專利名稱：一種滑覺傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動觸發(fā)傳感器，特別是涉及機(jī)器人觸覺領(lǐng)域中的一種滑覺傳感
直O(jiān)
背景技術(shù)：
隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的智能水平也在提高，人們也希望機(jī)器人可以幫助人類進(jìn)行更多的活動，機(jī)器人干活少不了需要各種各樣的傳感器，其中滑覺傳感器就是必須的一種。機(jī)器人的機(jī)械手在抓住屬性未知的物體時，必須要確定合適的夾持力，其過程是當(dāng)夾持力不夠時物體會產(chǎn)生滑動，傳感器檢測到該滑動信號并根據(jù)這一信號，機(jī)器人不斷的提高夾持力直到將物體緊緊夾住且不損壞物體，該滑動檢測器稱為滑覺傳感裝置。在電子工業(yè)出版社1996年9月出版的《智能機(jī)器人傳感技術(shù)》的書中第139頁至 144頁介紹了幾種滑覺傳感裝置，其中最典型的是觸針式滑動傳感器和貝爾格萊德手掌滑覺傳感器，其缺點是抗振動能力差，以及其是以電荷或電磁為傳感的基礎(chǔ)，而這在實際使用中常常會受到電磁干擾出現(xiàn)問題，在使用范圍受到限制。國外就曾報道過多起機(jī)器人失控傷人事件，經(jīng)調(diào)查受到電磁干擾是重要的原因之一。機(jī)器人越接近人類的生活，對其安全性要求越高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種滑覺傳感裝置。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、加工制作方便、成本低且使用方式靈活、壽命長、靈敏度高、具有較好的抗電磁干擾能力。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種滑覺傳感裝置，其特征在于包括基板、殼體、移動板、曲線型支架、測試單元和處理單元，所述殼體固定在基板上，所述移動板通過曲線型支架設(shè)置在殼體內(nèi)，所述曲線型支架的一端安裝在殼體底部，所述曲線型支架的另一端安裝在移動板上，所述移動板上安裝有觸桿，且所述觸桿的端頭部從基板的表面伸出，在所述曲線形支架上相對兩側(cè)連續(xù)布設(shè)有多個第一 A側(cè)變形齒和多個第一 B側(cè)變形齒，多個第一 A側(cè)變形齒和多個第一 B側(cè)變形齒之間呈交錯布設(shè)且二者的頭部間形成供一個或多個第一信號光纖穿過的曲線形通道，第一 A側(cè)變形齒和第一 B側(cè)變形齒對應(yīng)布設(shè)在第一信號光纖兩側(cè)，第一信號光纖通過光纜與測試單元連接，測試單元與處理單元連接。上述的一種滑覺傳感裝置，所述曲線型支架由曲線型殼體構(gòu)成，多個第一 A側(cè)變形齒和多個第一B側(cè)變形齒對應(yīng)布設(shè)在曲線型殼體的內(nèi)壁上。上述的一種滑覺傳感裝置，所述觸桿的端頭部安裝有防滑橡膠端冒。上述的一種滑覺傳感裝置，所述曲線形支架為彈簧，第一 A側(cè)變形齒和第一 B側(cè)變形齒對應(yīng)布設(shè)在彈簧中相鄰相鄰兩圈彈簧絲之間。上述的一種滑覺傳感裝置，所述曲線形支架為波紋管，第一 A側(cè)變形齒和第一 B側(cè)變形齒對應(yīng)布設(shè)在波紋管的管壁上內(nèi)凹處的相對兩個側(cè)面。上述的一種滑覺傳感裝置，所述曲線形支架為柱體，在柱體的側(cè)壁上分布有縫隙， 在縫隙的上下兩側(cè)布設(shè)有相互交錯對應(yīng)的第一 A側(cè)變形齒和第一 B側(cè)變形齒。上述的一種滑覺傳感裝置，在所述曲線型支架上與第一個信號光纖并排布設(shè)有第二信號光纖，以及連續(xù)布設(shè)在所述曲線型支架上的多個第二 A側(cè)變形齒和多個第二 B側(cè)變形齒，所述第二信號光纖夾持在第二 A側(cè)變形齒與第二 B側(cè)變形齒之間，所述第二 A側(cè)變形齒和第二 B側(cè)變形齒沿著曲線型支架每360度為一個周期，每個周期的起始點位于曲線型支架的同一個方向，并作為零角度，每個周期內(nèi)的變形齒的間距或齒高是單調(diào)變化的，且不同周期的變形齒的間距或齒高是單調(diào)變化且變化趨勢是一致的，所述第二個信號光纖通過光纜與測試單元相連接。上述的一種滑覺傳感裝置，沿著曲線型支架每360度為一個周期且每個周期之間沒有交叉，每個周期劃分為相同數(shù)量的有限個區(qū)域，對應(yīng)于曲線型支架同一個方向的每個周期上的對應(yīng)區(qū)域內(nèi)的變形齒的間距或齒高是相同的。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點1、結(jié)構(gòu)簡單、加工制作簡便、投入成本低且使用方式靈活、靈敏度高。2、采用光纖的微彎傳感技術(shù)不僅精度高，而且具有良好的抗電磁干擾能力，使安置本裝置的機(jī)器手工作更加安全可靠。3、當(dāng)在曲線形支架內(nèi)安置有第二信號光纖用來監(jiān)測滑動的方向，從而為智能機(jī)器人提高更可靠的數(shù)據(jù)以便分析處理。4、本發(fā)明裝置可以方便的安置于機(jī)器手上，可以進(jìn)行實時準(zhǔn)確的滑覺測試，幫助機(jī)器手更好的完成工作。綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、加工制作方便、成本低且使用方式靈活、靈敏度高、使用效果好，具有良好的抗電磁干擾能力，具有推廣價值。下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明實施例1中的曲線型殼體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明實施例1中的曲線型殼體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為圖5中A處的局部放大示意圖。圖7為本發(fā)明實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為圖7中的A-A剖視示意圖。圖9為本實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明1-光纜；4-1-第一 A側(cè)變形齒；4-2-第一 B側(cè)變形齒；
4-3-第二 A側(cè)變形齒；4-4-第二 B側(cè)變形齒；5_測試單元；7-處理單元；10-觸桿；11-殼體；
12-防滑橡膠端冒；16-基板；33-第一信號光纖；38-彈簧；
13-第二信號光纖; 19-曲線型殼體； 36-柱體； 40-波紋管；
15-移動板； 20-阻尼彈簧； 37-縫隙； 42-管壁。
具體實施例方式如圖1所示的一種滑覺傳感裝置，包括基板16、殼體11、移動板15、曲線型支架、測試單元5和處理單元7，所述殼體11固定在基板16上，所述移動板15通過曲線型支架設(shè)置在殼體11內(nèi)，所述曲線型支架的一端安裝在殼體11底部，所述曲線型支架的另一端安裝在移動板15上，所述移動板15上安裝有觸桿10，且所述觸桿10的端頭部從基板16的表面伸出，在所述曲線形支架上相對兩側(cè)連續(xù)布設(shè)有多個第一 A側(cè)變形齒4-1和多個第一 B側(cè)變形齒4-2，多個第一 A側(cè)變形齒4-1和多個第一 B側(cè)變形齒4-2之間呈交錯布設(shè)且二者的頭部間形成供一個或多個第一信號光纖33穿過的曲線形通道，第一 A側(cè)變形齒4-1和第一 B 側(cè)變形齒4-2對應(yīng)布設(shè)在第一信號光纖33兩側(cè)，第一信號光纖33通過光纜1與測試單元 5連接，測試單元5與處理單元7連接。本實施例中，所述曲線型支架由曲線型殼體19構(gòu)成，多個第一 A側(cè)變形齒4-1和多個第一 B側(cè)變形齒4-2對應(yīng)布設(shè)在曲線型殼體19的內(nèi)壁上，當(dāng)觸桿10在外界物體的滑移作用力F作用下，使曲線型殼體19出現(xiàn)彎曲變形，從而使布設(shè)于曲線型殼體19內(nèi)的第一 A側(cè)變形齒4-1和第一 B兩側(cè)變形齒4-2間的距離改變，導(dǎo)致夾持于第一 A側(cè)變形齒4-1和第一 B兩側(cè)變形齒4-2間的第一信號光纖33的彎曲曲率變化，使傳輸于第一信號光纖33 內(nèi)的光信號的功率變化，通過光纜1測試單元5測得該變化信號并傳遞給處理單元7，處理單元7經(jīng)計算得到曲線型殼體19的彎曲狀態(tài)，并推算出外界物體的滑移大小，然后傳輸給其他的控制單元。所述的移動板15通過阻尼元件固定于殼體11的內(nèi)壁。所述的阻尼元件是阻尼彈簧20，所述的阻尼元件也可以是阻尼橡膠。所述第一信號光纖33為外部包有多層保護(hù)層的光纖，所述第一信號光纖33為外部包有多層光纖保護(hù)層的光纖，如緊套光纖、碳涂覆光纖、聚酰亞胺涂覆光纖等；所述第一信號光纖33也可以是塑料光纖、多芯光纖、細(xì)徑光纖或光子晶體光纖；或是多根第一信號光纖33并排夾持在第一 A側(cè)變形齒4-1和第一 B側(cè)變形齒4-2之間，或是多根第一信號光纖33通過樹脂合并為信號光纖束或信號光纖帶。所述第一信號光纖33外部包覆有一層防水材料層，如防水油膏，可進(jìn)一步防止水分子對第一信號光纖33的侵蝕，延長了第一信號光纖33的使用壽命。實施例2如圖4所示，本實施例中，與實施例1不同的是所述曲線形支架為彈簧38，第一 A側(cè)變形齒4-1和第一 B側(cè)變形齒4-2對應(yīng)布設(shè)在彈簧38中相鄰兩圈彈簧絲之間，且第一 A側(cè)變形齒4-1和第一 B側(cè)變形齒4-2相互交錯布設(shè)。本實施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實施例1相同。實施例3如圖5、圖6所示，本實施例中，與實施例1不同的是所述曲線形支架為波紋管40，第一 A側(cè)變形齒4-1和第一 B側(cè)變形齒4-2對應(yīng)布設(shè)在波紋管40的管壁42上內(nèi)凹處的相對兩個側(cè)面上，且第一 A側(cè)變形齒4-1和第一 B側(cè)變形齒4-2相互交錯布設(shè)。本實施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實施例1相同。實施例4如圖7、圖8所示，本實施例中，與實施例1不同的是所述曲線形支架為柱體36， 在柱體36的側(cè)壁上分布有縫隙37，在縫隙37的上下兩側(cè)布設(shè)有相互交錯對應(yīng)的第一 A側(cè)變形齒4-1和第一 B側(cè)變形齒4-2。本實施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實施例1相同。實施例5如圖9所示，本實施例中，與實施例1不同的是在所述曲線型殼體19上與第一個信號光纖33并排布設(shè)有第二信號光纖13，以及連續(xù)布設(shè)在所述曲線型殼體19上的多個第二 A側(cè)變形齒4-3和多個第二 B側(cè)變形齒4-4，所述第二信號光纖13夾持在第二 A側(cè)變形齒4-3與第二 B側(cè)變形齒4-4之間，所述第二 A側(cè)變形齒4-3和第二 B側(cè)變形齒4_4沿著曲線型殼體19每360度為一個周期，每個周期的起始點位于曲線型殼體19的同一個方向， 并作為零角度，每個周期內(nèi)的變形齒的間距或齒高是單調(diào)變化的，且不同周期的變形齒的間距或齒高是單調(diào)變化且變化趨勢是一致的，所述第二個信號光纖13通過光纜1與測試單元5相連接。這樣可以測試觸桿10的在外界物體滑移作用下曲線型殼體19的彎曲方向， 為更好的控制及處理提供數(shù)據(jù)。一種優(yōu)選的做法是沿著曲線型殼體19每360度為一個周期每個周期之間沒有交叉，每個周期劃分為相同數(shù)量的有限個區(qū)域，對應(yīng)于曲線型殼體19同一個方向的每個周期上的對應(yīng)區(qū)域內(nèi)的變形齒的間距或齒高是相同的。本實施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實施例1相同。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種滑覺傳感裝置，其特征在于包括基板(16)、殼體(11)、移動板(15)、曲線型支架、測試單元(5)和處理單元(7)，所述殼體(11)固定在基板(16)上，所述移動板(15)通過曲線型支架設(shè)置在殼體(11)內(nèi)，所述曲線型支架的一端安裝在殼體(11)底部，所述曲線型支架的另一端安裝在移動板(1 上，所述移動板(巧)上安裝有觸桿(10)，且所述觸桿 (10)的端頭部從基板(16)的表面伸出，在所述曲線形支架上相對兩側(cè)連續(xù)布設(shè)有多個第一 A側(cè)變形齒(4-1)和多個第一 B側(cè)變形齒G-2)，多個第一 A側(cè)變形齒(4-1)和多個第一 B側(cè)變形齒(4- 之間呈交錯布設(shè)且二者的頭部間形成供一個或多個第一信號光纖(33)穿過的曲線形通道，第一 A側(cè)變形齒(4-1)和第一 B側(cè)變形齒(4- 對應(yīng)布設(shè)在第一信號光纖(3 兩側(cè)，第一信號光纖(3 通過光纜(1)與測試單元( 連接，測試單元(5)與處理單元(7)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滑覺傳感裝置，其特征在于所述曲線型支架由曲線型殼體(19)構(gòu)成，多個第一 A側(cè)變形齒(4-1)和多個第一 B側(cè)變形齒(4- 對應(yīng)布設(shè)在曲線型殼體(19)的內(nèi)壁上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滑覺傳感裝置，其特征在于所述觸桿(10)的端頭部安裝有防滑橡膠端冒(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滑覺傳感裝置，其特征在于所述曲線形支架為彈簧 (38)，第一 A側(cè)變形齒(4-1)和第一 B側(cè)變形齒(4- 對應(yīng)布設(shè)在彈簧(38)中相鄰相鄰兩圈彈簧絲之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滑覺傳感裝置，其特征在于所述曲線形支架為波紋管 (40)，第一 A側(cè)變形齒(4-1)和第一 B側(cè)變形齒(4- 對應(yīng)布設(shè)在波紋管00)的管壁02) 上內(nèi)凹處的相對兩個側(cè)面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滑覺傳感裝置，其特征在于所述曲線形支架為柱體 (36)，在柱體(36)的側(cè)壁上分布有縫隙(37)，在縫隙(37)的上下兩側(cè)布設(shè)有相互交錯對應(yīng)的第一 A側(cè)變形齒(4-1)和第一 B側(cè)變形齒(4-2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一權(quán)利要求所述的一種滑覺傳感裝置，其特征在于在所述曲線型支架上與第一個信號光纖(3 并排布設(shè)有第二信號光纖(13)，以及連續(xù)布設(shè)在所述曲線型支架上的多個第二A側(cè)變形齒(4- 和多個第二B側(cè)變形齒G-4)，所述第二信號光纖(1 夾持在第二 A側(cè)變形齒(4- 與第二 B側(cè)變形齒(4-4)之間，所述第二 A側(cè)變形齒(4- 和第二 B側(cè)變形齒(4-4)沿著曲線型支架每360度為一個周期，每個周期的起始點位于曲線型支架的同一個方向，并作為零角度，每個周期內(nèi)的變形齒的間距或齒高是單調(diào)變化的，且不同周期的變形齒的間距或齒高是單調(diào)變化且變化趨勢是一致的，所述第二個信號光纖(1 通過光纜(1)與測試單元( 相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種滑覺傳感裝置，其特征在于沿著曲線型支架每360度為一個周期且每個周期之間沒有交叉，每個周期劃分為相同數(shù)量的有限個區(qū)域，對應(yīng)于曲線型支架同一個方向的每個周期上的對應(yīng)區(qū)域內(nèi)的變形齒的間距或齒高是相同的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種滑覺傳感裝置，包括基板、殼體、移動板、曲線型支架、測試單元和處理單元，殼體固定在基板上，移動板通過曲線型支架設(shè)置在殼體內(nèi)，曲線型支架的一端安裝在殼體底部，曲線型支架的另一端安裝在移動板上，移動板上安裝有觸桿，且觸桿的端頭部從基板的表面伸出，在曲線形支架上相對兩側(cè)連續(xù)布設(shè)有多個第一A側(cè)變形齒和多個第一B側(cè)變形齒，多個第一A側(cè)變形齒和多個第一B側(cè)變形齒之間呈交錯布設(shè)且二者的頭部間形成供一個或多個第一信號光纖穿過的曲線形通道，第一信號光纖通過光纜與測試單元連接，測試單元與處理單元連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、加工制作方便、成本低。
文檔編號B25J19/02GK102485444SQ20101056882
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者杜兵 申請人:西安金和光學(xué)科技有限公司