器设置于所述底座上，所述至少两个光源在所述底座上环绕设置在所述光电探测器的周围，所述反射器设置于所述弹性体支撑外壳的内腔顶部。
根据本申请的一方面，提供了一种触觉传感器，所述触觉传感器包括：传感单元、弹性体支撑外壳和底座；
所述传感单元设置于所述弹性体支撑外壳和所述底座围合而成的内腔中；
所述传感单元包括至少两个光源和光电探测器，所述光电探测器设置在所述弹性体支撑外壳的内腔顶部，且所述光电探测器在所述底座上的投影位置位于所述底座上，所述至少两个光源在所述底座上环绕设置在所述光电探测器的投影位置的周围。
根据本申请的一方面，提供了一种用触觉传感器的制备方法，所述方法包括：
在所述底座上固定所述光电探测器，将所述至少两个光源环绕固定于所述光电探测器的周围；
在所述弹性体支撑外壳的内腔顶部固定所述反射器；
将所述弹性体支撑外壳密封固定在所述底座上，以使得所述传感单元密封于所述弹性体支撑外壳的内腔中。
根据本申请的一方面，提供了一种用触觉传感器的制备方法，所述方法包括：
在所述弹性体支撑外壳的内腔顶部固定所述光电探测器；
将所述至少两个光源固定于所述光电探测器在所述底座上的投影位置的周围；
将所述弹性体支撑外壳密封设置在所述底座上，以使得所述传感单元密封于所述弹性体支撑外壳的内腔中。
根据本申请的另一方面，提供了一种触碰事件的检测方法，所述检测方法包括：
获取所述触觉传感器中所述光电探测器测得的光照强度；
根据所述光照强度，测量所述触觉传感器承受的力的大小和方向中的至少一种。
根据本申请的另一方面，提供了一种电子皮肤，所述电子皮肤包括：
所述电子皮肤的表面覆盖有触觉传感器阵列，所述触觉传感器阵列包括至少两个上述的触觉传感器。
根据本申请的另一方面，提供了一种机器人，所述机器人包括：
所述机器人表面预设位置处覆盖有上述的触觉传感器，或，如上述的电子皮肤。
根据本申请的另一方面，提供了一种感知设备，所述感知设备包括：
控制器和触觉传感器，所述触觉传感器包括至少一个上述的触觉传感器，所述控制器连接所述触觉传感器并执行以实现如上述的触碰事件的检测方法。
根据本申请的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现如上方面所述的触碰事件的检测方法。
本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
通过将光电探测器设置于底座上，将至少两个光源环绕设置于底座上光电探测器的周围，且将反射器设置于弹性体支撑外壳的内腔顶部。本申请中的触觉传感器采用一个光电探测器和多个光源的组合方式，通过减少光电探测器的使用数量，使得触觉传感器体积减小且成本更低，同时，光电探测器数量的减少，则光电探测器专用的读取电路相应减少，使得触觉传感器更加的简单且测量速度更快。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感系统的结构示意图；
图2是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器的结构示意图；
图3是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器测量光照强度示意图；
图4是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器在承受沿X轴正方向作用力时光电探测器测量反射光的光照强度的示意图；
图5是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器在承受沿Y轴正方向作用力时光电探测器测量反射光的光照强度的示意图；
图6是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器在承受沿Z轴正方向作用力时光电探测器测量反射光的光照强度的示意图；
图7是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器在承受绕X轴旋转的作用力时光电探测器测量反射光的光照强度的示意图；
图8是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器在承受绕Y轴旋转的作用力时光电探测器测量反射光的光照强度的示意图；
图9是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器在承受绕Z轴旋转的作用力时光电探测器测量反射光的光照强度的示意图；
图10是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器的结构示意图；
图11是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器的结构示意图；
图12是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器的结构示意图；
图13是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器在承受沿X轴正方向作用力时光电探测器测量反射光的光照强度的示意图；
图14是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器在承受沿Y轴正方向作用力时光电探测器测量反射光的光照强度的示意图；
图15是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器在承受沿Z轴正方向作用力时光电探测器测量反射光的光照强度的示意图；
图16是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器在承受绕X轴旋转的作用力时光电探测器测量反射光的光照强度的示意图；
图17是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器在承受绕Y轴旋转的作用力时光电探测器测量反射光的光照强度的示意图；
图18是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器在承受绕Z轴旋转的作用力时光电探测器测量反射光的光照强度的示意图；
图19是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器的制备方法的流程图；
图20是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器的结构示意图；
图21是本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器的制备方法的流程图；
图22是本申请一个示例性实施例提供的触碰事件的检测方法的流程图；
图23是本申请一个示例性实施例提供的触碰事件中力的检测方法的流程图；
图24是本申请一个示例性实施例提供的触碰事件中力的检测方法的流程图；
图25是本申请一个示例性实施例提供的触碰事件中力的检测方法的流程图；
图26是本申请一个示例性实施例提供的电子皮肤的示意图；
图27是本申请一个示例性实施例提供的感知设备的结构示意图；
图28是本申请一个示例性实施例提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
图1示出了本申请一个示例性实施例提供的触觉传感系统的结构示意图，该触觉传感系统100包括智能机器人10、触觉传感器101、触觉传感器102、触觉传感器103和触觉传感器104，多个触觉传感器贴附在智能机器人10上，如图1的(a)所示，本申请实施例提供的触觉传感器是柔性的，可贴附在智能机器人10外表面上，形成“电子皮肤”，被贴附的智能机器人10外表面可以是任意形状的，如球体、半球体、圆柱体、不规则形状等等，示意性的，如图1的(a)所示，触觉传感器101贴附在智能机器人10的头部、触觉传感器102贴附在智能机器人的胸部、触觉传感器103贴附在智能机器人的腹部、触觉传感器104贴附在智能机器人的手臂。
触觉传感器还可贴附在智能机器人的机械手11上，如图1的(b)所示，触觉传感器105贴附在机械手11的手指上，通过机械手11与目标物体接触，可提供力矩反馈，从而确定抓取该目标物体的手势以及抓取该目标物体需要多大的力。如机械手11抓取的物体106是球体，机械手11使用如图1的(b)所示的手势抓取物体106。可选地，触觉传感器105可贴附与手指的指尖部位、指节部位、手掌部位或整个手部，本申请对此不作限定。
图2示出了本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器的剖面结构示意图。该触觉传感器包括：传感单元21、弹性体支撑外壳22和底座23。
传感单元21设置于弹性体支撑外壳22和底座23围合而成的内腔中。
传感单元21包括至少两个光源211、光电探测器212和反射器213，光电探测器212设置于底座23上，至少两个光源211在底座23上环绕设置在光电探测器212的周围，反射器21设置于弹性体支撑外壳22的内腔顶部。
可选地，反射器213是反射板、反射块、反射贴膜中的至少一种，但不限于此，本申请实施例对此不作限定。
在一种可能的实现方式中，传感单元21包括八个光源211。光电探测器212设置于底座23上，八个光源211在底座23上对称环绕设置在光电探测器212的周围。
图3示出了本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器测量光照强度的示意图。图3中圆圈用以表示八个光源211的光照范围，方框用以表示弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213。八个光源211分别为光源a、光源b、光源c、光源d、光源e、光源f、光源g、光源h，八个光源211在底座23上环绕设置在光电探测器212的周围。光源a和光源b设置于y轴的正半轴两侧，光源c和光源d设置于x轴的正半轴两侧，光源e和光源f设置于y轴的负半轴两侧，光源g和光源h设置于x轴的负半轴两侧。其中，光源a为第一正y轴光源，光源b为第二正y轴光源；光源c为第一正x轴光源，光源d为第二正x轴光源；光源e为第一负y轴光源，光源f为第二负y轴光源；光源g为第一负x轴光源，光源h为第二负x轴光源。
示例性地，在弹性体支撑外壳22上施加作用力时，弹性体支撑外壳22的上表面发生偏移，从而带动弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213发生偏移，进一步导致光电探测器212接收到的反射光的光照强度发生变化。依次控制光源211的通断，光电探测器212测量每个光源211的反射光的光照强度，通过计算每个光源211的反射光的光照强度变化，计算出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213的位移，进而得出该触觉传感器所承受力的大小和方向。
在触觉传感器承受平移方向上的作用力时，例如，在触觉传感器承受沿X轴平移方向上的作用力时，弹性体支撑外壳22的上表面发生偏移，从而带动弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿X轴方向发生偏移，进一步导致光电探测器212接收到的反射光的光照强度发生变化。依次控制光源c和光源h的通断，光电探测器212测量光源c和光源h的反射光的光照强度，通过计算每个光源c和光源h的反射光的光照强度的变化值，计算出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿X轴方向的位移，进而得出该触觉传感器所承受力的大小和方向。
在触觉传感器承受旋转方向上的作用力时，例如，在触觉传感器承受绕X轴旋转方向上的作用力时，弹性体支撑外壳22的上表面发生旋转，从而带动弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213绕X轴方向发生旋转，进一步导致光电探测器212接收到的反射光的光照强度发生变化。依次控制光源g和光源h的通断，光电探测器212测量光源g和光源h的反射光的光照强度，通过计算每个光源g和光源h的反射光的光照强度的变化值，计算出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213绕X轴旋转方向的位移或角度，进而得出该触觉传感器所承受力的大小和方向。
综上所述，本实施例提供的触觉传感器通过采用多个光源和一个光电探测器的组合方式，通过减少光电探测器的使用数量，使得触觉传感器体积减小，同时，光电探测器数量的减少，则光电探测器专用的读取电路相应减少，使得触觉传感器更加的简单且测量速度更快。
在触觉传感器承受平移方向上的作用力时，触觉传感器测量平移方向上正、负半轴对应光源的反射光的光照强度，通过计算平移方向上正、负半轴对应光源的反射光的光照强度的变化值，实现触觉传感器所承受平移方向作用力的大小和方向的感测。
在触觉传感器承受旋转方向上的作用力时，触觉传感器测量旋转轴两侧光源的反射光的光照强度，通过计算旋转轴两侧光源的反射光的光照强度的变化值，实现触觉传感器所承受旋转方向作用力的大小和方向的感测。
本实施例提供的触觉传感器通过多个光源和一个光电探测器测量各个光源的反射光的光照强度，实现了对平移方向、旋转方向等六自由度上的力的大小和方向的感测。
基于图2中的可选实施例，下面对触觉传感器测量平移方向和旋转方向上的力进行详细说明。
示例性地，图4示出了触觉传感器在承受沿X轴平移方向作用力时光电探测器测量反射光的光照强度的示意图。
在该触觉传感器承受沿X轴平移方向的作用力的情况下，弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿着X轴方向发生位移，导致光电探测器212所测得的光源c和光源d的反射光的综合光照强度增加，而光电探测器212所测得的光源h和光源g的反射光的综合光照强度减小。
示例性地，在该触觉传感器承受沿X轴的作用力的情况下，接通正x轴光源，在正x轴光源处于接通状态下，获取光电探测器测量得到的正x轴光源的光照强度；接通负x轴光源，在负x轴光源处于接通状态下，获取光电探测器测量得到的负x轴光源的光照强度；其中，第一差值是指光电探测器212测量正x轴光源得到的光照强度与光电探测器212测量负x轴光源得到的光照强度之间的差值。第一映射关系是指触觉传感器承受的平移方向的力的大小和方向，与光电探测器测量的光照强度变化值之间的对应关系。
例如，在该触觉传感器承受沿X轴的作用力的情况下，首先打开光源c和光源d，利用光电探测器212测量光源c和光源d的反射光的综合光照强度(λc+λd)；接着，关闭光源c和光源d，打开光源h和光源g，利用光电探测器212测量光源h和光源g的反射光的综合光照强度(λh+λg)；通过对比(λc+λd)与(λh+λg)之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿X轴产生的位移，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小和方向。例如，在该触觉传感器承受沿X轴的作用力的情况下，计算触觉传感器反射器213沿X轴产生的位移transx与光电探测器212测量的光照强度的对应关系可表示为：
Figure BDA0003417949890000081
式中，λc用以表示光电探测器测得的光源c的反射光的光照强度；λd用以表示光电探测器测得的光源d的反射光的光照强度；λh用以表示光电探测器测得的光源h的反射光的光照强度；λg用以表示光电探测器测得的光源g的反射光的光照强度。
可以理解的是，在测量X轴上力的大小和方向时，可以选择光源c、光源d的反射光的综合光照强度，与光源h、光源g的反射光的综合光照强度来进行测量，可选地，综合光照强度是光源c、光源d的反射光的平均光照强度、光源c、光源d的反射光的光照强度总和、光源c、光源d的反射光的光照强度的加权值中的至少一种，本申请实施例对此不作限定。或，在测量X轴上力的大小和方向时，可以选择X轴上的两个光源进行测量，比如，光源c和光源h，或，光源d和光源g，或，光源c和光源g，但不限于此，本申请实施例对此不作限定。
即，在测量光源c和光源h的情况下，触觉传感器反射器213沿X轴产生的位移transx与光电探测器212测量的光照强度的对应关系可表示为：
Figure BDA0003417949890000082
在测量光源d和光源g的情况下，触觉传感器反射器213沿X轴产生的位移transx与光电探测器212测量的光照强度的对应关系可表示为：
Figure BDA0003417949890000091
在测量光源c和光源g的情况下，触觉传感器反射器213沿X轴产生的位移transx与光电探测器212测量的光照强度的对应关系可表示为：
Figure BDA0003417949890000092
示例性地，表1示出了触觉传感器承受的平移方向的力的大小和方向，与光电探测器测量的光照强度变化值之间的对应关系，即第一映射关系对照表。如表1所示，在触觉传感器承受的平移方向的力的情况下，分别测量特定位置的光源的反射光的光照强度，或，测量全部光源的反射光的光照强度，例如，在触觉传感器承受的平移方向的作用力的情况下，测量全部光源的反射光的光照强度，测量后得出，光源c、光源h、光源e、光源b对应的光照强度分别为X1、X2、X3、X4，通过触觉传感器反射器213沿X轴产生的位移transx与光电探测器212测量的光照强度的对应关系，可得到，弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿X轴产生的平移位移为Y1，弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿X轴产生的平移位移为Y2；进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力沿X轴为3N，弹性体支撑外壳22所施加作用力沿Y轴为5N，最后得出：触觉传感器承受的平移方向的力的大小为5N和方向为与X轴正方向呈45°的方向。
表1第一映射关系对照表
Figure BDA0003417949890000093
示例性地，图5示出了触觉传感器在承受沿Y轴正方向作用力时光电探测器测量反射光的光照强度的示意图。在该触觉传感器承受沿Y轴的作用力的情况下，弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿着Y轴方向发生偏移，导致光电探测器212所测得的光源a和光源b的反射光的综合光照强度增加，而光电探测器212所测得的光源f和光源e的反射光的综合光照强度减小。
在该触觉传感器承受沿Y轴平移方向的作用力的情况下，接通正y轴光源，在正y轴光源处于接通状态下，获取光电探测器212测量得到的正y轴光源的光照强度；接通负y轴光源，在负y轴光源处于接通状态下，获取光电探测器212测量得到的负y轴光源的光照强度；根据第二差值及第一映射关系得到触碰事件中的触觉传感器承受的沿y轴平移方向的力的大小和方向；其中，第二差值是指光电探测器212测量正y轴光源得到的光照强度与光电探测器212测量负y轴光源得到的光照强度之间的差值。
例如，首先打开光源a和光源b，利用光电探测器212测量光源a和光源b的反射光的综合光照强度(λa+λb)；接着，关闭光源a和光源b，打开光源e和光源f，利用光电探测器212测量光源e和光源f的反射光的综合光照强度(λe+λf)；通过对比(λa+λb)与(λe+λf)之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿Y轴产生的位移，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小。例如，在触觉传感器承受沿Y轴平移方向的作用力的情况下，计算触觉传感器的反射器沿Y轴产生的位移transy与光电探测器212测量的光照强度的对应关系可表示为：
Figure BDA0003417949890000101
式中，λa用以表示光电探测器测得的光源a的反射光的光照强度；λb用以表示光电探测器测得的光源b的反射光的光照强度；λe用以表示光电探测器测得的光源e的反射光的光照强度；λf用以表示光电探测器测得的光源f的反射光的光照强度。
可以理解的是，在测量Y轴力的大小和方向时，可以选择Y轴上两个光源进行测量，比如，光源a和光源f，或，光源a和光源e，或，光源b和光源f，或，光源b和光源e，但不限于此，本申请实施例对此不作限定。
图6示出了触觉传感器在承受沿Z轴正方向作用力时光电探测器212测量反射光的光照强度的示意图。在该触觉传感器承受沿Z轴的作用力的情况下，弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿着Z轴方向发生位移，导致光电探测器212所测得的光源a至光源h的反射光的光照强度均减小。
在该触觉传感器承受沿Z轴平移方向的作用力的情况下，获取光电探测器212在第i时刻测量第一目标光源得到的光照强度，和光电探测器212在第i+1时刻测量第一目标光源得到的光照强度，第一目标光源是指光源中的至少一个。根据第三差值及第一映射关系得到触碰事件中的触觉传感器承受的沿z轴平移方向的力的大小和方向；其中，第三差值是指光电探测器212在第i时刻测量第一目标光源得到的光照强度与光电探测器第i+1时刻测量第一目标光源得到的光照强度之间的差值。
例如，在测量沿Z轴上力的大小和方向时，可以选择至少一个光源进行反射光的光照强度测量，比如，仅选择光源c进行测量，获取光源c在触觉传感器承受沿Z轴正方向作用力之前对应的反射光的光照强度，在触觉传感器承受沿Z轴正方向作用力之后，测量光源c的反射光的光照强度，通过对比前后两次测量的光源c的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿Z轴产生的位移，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小。例如，在触觉传感器承受沿z轴平移方向的作用力的情况下，计算触觉传感器的反射器沿z轴产生的位移transz与光电探测器212测量的光照强度的对应关系可表示为：
Figure BDA0003417949890000111
式中，λc1用以表示光电探测器测得的第i时刻光源c的反射光的光照强度；λc2用以表示光电探测器测得的第i+1时刻光源c的反射光的光照强度。
图7示出了触觉传感器在承受绕X轴旋转的作用力时光电探测器测量反射光的光照强度的示意图。
在该触觉传感器承受绕X轴旋转的作用力的情况下，即，在该触觉传感器承受绕X轴的扭矩的情况下，弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿绕着X轴发生旋转，导致光电探测器212所测得的光源g和光源d的反射光的综合光照强度增加，而光电探测器212所测得的光源h和光源c的反射光的综合光照强度减小。
在该触觉传感器承受绕X轴的旋转方向的力的情况下，接通第一x轴光源，在第一x轴光源处于接通状态下，获取光电探测器212测量得到的第一x轴光源的光照强度；接通第二x轴光源，在第二x轴光源处于接通状态下，获取光电探测器212测量得到的第二x轴光源的光照强度。
根据第四差值及第二映射关系得到触碰事件中的所述触觉传感器承受的绕x轴旋转方向的力的大小和方向。
其中，第四差值是指光电探测器212测量第一x轴光源得到的光照强度与光电探测器212测量第二x轴光源得到的光照强度之间的差值。第一x轴光源包括第一正x轴光源，第二x轴光源包括第二正x轴光源；或者，第一x轴光源包括第一负x轴光源，第二x轴光源包括第二负x轴光源；或者，第一x轴光源包括第一正x轴光源和第二负x轴光源，第二x轴光源包括第二正x轴光源和第一负x轴光源。
例如，在该触觉传感器承受绕X轴的旋转方向作用力的情况下，首先打开光源g和光源d，利用光电探测器212测量光源g和光源d的反射光的综合光照强度(λg+λd)；接着，关闭光源g和光源d，打开光源h和光源c，利用光电探测器212测量光源h和光源c的反射光的综合光照强度(λh+λc)；通过对比(λg+λd)与(λh+λc)之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213绕X轴产生的旋转位移或角度，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小。例如，在该触觉传感器承受绕X轴的扭矩的情况下，计算触觉传感器反射器213绕X轴旋转产生的位移revolx与光电探测器212测量的光照强度的对应关系可可表示为：
Figure BDA0003417949890000121
式中，λc用以表示光电探测器测得的光源c的反射光的光照强度；λd用以表示光电探测器测得的光源d的反射光的光照强度；λh用以表示光电探测器测得的光源h的反射光的光照强度；λg用以表示光电探测器测得的光源g的反射光的光照强度。
可以理解的是，在测量绕X轴的扭矩的大小和方向时，可以选择X轴两侧的至少两个光源进行测量，比如，光源g和光源h，或，光源d和光源c，但不限于此，本申请实施例对此不作限定。
示例性地，表2示出了触觉传感器承受的旋转方向的力的大小和方向，与光电探测器测量的光照强度变化值之间的对应关系，即第二映射关系对照表。如表2所示，在触觉传感器承受的旋转方向的力的情况下，分别测量特定位置的光源的反射光的光照强度，或，测量全部光源的反射光的光照强度，例如，在触觉传感器承受的旋转方向的作用力的情况下，测量特定位置的光源的反射光的光照强度，测量后得出，光源g、光源h对应的光照强度分别为X1、X2，通过触觉传感器反射器213沿X轴产生的旋转位移transx与光电探测器212测量的光照强度的对应关系，可得到，弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿X轴产生的旋转位移为Y1；进而得出触觉传感器承受的平移方向的力的大小为aN和方向为与X轴顺时针方向。
表2第二映射关系对照表
Figure BDA0003417949890000131
示例性地，图8示出了触觉传感器在承受绕Y轴旋转方向的作用力时光电探测器测量反射光的光照强度的示意图。在该触觉传感器承受绕Y轴旋转的作用力的情况下，弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213绕Y轴发生旋转，导致光电探测器212所测得的光源a和光源f的综合光照强度增加，而光电探测器212所测得的光源b和光源e的综合光照强度减小。
在该触觉传感器承受绕y轴的旋转方向的力的情况下，接通第一y轴光源，在第一y轴光源处于接通状态下，获取光电探测器212测量得到的第一y轴光源的光照强度；接通第二y轴光源，在第二y轴光源处于接通状态下，获取光电探测器212测量得到的第二y轴光源的光照强度。
根据第五差值及第二映射关系得到触碰事件中的所述触觉传感器承受的绕x轴旋转方向的力的大小和方向。
其中，第五差值是指光电探测器212测量第一y轴光源得到的光照强度与光电探测器212测量第二y轴光源得到的光照强度之间的差值。第一y轴光源包括第一正y轴光源，第二y轴光源包括第二正y轴光源；或者，第一y轴光源包括第一负y轴光源，第二y轴光源包括第二负y轴光源；或者，第一y轴光源包括第一正y轴光源和第二负y轴光源，第二y轴光源包括第二正y轴光源和第一负y轴光源。
例如，首先打开光源a和光源f，利用光电探测器212测量光源a和光源f的反射光的综合光照强度(λa+λf)；接着，关闭光源a和光源f，打开光源e和光源b，利用光电探测器212测量光源e和光源b的反射光的综合光照强度(λe+λb)；通过对比(λa+λf)与(λe+λb)之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213绕Y轴产生的旋转位移或角度，进而得出在弹性体支撑外壳所施加作用力的大小。例如，在触觉传感器承受绕y轴旋转方向的作用力的情况下，计算触觉传感器的反射器213绕Y轴旋转产生的位移revoly与光电探测器212测量的光照强度的对应关系可表示为：
Figure BDA0003417949890000141
式中，λa用以表示光电探测器测得的光源a的反射光的光照强度；λb用以表示光电探测器测得的光源b的反射光的光照强度；λe用以表示光电探测器测得的光源e的反射光的光照强度；λf用以表示光电探测器测得的光源f的反射光的光照强度。
可以理解的是，在测量绕Y轴的扭矩的大小和方向时，可以选择Y轴两侧的至少两个光源进行测量，比如，光源a和光源b，或，光源a和光源e，或，光源b和光源f，或，光源f和光源e，但不限于此，本申请实施例对此不作限定。
示例性地，图9示出了触觉传感器在承受绕Z轴旋转方向的作用力时光电探测器测量反射光的光照强度的示意图。在该触觉传感器承受沿Z轴的作用力的情况下，弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213绕Z轴发生旋转，导致光电探测器212所测得的光源a、光源c、光源e、光源g的反射光的光照强度均减小，光电探测器212所测得的光源b、光源d、光源f、光源h的反射光的光照强度均增大。
在该触觉传感器承受绕Z轴的旋转方向的力的情况下，接通第二目标光源，在第二目标光源处于接通状态下，获取光电探测器测量得到的第二目标光源的光照强度；接通第三目标光源，在第三目标光源处于接通状态下，获取光电探测器测量得到的第三目标光源的光照强度；第二目标光源是光源中的任意一个，第三目标光源是光源中述第二目标光源不同的光源。
根据第六差值及第二映射关系得到触碰事件中的触觉传感器承受的绕z轴旋转方向的力的大小和方向。
其中，第六差值是指光电探测器212测量第二目标光源得到的光照强度与光电探测器212测量所述第三目标光源得到的光照强度之间的差值。
可以理解的是，在测量绕Z轴的扭矩的大小和方向时，可以选择全部光源进行测量，可以选择至少两个光源进行测量，比如，光源a和光源b，或，光源a和光源d，或，光源a和光源f，或，光源a和光源h，或，光源c和光源d，但不限于此，本申请实施例对此不作限定。
例如，首先打开光源b、光源d、光源f和光源h，利用光电探测器212测量光源b、光源d、光源f和光源h的反射光的综合光照强度(λb+λd+λh+λf)；接着，关闭光源b、光源d、光源f和光源h，打开光源a、光源c、光源e和光源g，利用光电探测器212测量光源a、光源c、光源e和光源g的反射光的综合光照强度(λa+λc+λe+λg)；通过对比(λb+λd+λh+λf)与(λa+λc+λe+λg)之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213绕Z轴产生的旋转位移或角度，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小。例如，在触觉传感器承受绕z轴旋转方向的作用力的情况下，计算触觉传感器的反射器213绕z轴旋转方向产生的位移revolz与光电探测器212测量的光照强度的对应关系可表示为：
Figure BDA0003417949890000151
综上所述，本实施例提供的触觉传感器，通过光电探测器测量不同的光源的反射光的光照强度，实现了对平移方向和旋转方向上的力的大小和方向的测量，本领域技术人员可根据实际测量情况选择合适数量的光源，以及选择恰当的光源进行反射光测量，使得触觉传感器的测量结果更加精确。
图10的子图(a)中示出了本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器的剖面结构示意图。该触觉传感器包括：传感单元21、弹性体支撑外壳22和底座23。
传感单元21设置于弹性体支撑外壳22和底座23围合而成的内腔中。
传感单元21包括至少两个光源211、光电探测器212和反射器213，光电探测器212设置于底座23上，至少两个光源211在底座23上环绕设置在光电探测器212的周围，反射器21设置于弹性体支撑外壳22的内腔顶部。
示例性地，光源211为可见光灯或红外线灯中的至少一种，本申请实施例对此不作限定。反射器213用于将光源211发出的光通过反射器213反射至光电探测器212，且反射器213与弹性体支撑外壳22的内腔顶部有足够高的对比度。对比度是指反射器213与弹性体支撑外壳22的内腔顶部在光源211下的颜色差异。光电探测器212用于接收光源211发出的光的光照强度，并将光信号转换为电信号。
可选地，底座23包括x轴和y轴，x轴和y轴相交处为原点；光电探测器212设置在原点；至少两个光源211包括正x轴光源和负x轴光源，正x轴光源和负x轴光源分别位于x轴的正半轴侧和负半轴侧。
至少两个光源211包括正y轴光源和负y轴光源，正y轴光源和负y轴光源分别位于y轴的正半轴侧和负半轴侧。
可选地，正x轴光源和负x轴光源以原点为中心呈中心对称；和/或，正y轴光源和负y轴光源以原点为中心呈中心对称。
可选地，正x轴光源包括n1个光源，n1个光源中存在至少两个光源位于x轴正半轴的两侧，n1为大于2的整数；和/或，负x轴光源包括n2个光源，n2个光源中存在至少两个光源位于x轴负半轴的两侧，n2为大于2的整数。例如，n1个光源沿直线排列，n1个光源所排直线与x轴正半轴垂直，或，n1个光源沿扇形排列，n1个光源中每个光源距原点的距离相等。n2个光源沿直线排列，n2个光源所排直线与x轴负半轴垂直，或，n2个光源沿扇形排列，n2个光源中每个光源距原点的距离相等。
正y轴光源包括n3个光源，n3个光源中存在至少两个光源位于y轴正半轴的两侧，n3为大于2的整数；和/或，负y轴光源包括n4个光源，n4个光源中存在至少两个光源位于y轴负半轴的两侧，n4为大于2的整数。
例如，n3个光源沿直线排列，n3个光源所排直线与y轴正半轴垂直，或，n3个光源沿扇形排列，n3个光源中每个光源距原点的距离相等。n4个光源沿直线排列，n4个光源所排直线与y轴负半轴垂直，或，n4个光源沿扇形排列，n4个光源中每个光源距原点的距离相等。
在一种可能的实现方式中，传感单元21包括八个光源211；八个光源211分别为光源a、光源b、光源c、光源d、光源e、光源f、光源g、光源h，八个光源211在所述底座23上环绕设置在所述光电探测器212的周围；正x轴光源、负x轴光源、正y轴光源及负y轴光源均包括两个光源。
其中，光源a为第一正y轴光源，所光源b为第二正y轴光源；所光源c为第一正x轴光源，光源d为第二正x轴光源；光源e为第一负y轴光源，光源f为第二负y轴光源；光源g为第一负x轴光源，光源h为第二负x轴光源。
可选地，触觉传感器包括一个光电探测器212和多个光源211；多个光源211包括至少两个光源211设置于坐标轴的正半轴和负半轴；和/或，多个光源211包括至少两个光源211设置于坐标轴的两侧。
示例性地，在弹性体支撑外壳22上施加作用力时，弹性体支撑外壳22的上表面发生偏移，从而带动弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213发生偏移，进一步导致光电探测器212接收到的反射光的光照强度发生变化。依次控制光源211的通断，光电探测器212测量每个光源211的反射光的光照强度，通过计算每个光源211的反射光的光照强度变化，计算出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213的位移，进而得出该触觉传感器所承受力的大小和方向。
如图10的子图(b)所示，在弹性体支撑外壳22上施加平移方向的作用力时，仅打开光源1，利用光电探测器212测量光源1的反射光的光照强度；在测量光源1的反射光的光照强度后，关闭光源1，接通光源2，如图10的子图(b)所示，利用光电探测器212测量光源2的反射光的光照强度；通过对比计算光源1的反射光的光照强度和光源2的反射光的光照强度之间的差值，计算出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213的位移，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小和方向。
在一种可能的实现方式中，反射器213在底座23上的投影区域与光源211的设置位置不存在交集。示例性地，反射器213在底座23上的投影区域不会与光源211发生重合，即，光源位于反射器213在底座23上的投影区域的外侧，可使得弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213发生位移的情况下，光电探测器212对于反射光的光照强度变化测量更加敏感、精确。
可选地，反射器213为一个或多个。在反射器213为一个的情况下，反射器213的形状为正多边形。该正多边形在底座23上的投影区域不会与光源211发生重合。在反射器213为多个的情况下，多个反射器213按照正多边形布局设置，或，多个所述反射器213按照环形布局设置。
例如，在有多个反射器213的情况下，多个反射器213按照正多边形的布局设置，按照正多边形的布局设置的多个反射器213在底座23上的投影区域位于光电探测器212与光源211之间；或，多个反射器213按环形布局设置，按照环形布局设置的多个反射器213在底座23上的投影区域位于光电探测器212与光源211之间。
可选地，反射器213的形状为矩形、椭圆形、三角形中的至少一种，但不限于此，本申请实施例对此不作限定。
如图11所示，在一种可能的实现方式中，弹性体支撑外壳22为整体结构，在弹性体支撑外壳22为整体结构的情况下，弹性体支撑外壳22可整体采用硅胶材料。在弹性体支撑外壳22为一整体结构的情况下，弹性体支撑外壳22的形状为矩形、碗状、半球形、椭球形中的至少一种，但不限于此，本申请实施例对此不作限定。
可选地，如图12所示，弹性体支撑外壳为组装式结构，弹性体支撑外壳22包括刚性板221和可变形支撑222，刚性板221通过可变形支撑222与底座23相联接，反射器213固定于刚性板221的下表面。其中，可变形支撑222包括弹簧、橡胶材料、泡沫材料中的至少一种，本申请实施例对此不作限定。
在一种可能的实现方式中，在底座23的中央区域可设置多个光电探测器212，至少两个光源211在底座23上环绕设置在多个光电探测器212的周围，反射器213设置于弹性体支撑外壳22的内腔顶部。可以理解的是，在底座23的中央区域的多个光电探测器212中，可同时使用多个光电探测器212进行测量，也可以使用单个光电探测器212进行测量，本申请实施例对此不作限定。
在一种可能的实现方式中，在弹性体支撑外壳22上施加沿x轴平移方向的作用力的情况下，如图13中(a)图所示，通过光电探测器212测量光源c和光源d的反射光的综合光照强度(λc+λd)；接着，利用光电探测器212测量光源h和光源g的反射光的综合光照强度(λh+λg)；通过对比(λc+λd)与(λh+λg)之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿X轴产生的位移，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小和方向。如图13中(b)图所示，通过光电探测器212测量光源c的反射光的光照强度λc；接着，利用光电探测器212测量光源g的反射光的光照强度λg；通过对比λc与λg之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿X轴产生的位移，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小和方向。如图13中(c)图所示，通过光电探测器212光源d的反射光的光照强度λd；接着，利用光电探测器212测量光源g的反射光的综合光照强度λg；通过对比λd与λg之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿X轴产生的位移，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小和方向。如图13中(d)图所示，将源c和光源g设置于x轴上，通过光电探测器212测量光源c的反射光的光照强度λc；接着，利用光电探测器212测量光源g的反射光的光照强度λg；通过对比λc与λg之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿X轴产生的位移，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小和方向。
在一种可能的实现方式中，在弹性体支撑外壳22上施加沿Y轴平移方向的作用力的情况下，如图14中(a)图所示，通过光电探测器212测量光源a和光源b的反射光的综合光照强度(λa+λb)；接着，利用光电探测器212测量光源e和光源f的反射光的综合光照强度(λe+λf)；通过对比(λa+λb)与(λe+λf)之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿Y轴产生的位移，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小和方向。如图14中(b)图所示，通过光电探测器212测量光源a的反射光的光照强度λa；接着，利用光电探测器212测量光源e的反射光的光照强度λe；通过对比λ与(λe之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿Y轴产生的位移，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小和方向。如图14中(c)图所示，通过光电探测器212测量光源b的反射光的综合光照强度λb；接着，利用光电探测器212测量光源e的反射光的光照强度λe；通过对比λb与λe之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿Y轴产生的位移，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小和方向。如图14中(d)图所示，将源a和光源f设置于x轴上，通过光电探测器212测量光源a的反射光的光照强度λa；接着，利用光电探测器212测量光源f的反射光的光照强度λf；通过对比λa与λf之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿Y轴产生的位移，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小和方向。
在一种可能的实现方式中，在弹性体支撑外壳22上施加沿Z轴平移方向的作用力的情况下，如图15中(a)图所示，通过光电探测器212在第i时刻测量全部光源的反射光的综合光照强度；接着，利用光电探测器212在第i+1时刻测量全部光源的反射光的综合光照强度；通过对比两个时刻之间的全部光源的综合光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿Z轴产生的位移，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小和方向。如图15中(b)图所示，通过光电探测器212在第i时刻测量部分光源的反射光的综合光照强度(λa1+λc1+λe1+λg1)；接着，利用光电探测器212在第i+1时刻测量部分光源的反射光的综合光照强度(λa2+λc2+λe2+λg2)；通过对比两个时刻之间的光源的综合光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿Z轴产生的位移，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小和方向。如图15中(c)图所示，通过光电探测器212在第i时刻测量单个光源的反射光的综合光照强度λa1；接着，利用光电探测器212在第i+1时刻测量单个光源的反射光的综合光照强度λa2；通过对比两个时刻之间的光源的综合光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿Z轴产生的位移，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小和方向。如图15中(d)图所示，将光源设置于X轴上，通过光电探测器212在第i时刻测量两个光源的反射光的综合光照强度(λg1+λd1)；接着，利用光电探测器212在第i+1时刻测量两个光源的反射光的综合光照强度(λg2+λd2)；通过对比两个时刻之间的光源的综合光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿Z轴产生的位移，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小和方向。
可以理解的是，以上测量在弹性体支撑外壳22所施加平移方向作用力的大小和方向所选择的光源不限于此，可以根据实际需求选用合适位置的、合适数量的光源进行测量，本申请实施例对此不作限定。
在一种可能的实现方式中，在弹性体支撑外壳22上施加沿X轴旋转方向的作用力的情况下，如图16中(a)图所示，利用光电探测器212测量光源d的反射光的综合光照强度λd；接着，利用光电探测器测量光源h的反射光的综合光照强度λh；通过对比λd与λh之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器绕X轴产生的旋转位移或角度，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小。如图16中(b)图所示，利用光电探测器212测量光源g的反射光的综合光照强度λg；接着，利用光电探测器测量光源h的反射光的综合光照强度λh；通过对比λg与λh之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213绕X轴产生的旋转位移或角度，进而得出在弹性体支撑外壳所施加作用力的大小。
在一种可能的实现方式中，在弹性体支撑外壳22上施加沿Y轴旋转方向的作用力的情况下，如图17中(a)图所示，利用光电探测器212测量光源a的反射光的综合光照强度λa；接着，利用光电探测器测量光源e的反射光的综合光照强度λe；通过对比λa与λe之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213绕Y轴产生的旋转位移或角度，进而得出在弹性体支撑外壳213所施加作用力的大小。如图17中(b)图所示，利用光电探测器212测量光源a的反射光的综合光照强度λa；接着，利用光电探测器测量光源b的反射光的综合光照强度λb；通过对比λa与λb之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213绕Y轴产生的旋转位移或角度，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小。
在一种可能的实现方式中，在弹性体支撑外壳22上施加沿Z轴旋转方向的作用力的情况下，如图18中(a)图所示，利用光电探测器212测量光源a、光源c、光源e、光源g的反射光的综合光照强度(λa+λc+λe+λg)；接着，利用光电探测器测量光源b、光源d、光源f、光源h的反射光的综合光照强度(λb+λd+λf+λh)；通过对比(λa+λc+λe+λg)与(λb+λd+λf+λh)之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器绕Z轴产生的旋转位移或角度，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小。如图18中(b)图所示，利用光电探测器212测量光源a的反射光的综合光照强度λa；接着，利用光电探测器测量光源b的反射光的综合光照强度λb；通过对比λa+与λb之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213绕Z轴产生的旋转位移或角度，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小。如图18中(c)图所示，利用光电探测器212测量光源a、光源c的反射光的综合光照强度(λa+λc)；接着，利用光电探测器212测量光源b、光源d的反射光的综合光照强度(λb+λd)；通过对比(λa+λc)与(λb+λd)之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213绕Z轴产生的旋转位移或角度，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小。如图18中(d)图所示，利用光电探测器212测量光源c、光源e的反射光的综合光照强度(λc+λe)；接着，利用光电探测器测量光源b、光源d的反射光的综合光照强度(λb+λd)；通过对比(λc+λe)与(λb+λd)之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213绕Z轴产生的旋转位移或角度，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小。
可以理解的是，以上测量在弹性体支撑外壳22所施加旋转方向作用力的大小和方向所选择的光源不限于此，可以根据实际需求选用合适位置的、合适数量的光源进行测量，本申请实施例对此不作限定。
综上所述，本实施例提供的触觉传感器通过采用多个光源和一个光电探测器的组合方式，通过减少光电探测器的使用数量，使得触觉传感器体积减小，同时，光电探测器数量的减少，则光电探测器专用的读取电路相应减少，使得触觉传感器更加的简单且测量速度更快。
在触觉传感器承受平移方向上的作用力时，本实施例提供了多种可选方案用于测量平移方向上正、负半轴对应光源的反射光光照强度，通过计算平移方向上正、负半轴对应光源的反射光的光照强度的变化值，实现触觉传感器所承受平移方向作用力的大小和方向的感测。
在触觉传感器承受旋转方向上的作用力时，本实施例提供了多种可选方案用于测量旋转轴两侧光源的反射光的光照强度，通过计算旋转轴两侧光源的反射光的光照强度的变化值，实现触觉传感器所承受旋转方向作用力的大小和方向的感测。
综上，本实施例提供的触觉传感器通过多个光源和一个光电探测器测量各个光源的反射光的光照强度，实现了对平移方向、旋转方向等六自由度上的力的大小和方向的感测。
基于上述实施例中对触觉传感器的结构描述，下面对触觉传感器的制备方法进行说明。
图19示出了本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器的制备方法的流程图，该方法应用于制备上述触觉传感器，该方法的执行主体可以是工业流水线设备。
步骤1902：在底座上固定光电探测器，将至少两个光源环绕固定于光电探测器的周围。
示例性地，底座23为印刷电路板(printed circuit board，PCB)，光电探测器212可通过焊接的方式固定在底座23上，至少两个光源23也可通过焊接的方式环绕固定于光电探测器212的周围。
示例性地，光电探测器212可通过胶水固定在底座23的中央区域，至少两个光源211也可通过胶水环绕固定于光电探测器212的周围。
可以理解的是，上述固定光电探测器212和至少两个光源211的方式可以单独实施，或任意组合实施，本申请对此不作限定。
可选地，底座23包括x轴和y轴，x轴和所述y轴相交处为原点；光电探测器212设置在原点；至少两个光源211包括正x轴光源和负x轴光源，正x轴光源和所述负x轴光源分别固定于x轴的正半轴侧和负半轴侧；至少两个光源211包括正y轴光源和负y轴光源，正y轴光源和负y轴光源分别固定于y轴的正半轴侧和负半轴侧。
可选地，正x轴光源和负x轴光源以原点为中心呈中心对称；和/或，正y轴光源和负y轴光源以原点为中心呈中心对称。
可选地，正x轴光源包括n1个光源，n1个光源中存在至少两个光源固定于x轴正半轴的两侧；和/或，负x轴光源包括n2个光源，n2个光源中存在至少两个光源固定于x轴负半轴的两侧，n2为大于2的整数。正y轴光源包括n3个光源，n3个光源中存在至少两个光源位于y轴正半轴的两侧，n3为大于2的整数；和/或，负y轴光源包括n4个光源，n4个光源中存在至少两个光源固定于y轴负半轴的两侧，n4为大于2的整数。
步骤1904：在弹性体支撑外壳的内腔顶部固定反射器。
示例性地，在弹性体支撑外壳22的内腔顶部通过胶水固定反射器213。
可选地，在弹性体支撑外壳22的内腔顶部设置卡槽，将反射器213设置于卡槽内实现固定。
可以理解的是，上述固定反射器213的方式可以单独实施，或任意组合实施，本申请对此不作限定。
可选地，反射器213在底座23上的投影区域与光源211的设置位置不存在交集。反射器213为一个或多个。在反射器213为多个的情况下，多个反射器213按照正多边形布局固定在弹性体支撑外壳的内腔顶部，或，多个反射器213按照环形布局固定在弹性体支撑外壳的内腔顶部。
步骤1906：将弹性体支撑外壳密封固定在底座上，以使得传感单元密封于弹性体支撑外壳的内腔中。
示例性地，在将光电探测器212和至少两个光源211固定在底座23上，且将反射器213固定于弹性体支撑外壳22的内腔顶部后，将弹性体支撑外壳22通过胶水或螺钉密封固定在底座23上，以使得光电探测器212、至少两个光源211及反射器213密封于弹性体支撑外壳22的内腔中。
综上所述，本实施例提供的方法，为制备上述触觉传感器提供了制备方式，本领域技术人员可结合实际情况选择合适的制备材料和制备方式，使得触觉传感器有更多的实现方式。
图20中示出了本申请一个示例性实施例提供的另一种触觉传感器的结构示意图。该触觉传感器包括：传感单元21、弹性体支撑外壳22和底座23。
传感单元21设置于弹性体支撑外壳22和底座23围合而成的内腔中。
传感单元21包括至少两个光源211和光电探测器212，光电探测器212设置于弹性体支撑外壳22的内腔顶部，且光电探测器212在底座23上的投影位置位于底座23上，至少两个光源211在底座23上环绕设置在光电探测器212的投影位置的周围。
示例性地，光源211为可见光灯或红外线灯中的至少一种，本申请实施例对此不作限定。光电探测器212用于接收光源211发出的光的光照强度，并将光信号转换为电信号。
可选地，底座23包括x轴和y轴，x轴和y轴相交处为原点；光电探测器212设置在原点；至少两个光源211包括正x轴光源和负x轴光源，正x轴光源和负x轴光源分别位于x轴的正半轴侧和负半轴侧。
至少两个光源211包括正y轴光源和负y轴光源，正y轴光源和负y轴光源分别位于y轴的正半轴侧和负半轴侧。
可选地，正x轴光源和负x轴光源以原点为中心呈中心对称；和/或，正y轴光源和负y轴光源以原点为中心呈中心对称。
可选地，正x轴光源包括m1个光源，m1个光源中存在至少两个光源位于x轴正半轴的两侧，m1为大于2的整数；和/或，负x轴光源包括m2个光源，m2个光源中存在至少两个光源位于x轴负半轴的两侧，m2为大于2的整数。例如，m1个光源沿直线排列，所排直线与x轴正半轴垂直，或，m1个光源沿扇形排列，m1个光源中每个光源距原点的距离相等。m2个光源沿直线排列，所排直线与x轴负半轴垂直，或，m2个光源沿扇形排列，m2个光源中每个光源距原点的距离相等。
正y轴光源包括m3个光源，m3个光源中存在至少两个光源位于y轴正半轴的两侧，m3为大于2的整数；和/或，负y轴光源包括m4个光源，m4个光源中存在至少两个光源位于y轴负半轴的两侧，m4为大于2的整数。例如，m3个光源沿直线排列，所排直线与y轴正半轴垂直，或，m3个光源沿扇形排列，m3个光源中每个光源距原点的距离相等。m4个光源沿直线排列，所排直线与y轴负半轴垂直，或，m4个光源沿扇形排列，m4个光源中每个光源距原点的距离相等。
可选地，触觉传感器包括一个光电探测器212和至少两个光源211；至少两个光源211以原心为中心对称设置于坐标轴的正半轴和负半轴；和/或，至少两个光源211以坐标轴为对称轴设置于坐标轴的两侧。
示例性地，在弹性体支撑外壳22上施加作用力时，弹性体支撑外壳22的上表面发生偏移，从而带动弹性体支撑外壳22的内腔顶部的光电探测器212发生偏移，进一步导致光电探测器212接收到的光照强度发生变化。依次控制光源211的通断，光电探测器212接收光照强度，通过对比光电探测器212接收到的每个光源211对应的光照强度值，从而计算出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的光电探测器212的位移，进而得出该触觉传感器所承受力的大小和方向。
在弹性体支撑外壳22施加作用力时，仅打开光源1，利用光电探测器212测量接收到的光照强度；在光电探测器212测量接收到的光源1的光照强度后，断开光源1，接通光源2，利用光电探测器212测量接收到的光源2的光照强度；通过对比计算光电探测器212接收到的光源1的光照强度和接收到的光源2的光照强度之间的差值，计算出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的光电探测器212的位移，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小和方向。
可选地，弹性体支撑外壳22为一整体结构，在弹性体支撑外壳22为一整体结构的情况下，弹性体支撑外壳22可整体采用硅胶材料。在弹性体支撑外壳22为一整体结构的情况下，弹性体支撑外壳22的形状为矩形、碗状、半球形、椭球形中的至少一种，本申请实施例对此不作限定。
可选地，弹性体支撑外壳22为组装式结构，弹性体支撑外壳22包括刚性板221和可变形支撑222，刚性板221通过可变形支撑222与底座23相联接，反射器213固定于刚性板221的下表面。其中，可变形支撑222包括弹簧、橡胶材料、泡沫材料中的至少一种，本申请实施例对此不作限定。
综上所述，本实施例提供的触觉传感器通过采用多个光源和一个光电探测器的组合方式，通过减少光电探测器的使用数量及反射器的使用，使得触觉传感器体积减小，同时，光电探测器数量的减少，则光电探测器专用的读取电路相应减少，使得触觉传感器更加的简单且测量速度更快。
在触觉传感器承受平移方向上的作用力时，弹性体支撑外壳内腔顶部的光电探测器发生偏移，光电探测器测量平移方向上正、负半轴对应光源的光照强度，通过计算平移方向上正、负半轴对应光源的光照强度的变化值，实现触觉传感器所承受平移方向作用力的大小和方向的感测。
在触觉传感器承受旋转方向上的作用力时，弹性体支撑外壳内腔顶部的光电探测器发生旋转，光电探测器测量旋转轴两侧光源的光照强度，通过计算旋转轴两侧光源的光照强度的变化值，实现触觉传感器所承受旋转方向作用力的大小和方向的感测。
本实施例提供的触觉传感器通过多个光源和一个光电探测器测量各个光源的光照强度，实现了对平移方向、旋转方向等六自由度上的力的大小和方向的感测。
基于上述实施例中对图20中触觉传感器的结构描述，下面对图20中触觉传感器的制备方法进行说明。
图21示出了本申请一个示例性实施例提供的触觉传感器的制备方法的流程图，该方法应用于制备上述触觉传感器，该方法的执行主体可以是工业流水线设备。
步骤2102：在弹性体支撑外壳的内腔顶部固定光电探测器。
示例性地，在弹性体支撑外壳22的内腔顶部通过胶水固定光电探测器212。
可选地，在弹性体支撑外壳22的内腔顶部设置卡槽，将光电探测器212设置于卡槽内实现固定。
可以理解的是，上述固定光电探测器212的方式可以单独实施，或任意组合实施，本申请对此不作限定。
可选地，弹性体支撑外壳22的内腔顶部的光电探测器212在底座23上的投影位于底座的中央区域。
步骤2104：将至少两个光源固定于光电探测器在底座上的投影位置的周围。
示例性地，底座23为PCB板，至少两个光源211可通过焊接的方式环绕固定于光电探测器212在底座23上的投影位置的周围。
示例性地，至少两个光源211通过胶水环绕固定于光电探测器212在底座23上的投影位置的周围。
可以理解的是，上述至少两个光源211的方式可以单独实施，或任意组合实施，本申请对此不作限定。
可选地，将至少两个光源211对称环绕固定于光电探测器212在底座23上的投影位置的周围，光电探测器212在底座23上的投影与至少两个光源211没有交集。
可选地，底座23包括x轴和y轴，x轴和y轴相交处为原点；光电探测器212设置在弹性体支撑外壳22的顶部，且光电探测器212在底座23上的投影位置位于底座的原点；至少两个光源211包括正x轴光源和负x轴光源，正x轴光源和所述负x轴光源分别固定于于x轴的正半轴侧和负半轴侧；至少两个光211包括正y轴光源和负y轴光源，正y轴光源和负y轴光源分别固定于y轴的正半轴侧和负半轴侧。
其中，正x轴光源和负x轴光源以所述原点为中心呈中心对称；和/或，正y轴光源和负y轴光源以原点为中心呈中心对称。
可选地，正x轴光源包括m1个光源，m1个光源中存在至少两个光源固定于x轴正半轴的两侧；和/或，负x轴光源包括m2个光源，m2个光源中存在至少两个光源固定于x轴负半轴的两侧。正y轴光源包括m3个光源，m3个光源中存在至少两个光源固定于y轴正半轴的两侧；和/或，负y轴光源包括m4个光源，m4个光源中存在至少两个光源固定于y轴负半轴的两侧。
步骤2106：将弹性体支撑外壳密封设置在底座上，以使得传感单元密封于弹性体支撑外壳的内腔中。
示例性地，在将至少两个光源211固定在底座23上，且将光电探测器212固定于弹性体支撑外壳22的内腔顶部后，将弹性体支撑外壳22通过胶水或螺钉密封固定在底座23上，以使得光电探测器212、至少两个光源211密封于弹性体支撑外壳22的内腔中。
综上所述，本实施例提供的方法，为制备上述触觉传感器提供了制备方式，本领域技术人员可结合实际情况选择合适的制备材料和制备方式，使得触觉传感器有更多的实现方式。
结合上述对触觉传感器的结构说明，下面对本申请实施例中提供的触碰事件的检测方法进行说明，图22是本申请一个示例性实施例提供的触碰事件的检测方法的流程图，以该方法应用于连接有触觉传感器的控制器中，该方法包括：
步骤2202：获取触觉传感器中光电探测器测得的光照强度。
控制器获取触觉传感器中光电探测器212测得的光照强度。光照强度是指光电探测器212接收到的光源的光照强度。
可选地，光电探测器212接收到的光源的光照强度指光电探测器212获取光源211的反射光的光照强度，或，光电探测器212直接接收到的光源211的光照强度，本申请实施例对此不作限定。
步骤2204：根据光照强度的变化值，测量触觉传感器承受的力的大小和方向中的至少一种。
测量触觉传感器承受的力的大小和方向是指在触觉传感器与物品接触时，即，触觉传感器在承受压力或拉力时，控制器通过触觉传感器输出的光照强度变化值来计算在触碰事件中的触觉传感器所承受压力或拉力的大小或方向。
控制器基于触觉传感器输出的光照强度变化值，从而对触碰事件中触觉传感器承受的力的大小和方向进行测量，即，控制器基于触觉传感器输出的光照强度变化值，测量触觉传感器承受的平移方向上的力的大小和方向，或，测量触觉传感器承受的旋转方向上的力的大小和方向。
综上所述，本实施例提供的检测方法，控制器获取触觉传感器的光照强度，控制器根据触觉传感器的光照强度变化值可计算得到触碰事件中触觉传感器承受的力的大小和方向。
结合上述触碰事件的检测方法的描述，下面对本申请实施例中提供的触碰事件中平移方向的力的检测方法进行具体说明，图23是本申请一个示例性实施例提供的触碰事件中平移方向的力的检测方法的流程图，该方法应用于连接有触觉传感器的控制器中，该方法包括：
步骤2302：依次控制每个光源的通断，以及在光源处于接通状态下，获取光电探测器测量得到的光照强度。
控制器依次控制每个光源211的通断，在光源211处于接通状态下，并依次获取光电探测器212测量得到的光照强度。
可选地，控制器以预设的频率或周期控制光源211的通断，同时，控制器以预设的频率或周期获取光电探测器212接收到的光照强度。或，控制器以预设的频率或周期控制光源的通断，控制器在光源211接通后的预设时间内获取光电探测器212接收到的光照强度，本申请实施例对此不作限定。
步骤2304：基于光电探测器测量的光照强度的变化值及第一映射关系得到触碰事件中的触觉传感器承受的平移方向的力的大小和方向中的至少一种。
可选地，第一映射关系是指触觉传感器承受的平移方向的力的大小和方向，与光电探测器212测量的光照强度变化值之间的对应关系。
示例性地，在该触觉传感器承受沿X轴的作用力的情况下，接通正x轴光源，在正x轴光源处于接通状态下，获取光电探测器测量得到的正x轴光源的光照强度；接通负x轴光源，在负x轴光源处于接通状态下，获取光电探测器测量得到的负x轴光源的光照强度；根据第一差值及第一映射关系得到触碰事件中的所述触觉传感器承受的沿x轴平移方向的力的大小和方向；其中，第一差值是指光电探测器212测量正x轴光源得到的光照强度与光电探测器212测量负x轴光源得到的光照强度之间的差值。第一映射关系是指触觉传感器承受的平移方向的力的大小和方向，与光电探测器测量的光照强度变化值之间的对应关系。
例如，在该触觉传感器承受沿X轴的作用力的情况下，首先打开光源c和光源d，利用光电探测器212测量光源c和光源d的综合光照强度(λc+λd)；接着，关闭光源c和光源d，打开光源h和光源g，利用光电探测器212测量光源h和光源g的综合光照强度(λh+λg)；通过对比(λc+λd)与(λh+λg)之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿X轴产生的位移，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小和方向。在该触觉传感器承受沿X轴的作用力的情况下，计算触觉传感器反射器213沿X轴产生的位移transx与光电探测器212测量的光照强度的对应关系可可表示为：
Figure BDA0003417949890000291
示例性地，在该触觉传感器承受沿Y轴平移方向的作用力的情况下，接通正y轴光源，在正y轴光源处于接通状态下，获取光电探测器212测量得到的正y轴光源的光照强度；接通负y轴光源，在负y轴光源处于接通状态下，获取光电探测器212测量得到的负y轴光源的光照强度；根据第二差值及第一映射关系得到触碰事件中的触觉传感器承受的沿y轴平移方向的力的大小和方向；其中，第二差值是指光电探测器212测量正y轴光源得到的光照强度与光电探测器212测量负y轴光源得到的光照强度之间的差值。
例如，首先打开光源a和光源b，利用光电探测器212测量光源a和光源b的综合光照强度(λa+λb)；接着，关闭光源a和光源b，打开光源e和光源f，利用光电探测器212测量光源e和光源f的综合光照强度(λe+λf)；通过对比(λa+λb)与(λe+λf)之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213沿Y轴产生的位移，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小。在触觉传感器承受沿Y轴平移方向的作用力的情况下，计算触觉传感器的反射器沿Y轴产生的位移transy与光电探测器212测量的光照强度的对应关系可表示为：
Figure BDA0003417949890000301
在一种可能的实现方式中，获取光电探测器212在第i时刻测量第一目标光源得到的光照强度，和光电探测器212第i+1时刻测量第一目标光源得到的光照强度，第一目标光源是指光源中的至少一个。根据第三差值及第一映射关系得到触碰事件中的触觉传感器承受的力的大小和方向；其中，第三差值是指光电探测器212在第i时刻测量第一目标光源得到的光照强度与光电探测器第i+1时刻测量第一目标光源得到的光照强度之间的差值。
示例性地，在该触觉传感器承受沿z轴平移方向的作用力的情况下，获取光电探测器212在第i时刻测量第一目标光源得到的光照强度，和光电探测器212第i+1时刻测量第一目标光源得到的光照强度，第一目标光源是指光源中的至少一个。根据第三差值及第一映射关系得到触碰事件中的触觉传感器承受的沿z轴平移方向的力的大小和方向；其中，第三差值是指光电探测器212在第i时刻测量第一目标光源得到的光照强度与光电探测器第i+1时刻测量第一目标光源得到的光照强度之间的差值。
例如，在测量沿Z轴上力的大小和方向时，可以选择至少一个光源进行光照强度测量，比如，仅选择光源c进行测量，获取光源c在触觉传感器承受沿Z轴正方向作用力之前对应的光照强度，在触觉传感器承受沿Z轴正方向作用力之后，测量光源c的光照强度，通过对比前后两次测量的光源c的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳的内腔顶部的反射器沿Z轴产生的位移，进而得出在弹性体支撑外壳所施加作用力的大小。例如，在触觉传感器承受沿z轴平移方向的作用力的情况下，计算触觉传感器的反射器沿z轴产生的位移transz与光电探测器212测量的光照强度的对应关系可表示为：
Figure BDA0003417949890000311
综上所述，本实施例提供的检测方法，控制器通过光电探测器接收特定位置的光源的光照强度，根据光电探测器测量到的对应光源的光照强度及第一映射关系之间的对应关系可计算得到触碰事件中触觉传感器承受的平移方向的力的大小和方向，使得使用该检测方法的触觉传感器实现了具有测量触碰事件中触觉传感器承受的平移方向的力的大小和方向的功能。
结合上述触碰事件的检测方法的描述，下面对本申请实施例中提供的触碰事件中旋转方向的力的检测方法进行具体说明，图24是本申请一个示例性实施例提供的触碰事件中旋转方向的力的检测方法的流程图，该方法应用于连接有触觉传感器的控制器中，该方法包括：
步骤2402：依次控制每个光源的通断，以及在光源处于接通状态下，获取光电探测器测量得到的光照强度。
控制器依次控制每个光源211的通断，在光源处于接通状态下，依次获取光电探测器212测量得到的光照强度。
可选地，控制器以预设的频率或周期控制光源211的通断，同时，控制器以预设的频率或周期获取光电探测器212接收到的光照强度。或，控制器以预设的频率或周期控制光源211的通断，控制器在光源211接通后的预设时间内获取光电探测器212接收到的光照强度，本申请实施例对此不作限定。
步骤2404：基于光电探测器测量的光照强度的变化值及第二映射关系得到触碰事件中的触觉传感器承受的旋转方向的力的大小和方向中的至少一种。
可选地，第二映射关系是指触觉传感器承受的旋转方向的力的大小和方向，与光电探测器212测量的光照强度的变化值之间的对应关系。
示例性地，在该触觉传感器承受绕X轴的旋转方向的力的情况下，接通第一x轴光源，在第一x轴光源处于接通状态下，获取光电探测器212测量得到的第一x轴光源的光照强度；接通第二x轴光源，在第二x轴光源处于接通状态下，获取光电探测器212测量得到的第二x轴光源的光照强度。
根据第四差值及第二映射关系得到触碰事件中的所述触觉传感器承受的绕x轴旋转方向的力的大小和方向。
其中，第四差值是指光电探测器212测量第一x轴光源得到的光照强度与光电探测器212测量第二x轴光源得到的光照强度之间的差值。第一x轴光源包括第一正x轴光源，第二x轴光源包括第二正x轴光源；或者，第一x轴光源包括第一负x轴光源，第二x轴光源包括第二负x轴光源；或者，第一x轴光源包括第一正x轴光源和第二负x轴光源，第二x轴光源包括第二正x轴光源和第一负x轴光源。
例如，在该触觉传感器承受绕X轴的旋转方向作用力的情况下，首先打开光源g和光源d，利用光电探测器212测量光源g和光源d的综合光照强度(λg+λd)；接着，关闭光源g和光源d，打开光源h和光源c，利用光电探测器测量光源h和光源c的综合光照强度(λh+λc)；通过对比(λg+λd)与(λh+λc)之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213绕X轴产生的旋转位移或角度，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小。例如，在该触觉传感器承受绕X轴的扭矩的情况下，计算触觉传感器反射器213绕X轴旋转产生的位移revolx与光电探测器212测量的光照强度的对应关系可可表示为：
Figure BDA0003417949890000321
示例性地，在该触觉传感器承受绕y轴的旋转方向的力的情况下，接通第一y轴光源，在第一y轴光源处于接通状态下，获取光电探测器212测量得到的第一y轴光源的光照强度；接通第二y轴光源，在第二y轴光源处于接通状态下，获取光电探测器212测量得到的第二y轴光源的光照强度。
根据第五差值及第二映射关系得到触碰事件中的所述触觉传感器承受的绕x轴旋转方向的力的大小和方向。
其中，第五差值是指光电探测器212测量第一y轴光源得到的光照强度与光电探测器212测量第二y轴光源得到的光照强度之间的差值。第一y轴光源包括第一正y轴光源，第二y轴光源包括第二正y轴光源；或者，第一y轴光源包括第一负y轴光源，第二y轴光源包括第二负y轴光源；或者，第一y轴光源包括第一正y轴光源和第二负y轴光源，第二y轴光源包括第二正y轴光源和第一负y轴光源。
例如，首先打开光源a和光源f，利用光电探测器212测量光源a和光源f的综合光照强度(λa+λf)；接着，关闭光源a和光源f，打开光源e和光源b，利用光电探测器212测量光源e和光源b的综合光照强度(λe+λb)；通过对比(λa+λf)与(λe+λb)之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213绕Y轴产生的旋转位移或角度，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小。例如，在触觉传感器承受绕y轴旋转方向的作用力的情况下，计算触觉传感器的反射器213绕Y轴旋转产生的位移revoly与光电探测器212测量的光照强度的对应关系可表示为：
Figure BDA0003417949890000331
示例性地，在该触觉传感器承受绕Z轴的旋转方向的力的情况下，接通第二目标光源，在第二目标光源处于接通状态下，获取光电探测器测量得到的第二目标光源的光照强度；接通第三目标光源，在第三目标光源处于接通状态下，获取光电探测器测量得到的第三目标光源的光照强度；第二目标光源是光源中的任意一个，第三目标光源是光源中述第二目标光源不同的光源。
根据第六差值及第二映射关系得到触碰事件中的触觉传感器承受的绕z轴旋转方向的力的大小和方向。
其中，第六差值是指光电探测器212测量第二目标光源得到的光照强度与光电探测器212测量所述第三目标光源得到的光照强度之间的差值。
例如，首先打开光源b、光源d、光源f和光源h，利用光电探测器212测量光源b、光源d、光源f和光源h的综合光照强度(λb+λd+λh+λf)；接着，关闭光源b、光源d、光源f和光源h，打开光源a、光源c、光源e和光源g，利用光电探测器212测量光源a、光源c、光源e和光源g的综合光照强度(λa+λc+λe+λg)；通过对比(λb+λd+λh+λf)与(λa+λc+λe+λg)之间的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳22的内腔顶部的反射器213绕Z轴产生的旋转位移或角度，进而得出在弹性体支撑外壳22所施加作用力的大小。例如，在触觉传感器承受绕z轴旋转方向的作用力的情况下，计算触觉传感器的反射器213绕z轴旋转方向产生的位移revolz与光电探测器212测量的光照强度的对应关系可表示为：
Figure BDA0003417949890000341
示例性地，获取光电探测器在第i时刻测量第四目标光源得到的光照强度，和光电探测器在第i+1时刻测量第四目标光源得到的光照强度，第四目标光源是指所述光源中的至少一个。
根据第七差值及第二映射关系得到触碰事件中的触觉传感器承受的旋转方向的力的大小和方向；其中，第七差值是指光电探测器在第i时刻测量第四目标光源得到的光照强度与光电探测器在第i+1时刻测量第四目标光源得到的光照强度之间的差值。
例如，在测量绕Z轴上力的大小和方向时，可以选择至少一个光源进行光照强度测量，比如，仅选择光源c进行测量，获取光源c在触觉传感器承受绕Z轴顺时针旋转作用力之前对应的光照强度，在触觉传感器承受绕Z轴顺时针旋转作用力之后，测量光源c的光照强度，通过对比前后两次测量的光源c的光照强度差，从而得出弹性体支撑外壳的内腔顶部的反射器绕Z轴产生的位移，进而得出在弹性体支撑外壳所施加作用力的大小。
综上所述，本实施例提供的检测方法，控制器通过光电探测器接收特定位置的光源的光照强度，根据光电探测器测量到的对应光源的光照强度变化值及第二映射关系之间的对应关系可计算得到触碰事件中触觉传感器承受的旋转方向的力的大小和方向，使得使用该检测方法的触觉传感器实现了具有测量触碰事件中触觉传感器承受的旋转方向的力的大小和方向的功能。
结合上述触碰事件的检测方法的描述，下面对本申请实施例中提供的触碰事件中旋转方向和/或平移方向的力的检测方法进行具体说明，图25是本申请一个示例性实施例提供的触碰事件中旋转方向和/或平移方向的力的检测方法的流程图，该方法应用于连接有触觉传感器的控制器中，该方法包括：
步骤2502：依次控制每个光源的通断，以及在光源处于接通状态下，获取光电探测器测量得到的光照强度。
控制器依次控制每个211光源的通断，在光源处于接通状态下，依次获取光电探测器212接收到的光照强度。
可选地，控制器以预设的频率或周期控制光源211的通断，同时，控制器以预设的频率或周期获取光电探测器212接收到的光照强度，或，控制器以预设的频率或周期控制光源的通断，控制器在光源接通后的预设时间内获取光电探测器212接收到的光照强度，本申请实施例对此不作限定。
步骤2504：将光电探测器测量的光照强度输入至测量机器学习模型进行预测，得出触碰事件中的触觉传感器承受的力的大小和方向中的至少一种。
可选地，机器学习模型是计算机设备根据触觉传感器承受的力的大小和方向，与光电探测器212测量的光照强度变化值之间的对应关系进行训练得到的模型。
示例性地，控制器通过光电探测器212接收特定位置的光源的光照强度，如，特定位置的光源分别为光源c、光源d、光源h、光源g，光电探测器212接收到的对应光源211的光照强度分别为λc、λd、λh、λg，控制器将测得的光照强度输入至机器学习模型，机器学习模型计算出触觉传感器承受的力的大小和方向。
可选地，机器学习模型的训练方式包括：(1)获取训练样本。训练样本包括样本作用力和样本触觉结果，样本作用力是指作用于触觉传感器上的已知作用力，即，已知作用力的方向和大小；样本触觉结果是指触觉传感器在样本作用力的作用下，光电探测器测量到的对应光源的光照强度。(2)获取预测触觉结果。在机器学习模型中输入样本作用力，得到预测触觉结果，即，得到预测的光照强度。(3)得到误差损失。对预测触觉结果和样本触觉结果进行误差计算，得到误差损失。(4)通过误差反向传播算法根据误差损失对机器学习模型进行训练，得到训练后的机器学习模型。
综上所述，本实施例提供的检测方法，控制器通过光电探测器接收特定位置的光源的光照强度，控制器将光电探测器接收到的对应光源的光照强度输入至机器学习模型，机器学习模型计算出触觉传感器承受的力的大小和方向，使得使用该检测方法的触觉传感器实现了具有测量触碰事件中触觉传感器承受的旋转方向和/或平移方向的力的大小和方向的功能。
结合上述触觉传感器以及触碰事件的检测方法的介绍，图25示出了一种电子皮肤的示意图。
示例性地，在电子皮肤的表面覆盖有触觉传感阵列，触觉传感阵列包括至少两个前述的触觉传感器。
比如，如图26所示，将电子皮肤贴于机械手上，机械手通过对物体抓握这一动作，可以收集到触觉信号，并向控制器进行反馈，比如，机械手向控制器反馈在初始接触物体的时刻，物体是否在机械手内发生打滑。机械手可用于调节抓握力，从而在确保不压碎物体的情况下维持最佳的抓取力。由于机械手上的触觉传感器可以提供旋转方向上的力的信息，即，扭矩信息，所以，控制器可以更好的估算出物体在手中的姿态。
可选地，电子皮肤的布置可根据机械手的形状进行调整。
综上所述，本实施例提供的电子皮肤，通过电子皮肤表面覆盖的触觉传感阵列实现对触觉传感器承受的旋转方向和/或平移方向的力的大小和方向的多方位传感，从而提供精确的感知与反馈。
结合上述触觉传感器以及触碰事件的检测方法，本申请一个示例性实施例提供一种机器人，该机器人表面预设位置覆盖有上述的场景传感器或上述电子皮肤，该机器人包括机械手，如：手部，该机械手用于对物品进行抓取，该机械手上覆盖有上述的触觉传感器或上述的电子皮肤。
结合上述触觉传感器以及触碰事件的检测方法，本申请一个示例性实施例提供一种感知设备的结构框图，如图27所示，该感知设备2700包括：控制器2710和触觉传感器2720，触觉传感器2720包括至少一个上述的触觉传感器2720，控制器连接触觉传感器2720并执行上述的触碰事件的检测方法。
可选地，该智能设备2700还包括显示屏2730。
该触觉传感器2720用于对触碰事件进行检测，可选地，该触觉传感器2720实现为如图2或图20所示的触觉传感器。
在一个可选的实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质连接有上述实施例所述的触觉传感器，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现如上所述的触碰事件的检测方法。
可选地，该计算机可读存储介质可以包括：只读存储器(Read Only Memory，ROM)、随机存取记忆体(Random Access Memory，RAM)、固态硬盘(Solid State Drives，SSD)或光盘等。其中，随机存取记忆体可以包括电阻式随机存取记忆体(Resistance Random AccessMemory，ReRAM)和动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
需要说明的是，上述触觉传感器的应用场景包括如下场景中的至少一种：
第一，应用于远程操控应用场景，通过远程遥控机械手，机械手上的触觉传感器将机械手所承受的力的大小和方向反馈给触觉渲染设备，触觉渲染设备将机械手的受力渲染结果反馈给操作员，操作员通过受力渲染结果可清晰的了解机械手所承受的力的大小和方向。
第二，应用于智能机器人的自我保护系统场景，将触觉传感器排布于智能机器人的体表，该触觉传感器可对外界环境进行实时的感知，并对自身系统进行保护。由于该触觉传感器能够灵敏的感知压力，因此当智能机器人受到一定撞击时，即检测到的压强超过一定的阈值范围时，将触发智能机器人的自我保护开关，进行断电或者其他的自我保护行为。
第三，应用于测量和诊断工具场景，将触觉传感器排布于机械手表面，通过操控机械手执行任务时反馈的力的信息，判断完成任务所需的力是否合理。比如，操控机械手拔插头时测量机械手指尖施加的力矩，从而了解完成任务所需的力矩是否合理。
值得注意的是，上述应用场景中，以远程操控应用场景、智能机器人的自我保护系统场景以及测量和诊断工具场景为例进行说明，该触觉传感器还可以应用于其他需要确定力的大小和/或方向的场景下，本申请实施例对此不加以限定。
请参考图28，其示出了本申请一个示例性实施例提供的计算机设备2800的结构框图。该计算机设备2800可以是便携式移动终端，比如：智能手机、平板电脑、MP3播放器(Moving Picture Experts Group Audio Layer III，动态影像专家压缩标准音频层面3)、MP4(Moving Picture Experts Group Audio Layer IV，动态影像专家压缩标准音频层面4)播放器。计算机设备2800还可能被称为用户设备、便携式终端等其他名称。
通常，计算机设备2800包括有：处理器2801和存储器2802，该处理器2801与上述实施例提供的触觉传感器相连接。
处理器2801可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器2801可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器2801也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器2801可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器2801还可以包括AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
存储器2802可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是有形的和非暂态的。存储器2802还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器2802中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令，该至少一个指令用于被处理器2801所执行以实现本申请中提供的触碰事件的检测方法。
在一些实施例中，计算机设备2800还可选包括有：外围设备接口2803和至少一个外围设备。具体地，外围设备包括：射频电路2804、触摸显示屏2805、摄像头2806、音频电路2807和电源2808中的至少一种。
外围设备接口2803可被用于将I/O(Input/Output，输入/输出)相关的至少一个外围设备连接到处理器2801和存储器2802。在一些实施例中，处理器2801、存储器2802和外围设备接口2803被集成在同一芯片或电路板上；在一些其他实施例中，处理器2801、存储器2802和外围设备接口2803中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实现，本实施例对此不加以限定。
射频电路2804用于接收和发射RF(Radio Frequency，射频)信号，也称电磁信号。射频电路2804通过电磁信号与通信网络以及其他通信设备进行通信。射频电路2804将电信号转换为电磁信号进行发送，或者，将接收到的电磁信号转换为电信号。可选地，射频电路2804包括：天线系统、RF收发器、一个或多个放大器、调谐器、振荡器、数字信号处理器、编解码芯片组、用户身份模块卡等等。射频电路2804可以通过至少一种无线通信协议来与其它终端进行通信。该无线通信协议包括但不限于：万维网、城域网、内联网、各代移动通信网络(2G、3G、4G及5G)、无线局域网和/或WiFi(Wireless Fidelity，无线保真)网络。在一些实施例中，射频电路2804还可以包括NFC(Near Field Communication，近距离无线通信)有关的电路，本申请对此不加以限定。
触摸显示屏2805用于显示UI(User Interface，用户界面)。该UI可以包括图形、文本、图标、视频及其它们的任意组合。触摸显示屏2805还具有采集在触摸显示屏2805的表面或表面上方的触摸信号的能力。该触摸信号可以作为控制信号输入至处理器2801进行处理。触摸显示屏2805用于提供虚拟按钮和/或虚拟键盘，也称软按钮和/或软键盘。在一些实施例中，触摸显示屏2805可以为一个，设置计算机设备2800的前面板；在另一些实施例中，触摸显示屏2805可以为至少两个，分别设置在计算机设备2800的不同表面或呈折叠设计；在再一些实施例中，触摸显示屏2805可以是柔性显示屏，设置在计算机设备2800的弯曲表面上或折叠面上。甚至，触摸显示屏2805还可以设置成非矩形的不规则图形，也即异形屏。触摸显示屏2805可以采用LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)、OLED(OrganicLight-Emitting Diode,有机发光二极管)等材质制备。
摄像头组件2806用于采集图像或视频。可选地，摄像头组件2806包括前置摄像头和后置摄像头。通常，前置摄像头用于实现视频通话或自拍，后置摄像头用于实现照片或视频的拍摄。在一些实施例中，后置摄像头为至少两个，分别为主摄像头、景深摄像头、广角摄像头中的任意一种，以实现主摄像头和景深摄像头融合实现背景虚化功能，主摄像头和广角摄像头融合实现全景拍摄以及VR(Virtual Reality，虚拟现实)拍摄功能。在一些实施例中，摄像头组件2806还可以包括闪光灯。闪光灯可以是单色温闪光灯，也可以是双色温闪光灯。双色温闪光灯是指暖光闪光灯和冷光闪光灯的组合，可以用于不同色温下的光线补偿。
音频电路2807用于提供用户和计算机设备2800之间的音频接口。音频电路2807可以包括麦克风和扬声器。麦克风用于采集用户及环境的声波，并将声波转换为电信号输入至处理器2801进行处理，或者输入至射频电路2804以实现语音通信。出于立体声采集或降噪的目的，麦克风可以为多个，分别设置在计算机设备2800的不同部位。麦克风还可以是阵列麦克风或全向采集型麦克风。扬声器则用于将来自处理器2801或射频电路2804的电信号转换为声波。扬声器可以是传统的薄膜扬声器，也可以是压电陶瓷扬声器。当扬声器是压电陶瓷扬声器时，不仅可以将电信号转换为人类可听见的声波，也可以将电信号转换为人类听不见的声波以进行测距等用途。在一些实施例中，音频电路2807还可以包括耳机插孔。
电源2808用于为计算机设备2800中的各个组件进行供电。电源2808可以是交流电、直流电、一次性电池或可充电电池。当电源2808包括可充电电池时，该可充电电池可以是有线充电电池或无线充电电池。有线充电电池是通过有线线路充电的电池，无线充电电池是通过无线线圈充电的电池。该可充电电池还可以用于支持快充技术。
在一些实施例中，计算机设备2800还包括有一个或多个传感器2809。该一个或多个传感器2809包括但不限于：加速度传感器2810、陀螺仪传感器2811、压力传感器2812、光学传感器2813以及接近传感器2814。
加速度传感器2810以检测以计算机设备2800建立的坐标系的三个坐标轴上的加速度大小。比如，加速度传感器2810以用于检测重力加速度在三个坐标轴上的分量。处理器2801可以根据加速度传感器2810集的重力加速度信号，控制触摸显示屏2805以横向视图或纵向视图进行用户界面的显示。加速度传感器2810可以用于游戏或者用户的运动数据的采集。
陀螺仪传感器2811可以检测计算机设备2800的机体方向及转动角度，陀螺仪传感器2811可以与加速度传感器2810同采集用户对计算机设备2800的3D动作。处理器2801根据陀螺仪传感器2811采集的数据，可以实现如下功能：动作感应(比如根据用户的倾斜操作来改变UI)、拍摄时的图像稳定、游戏控制以及惯性导航。
压力传感器2812可以设置在计算机设备2800的侧边框和/或触摸显示屏2805的下层。当压力传感器2812设置在计算机设备2800的侧边框时，可以检测用户对计算机设备2800的握持信号，根据该握持信号进行左右手识别或快捷操作。当压力传感器2812设置在触摸显示屏2805的下层时，可以根据用户对触摸显示屏2805的压力操作，实现对UI界面上的可操作性控件进行控制。可操作性控件包括按钮控件、滚动条控件、图标控件、菜单控件中的至少一种。
光学传感器2813用于采集环境光强度。在一个实施例中，处理器2801可以根据光学传感器2813采集的环境光强度，控制触摸显示屏2805的显示亮度。具体地，当环境光强度较高时，调高触摸显示屏2805的显示亮度；当环境光强度较低时，调低触摸显示屏2805的显示亮度。在另一个实施例中，处理器2801还可以根据光学传感器2813采集的环境光强度，动态调整摄像头组件2806的拍摄参数。
接近传感器2814，也称距离传感器，通常设置在计算机设备2800的正面。接近传感器2814用于采集用户与计算机设备2800的正面之间的距离。在一个实施例中，当接近传感器2814检测到用户与计算机设备2800的正面之间的距离逐渐变小时，由处理器2801控制触摸显示屏2805从亮屏状态切换为息屏状态；当接近传感器2814检测到用户与计算机设备2800的正面之间的距离逐渐变大时，由处理器2801控制触摸显示屏2805从息屏状态切换为亮屏状态。
本领域技术人员可以理解，图28中示出的结构并不构成对计算机设备2800的限定，可以包括比图示更多或更少的组件，或者组合某些组件，或者采用不同的组件布置。
应当理解的是，在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同切换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (28)

1.一种触觉传感器，其特征在于，所述触觉传感器包括：传感单元(21)、弹性体支撑外壳(22)和底座(23)；
所述传感单元(21)设置于所述弹性体支撑外壳(22)和所述底座(23)围合而成的内腔中；
所述传感单元(21)包括至少两个光源(211)、光电探测器(212)和反射器(213)，所述光电探测器(212)设置于所述底座(23)上，所述至少两个光源(211)在所述底座(23)上环绕设置在所述光电探测器(212)的周围，所述反射器(213)设置于所述弹性体支撑外壳(22)的内腔顶部。
2.根据权利要求1所述的触觉传感器，其特征在于，所述底座包括x轴和y轴，所述x轴和所述y轴相交处为原点；
所述光电探测器(212)设置在所述原点；
所述至少两个光源(211)包括正x轴光源和负x轴光源，所述正x轴光源和所述负x轴光源分别位于所述x轴的正半轴侧和负半轴侧。
3.根据权利要求2所述的触觉传感器，其特征在于，
所述正x轴光源和所述负x轴光源以所述原点为中心呈中心对称。
4.根据权利要求2所述的触觉传感器，其特征在于，
所述正x轴光源包括n1个光源，所述n1个光源中存在至少两个光源位于所述x轴正半轴的两侧，n1为大于2的整数；
和/或，
所述负x轴光源包括n2个光源，所述n2个光源中存在至少两个光源位于所述x轴负半轴的两侧，n2为大于2的整数。
5.根据权利要求1至4任一所述的触觉传感器，其特征在于，所述底座包括x轴和y轴，所述x轴和所述y轴相交处为原点；
所述光电探测器(212)设置在所述原点；
所述至少两个光源(211)包括正y轴光源和负y轴光源，所述正y轴光源和所述负y轴光源分别位于所述y轴的正半轴侧和负半轴侧。
6.根据权利要求5所述的触觉传感器，其特征在于，
所述正y轴光源和所述负y轴光源以所述原点为中心呈中心对称。
7.根据权利要求5所述的触觉传感器，其特征在于，
所述正y轴光源包括n3个光源，所述n3个光源中存在至少两个光源位于所述y轴正半轴的两侧，n3为大于2的整数；
和/或，
所述负y轴光源包括n4个光源，所述n4个光源中存在至少两个光源位于所述y轴负半轴的两侧，n4为大于2的整数。
8.根据权利要求2至7任一所述的触觉传感器，其特征在于，所述传感单元(21)包括八个光源(211)，所述正x轴光源、所述负x轴光源、所述正y轴光源及所述负y轴光源均包括两个光源；
所述八个光源(211)分别为光源a、光源b、光源c、光源d、光源e、光源f、光源g、光源h，所述八个光源(211)在所述底座(23)上环绕设置在所述光电探测器(212)的周围；
其中，所述光源a为第一正y轴光源，所述光源b为第二正y轴光源；所述光源c为第一正x轴光源，所述光源d为第二正x轴光源；所述光源e为第一负y轴光源，所述光源f为第二负y轴光源；所述光源g为第一负x轴光源，所述光源h为第二负x轴光源。
9.根据权利要求2至7任一所述的触觉传感器，其特征在于，所述触觉传感器包括一个所述光电探测器(212)和多个所述光源(211)；
多个所述光源(211)包括至少两个所述光源(211)设置于同一坐标轴的正半轴区域和负半轴区域；
和/或，
多个所述光源(211)包括至少两个所述光源(211)设置于同一所述坐标轴的两侧。
10.根据权利要求1至7任一所述的触觉传感器，其特征在于，所述反射器(213)在所述底座(23)上的投影区域与所述光源(211)的设置位置不存在交集。
11.根据权利要求10所述的触觉传感器，其特征在于，所述反射器(213)为一个；
所述反射器(213)的形状为正多边形。
12.根据权利要求10所述的触觉传感器，其特征在于，所述反射器(213)为多个；
多个所述反射器(213)按照正多边形布局设置，或，多个所述反射器(213)按照环形布局设置。
13.根据权利要求1至7任一所述的触觉传感器，其特征在于，
所述弹性体支撑外壳(22)为一整体结构，且所述弹性体支撑外壳(22)采用硅胶材料；
或，
所述弹性体支撑外壳(22)包括刚性板和可变形支撑，所述刚性板通过所述可变形支撑与所述底座(23)相联接，所述反射器(213)固定于所述刚性板的下表面。
14.一种触碰事件的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：
获取所述触觉传感器中所述光电探测器测得的光照强度，所述触觉传感器是如权利要求1至13任一所述的触觉传感器；
根据所述光照强度的变化值，测量所述触觉传感器承受的力的大小和方向中的至少一种。
15.根据权利要求14所述的检测方法，其特征在于，所述光源为至少两个；
所述获取所述触觉传感器中所述光电探测器测得的光照强度，包括：
依次控制每个所述光源的通断，以及在所述光源处于接通状态下，获取所述光电探测器测量得到的光照强度；
所述根据所述光照强度的变化值，测量所述触觉传感器承受的力的大小和方向中的至少一种，包括：
基于所述光电探测器测量的所述光照强度的变化值及第一映射关系得到所述触碰事件中的所述触觉传感器承受的平移方向的力的大小和方向中的至少一种；
其中，所述第一映射关系是指所述触觉传感器承受的平移方向的力的大小和方向，与所述光电探测器测量的所述光照强度的变化值之间的对应关系。
16.根据权利要求15所述的检测方法，其特征在于，所述光源包括正x轴光源和负x轴光源；
所述依次控制每个所述光源的通断，以及在所述光源处于接通状态下，获取所述光电探测器测量得到的光照强度，包括：
接通所述正x轴光源，在所述正x轴光源处于接通状态下，获取所述光电探测器测量得到的所述正x轴光源的光照强度；
接通所述负x轴光源，在所述负x轴光源处于接通状态下，获取所述光电探测器测量得到的所述负x轴光源的光照强度；
所述基于所述光电探测器测量的所述光照强度的变化值及第一映射关系得到所述触碰事件中的所述触觉传感器承受的平移方向的力的大小和方向中的至少一种，包括：
根据第一差值及所述第一映射关系得到所述触碰事件中的所述触觉传感器承受的沿x轴平移方向的力的大小和方向；
其中，所述第一差值是指所述光电探测器测量所述正x轴光源得到的光照强度与所述光电探测器测量所述负x轴光源得到的光照强度之间的差值。
17.根据权利要求16所述的检测方法，其特征在于，所述光源包括正y轴光源和负y轴光源；
所述依次控制每个所述光源的通断，以及在所述光源处于接通状态下，获取所述光电探测器测量得到的光照强度，包括：
接通所述正y轴光源，在所述正y轴光源处于接通状态下，获取所述光电探测器测量得到的所述正y轴光源的光照强度；
接通所述负y轴光源，在所述负y轴光源处于接通状态下，获取所述光电探测器测量得到的所述负y轴光源的光照强度；
所述基于所述光电探测器测量的所述光照强度的变化值及第一映射关系得到所述触碰事件中的所述触觉传感器承受的平移方向的力的大小和方向中的至少一种，包括：
根据第二差值及所述第一映射关系得到所述触碰事件中的所述触觉传感器承受的沿y轴平移方向的力的大小和方向；
其中，所述第二差值是指所述光电探测器测量所述正y轴光源得到的光照强度与所述光电探测器测量所述负y轴光源得到的光照强度之间的差值。
18.根据权利要求15所述的检测方法，其特征在于，
所述依次控制每个所述光源的通断，以及在所述光源处于接通状态下，获取所述光电探测器测量得到的光照强度，包括：
获取所述光电探测器在第i时刻测量第一目标光源得到的光照强度，和所述光电探测器在第i+1时刻测量所述第一目标光源得到的光照强度，所述第一目标光源是指所述光源中的至少一个；
所述基于所述光电探测器测量的所述光照强度的变化值及第一映射关系得到所述触碰事件中的所述触觉传感器承受的平移方向的力的大小和方向中的至少一种，包括：
根据第三差值及所述第一映射关系得到所述触碰事件中的所述触觉传感器承受的平移方向的力的大小和方向；
其中，所述第三差值是指所述光电探测器在第i时刻测量所述第一目标光源得到的光照强度与所述光电探测器在第i+1时刻测量所述第一目标光源得到的光照强度之间的差值。
19.根据权利要求14所述的检测方法，其特征在于，所述光源为至少两个；
所述获取所述触觉传感器中所述光电探测器测得的光照强度，包括：
依次控制每个所述光源的通断，以及在所述光源处于接通状态下，获取所述光电探测器测量得到的光照强度；
所述根据所述光照强度的变化值，测量所述触觉传感器承受的力的大小和方向中的至少一种，包括：
基于所述光电探测器测量的所述光照强度的变化值及第二映射关系得到所述触碰事件中的所述触觉传感器承受的旋转方向的力的大小和方向中的至少一种；
其中，所述第二映射关系是指所述触觉传感器承受的旋转方向的力的大小和方向，与所述光电探测器测量的所述光照强度的变化值之间的对应关系。
20.根据权利要求19所述的检测方法，其特征在于，所述光源包括第一x轴光源和第二x轴光源；
所述依次控制每个所述光源的通断，以及在所述光源处于接通状态下，获取所述光电探测器测量得到的光照强度，包括：
接通所述第一x轴光源，在所述第一x轴光源处于接通状态下，获取所述光电探测器测量得到的所述第一x轴光源的光照强度；
接通所述第二x轴光源，在所述第二x轴光源处于接通状态下，获取所述光电探测器测量得到的所述第二x轴光源的光照强度；
所述基于所述光电探测器测量的所述光照强度的变化值及第二映射关系得到所述触碰事件中的所述触觉传感器承受的旋转方向的力的大小和方向中的至少一种，包括：
根据第四差值及所述第二映射关系得到所述触碰事件中的所述触觉传感器承受的绕x轴旋转方向的力的大小和方向；
其中，所述第四差值是指所述光电探测器测量所述第一x轴光源得到的光照强度与所述光电探测器测量所述第二x轴光源得到的光照强度之间的差值；所述第一x轴光源包括所述第一正x轴光源，所述第二x轴光源包括所述第二正x轴光源；或者，所述第一x轴光源包括所述第一负x轴光源，所述第二x轴光源包括所述第二负x轴光源；或者，所述第一x轴光源包括所述第一正x轴光源和所述第二负x轴光源，所述第二x轴光源包括所述第二正x轴光源和所述第一负x轴光源。
21.根据权利要求20所述的检测方法，其特征在于，所述光源包括第一y轴光源和第二y轴光源；
所述依次控制每个所述光源的通断，以及在所述光源处于接通状态下，获取所述光电探测器测量得到的光照强度，包括：
接通所述第一y轴光源，在所述第一y轴光源处于接通状态下，获取所述光电探测器测量得到的所述第一x轴光源的光照强度；
接通所述第二y轴光源，在所述第二y轴光源处于接通状态下，获取所述光电探测器测量得到的所述第二x轴光源的光照强度；
所述基于所述光电探测器测量的所述光照强度的变化值及第二映射关系得到所述触碰事件中的所述触觉传感器承受的旋转方向的力的大小和方向中的至少一种，包括：
根据第五差值及所述第二映射关系得到所述触碰事件中的所述触觉传感器承受的绕y轴旋转方向的力的大小和方向；
其中，所述第五差值是指所述光电探测器测量所述第一y轴光源得到的光照强度与所述光电探测器测量所述第二y轴光源得到的光照强度之间的差值；所述第一y轴光源包括所述第一正y轴光源，所述第二y轴光源包括所述第二正y轴光源；或者，所述第一y轴光源包括所述第一负y轴光源，所述第二y轴光源包括所述第二负y轴光源；或者，所述第一y轴光源包括所述第一正y轴光源和所述第二负y轴光源，所述第二y轴光源包括所述第二正y轴光源和所述第一负y轴光源。
22.根据权利要求19所述的检测方法，其特征在于，
所述依次控制每个所述光源的通断，以及在所述光源处于接通状态下，获取所述光电探测器测量得到的光照强度，包括：
接通第二目标光源，在所述第二目标光源处于接通状态下，获取所述光电探测器测量得到的所述第二目标光源的光照强度；
接通第三目标光源，在所述第三目标光源处于接通状态下，获取所述光电探测器测量得到的所述第三目标光源的光照强度；
所述第二目标光源是所述光源中的任意一个，所述第三目标光源是所述光源中与所述第二目标光源不同的光源；
所述基于所述光电探测器测量的所述光照强度的变化值及第二映射关系得到所述触碰事件中的所述触觉传感器承受的旋转方向的力的大小和方向中的至少一种，包括：
根据第六差值及所述第二映射关系得到所述触碰事件中的所述触觉传感器承受的绕z轴旋转方向的力的大小和方向；
其中，所述第六差值是指所述光电探测器测量所述第二目标光源得到的光照强度与所述光电探测器测量所述第三目标光源得到的光照强度之间的差值。
23.根据权利要求19所述的检测方法，其特征在于，
所述依次控制每个所述光源的通断，以及在所述光源处于接通状态下，获取所述光电探测器测量得到的光照强度，包括：
获取所述光电探测器在第i时刻测量第四目标光源得到的光照强度，和所述光电探测器在第i+1时刻测量所述第四目标光源得到的光照强度，所述第四目标光源是指所述光源中的至少一个；
所述基于所述光电探测器测量的所述光照强度的变化值及第二映射关系得到所述触碰事件中的所述触觉传感器承受的旋转方向的力的大小和方向中的至少一种，包括：
根据第七差值及所述第二映射关系得到所述触碰事件中的所述触觉传感器承受的旋转方向的力的大小和方向；
其中，所述第七差值是指所述光电探测器在第i时刻测量所述第四目标光源得到的光照强度与所述光电探测器在第i+1时刻测量所述第四目标光源得到的光照强度之间的差值。
24.根据权利要求14所述的检测方法，其特征在于，所述光源为至少两个；
所述获取所述触觉传感器中所述光电探测器测得的光照强度，包括：
依次控制每个所述光源的通断，以及在所述光源处于接通状态下，获取所述光电探测器测量得到的光照强度；
所述根据所述光照强度的变化值，测量所述触觉传感器承受的力的大小和方向中的至少一种，包括：
将所述光电探测器测量的光照强度输入至机器学习模型进行预测，得出所述触碰事件中的所述触觉传感器承受的力的大小和方向中的至少一种；
其中，所述机器学习模型是计算机设备根据所述触觉传感器承受的力的大小和方向，与所述光电探测器测量的所述光照强度的变化值之间的对应关系进行训练得到的模型。
25.一种电子皮肤，其特征在于，所述电子皮肤的表面覆盖有触觉传感器阵列，所述触觉传感器阵列包括至少两个如权利要求1至13任一所述的触觉传感器。
26.一种机器人，其特征在于，所述机器人表面预设位置处覆盖有如权利要求1至13任一所述的触觉传感器，或，如权利要求25所述的电子皮肤。
27.一种感知设备，其特征在于，所述感知设备包括：控制器和触觉传感器，所述触觉传感器包括至少一个如权利要求1至13任一所述的触觉传感器，所述控制器连接所述触觉传感器并执行以实现如权利要求14至24任一所述的触碰事件的检测方法。
28.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现如权利要求14至24任一所述的触碰事件的检测方法。
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