高解析觸覺(jué)感測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種觸覺(jué)感測(cè)裝置，特別是一種藉由改善接觸物體之表面粗糙度以提升解析能力之高解析觸覺(jué)感測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]一般而言，觸覺(jué)感測(cè)量測(cè)系統(tǒng)與人類(lèi)手指的功能相似，當(dāng)與物體接觸時(shí)，可以知道所接觸的物體表面的特征與其他物理性質(zhì)信息，例如:作用力或壓力的強(qiáng)度與空間分布、物體形狀與位置、表面紋路質(zhì)地、溫度、柔軟度或濕度等特征信息。隨著現(xiàn)今科技的日漸蓬勃與發(fā)展，目前現(xiàn)有的觸覺(jué)感測(cè)量測(cè)系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域中，已可大幅地應(yīng)用于例如控制機(jī)器人動(dòng)作(如抓取物體)、結(jié)合顯示器用來(lái)作為觸控輸入設(shè)備、實(shí)現(xiàn)指紋辨識(shí)或虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)等用途。
[0003]其中，就應(yīng)用層面而言，惟有能夠提供精準(zhǔn)且高分辨率的觸覺(jué)感測(cè)，方能有助于準(zhǔn)確地判斷所接觸物體的角度及方位，更俾利于提升觸覺(jué)感測(cè)技術(shù)(Tactile SensingTechnology)的流暢度。更進(jìn)一步而言，一個(gè)可靠的觸覺(jué)傳感器所講求的，即是必須能夠不受到外界環(huán)境變化的影響，使得感測(cè)功能可以在任何工作條件下皆保持精確的靈敏度水平。至于，環(huán)境中容易影響觸覺(jué)感測(cè)的因素很多，大抵而言包括有:環(huán)境中的溫度、濕度、接觸界面的平滑度與否等等因素。而為了維持觸覺(jué)傳感器較佳的感測(cè)精度與解析能力，現(xiàn)有技術(shù)皆致力于降低環(huán)境中可能造成影響及干擾的因子。然而，這些改善通常效率不佳，或是提升的幅度相當(dāng)有限，并無(wú)法有效地解決環(huán)境中造成觸覺(jué)感測(cè)干擾及噪聲的因素。
[0004]有鑒于此需求，同時(shí)為了提供一種具有較佳感測(cè)精度的觸覺(jué)傳感器，本發(fā)明人是有感先前技藝之可改善，且依據(jù)多年來(lái)從事此方面之相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，悉心觀察且研宄之，并配合學(xué)理之運(yùn)用，而提出一種設(shè)計(jì)新穎且能有效提升觸覺(jué)感測(cè)精度之本發(fā)明，其是揭露一種高解析之觸覺(jué)感測(cè)裝置，其具體之架構(gòu)及實(shí)施方式將詳述于下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決習(xí)知技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明之一目的是在于提供一種高解析觸覺(jué)感測(cè)裝置，其是針對(duì)現(xiàn)行的觸覺(jué)傳感器作一改良，相較于習(xí)知技術(shù)，此種新穎的高解析觸覺(jué)感測(cè)裝置是有助于提供較佳的檢測(cè)效益與解析能力。
[0006]本發(fā)明之又一目的是在于提供一種高解析觸覺(jué)感測(cè)裝置，其是藉由提供一填平層，并利用填平層之平滑表面來(lái)改善與接觸物體間的表面粗糙度，藉此降低因表面粗糙度所造成之干擾，進(jìn)而提升觸覺(jué)感測(cè)裝置之感測(cè)精度與訊號(hào)解析能力。
[0007]本發(fā)明之再一目的是在于提供一種高解析觸覺(jué)感測(cè)裝置，此感測(cè)裝置不僅可針對(duì)現(xiàn)有的觸覺(jué)傳感器進(jìn)行改良與應(yīng)用外，更可進(jìn)一步地用于未來(lái)科技機(jī)械人手指觸覺(jué)的解析能力，皆可應(yīng)用本發(fā)明，在無(wú)形中提高本發(fā)明所能應(yīng)用之范疇，并增進(jìn)其產(chǎn)業(yè)應(yīng)用性。
[0008]是以，本發(fā)明是揭露一種高解析觸覺(jué)感測(cè)裝置，用于接觸一受測(cè)物體并感知其觸覺(jué)。此種高解析觸覺(jué)感測(cè)裝置包括有一超音波組件、一緩沖層、以及一填平層。其中，超音波組件具有多個(gè)使用于發(fā)送及接收訊號(hào)之感測(cè)單元，以對(duì)受測(cè)物體進(jìn)行偵測(cè)并提供感測(cè)結(jié)果。緩沖層是設(shè)置于超音波組件之表面。填平層是具有一平滑表面，并設(shè)置于緩沖層之表面，以顯露出該平滑表面，并利用此平滑表面接觸于受測(cè)物體，藉此降低與受測(cè)物體間因表面粗糙度所造成之干擾。
[0009]其中，根據(jù)本發(fā)明之實(shí)施例，所述之緩沖層的材質(zhì)例如可為有機(jī)材料、無(wú)機(jī)材料、或以有機(jī)材料與無(wú)機(jī)材料混合制成之混成材料。
[0010]根據(jù)本發(fā)明之實(shí)施例，其中，所述之填平層的材質(zhì)亦例如可為有機(jī)材料、無(wú)機(jī)材料、或以有機(jī)材料與無(wú)機(jī)材料混合制成之混成材料。
[0011]根據(jù)本發(fā)明之實(shí)施例，其中，所述之填平層的聲抗值是大于1.2牛頓*秒/米3。
[0012]根據(jù)本發(fā)明之實(shí)施例，其中，所述之填平層的厚度是大于3微米。
[0013]根據(jù)本發(fā)明之實(shí)施例，其中，所述之填平層的表面鉛筆硬度是大于3H。
[0014]根據(jù)本發(fā)明之實(shí)施例，其中，所述之填平層的表面粗糙度應(yīng)大于緩沖層之表面粗糙度。再者，填平層之表面粗糙度應(yīng)小于或等于10微米，至于，緩沖層之表面粗糙度則大于或等于3微米。
[0015]更進(jìn)一步而言，為了完全去除與受測(cè)物體間因表面粗糙度所造成之干擾，本發(fā)明所使用之填平層之表面粗糙度更可進(jìn)一步地透過(guò)一軟件進(jìn)行補(bǔ)償，例如將表面粗糙度當(dāng)成背景值扣除，則亦可用以實(shí)施本發(fā)明之發(fā)明目的。
[0016]底下藉由具體實(shí)施例配合所附的圖式詳加說(shuō)明，當(dāng)更容易了解本發(fā)明之目的、技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及其所達(dá)成之功效。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是為一習(xí)見(jiàn)觸覺(jué)傳感器之結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例之高解析觸覺(jué)感測(cè)裝置之結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以上有關(guān)于本發(fā)明的內(nèi)容說(shuō)明，與以下的實(shí)施方式是用以示范與解釋本發(fā)明的精神與原理，并且提供本發(fā)明的專(zhuān)利申請(qǐng)范圍更進(jìn)一步的解釋。有關(guān)本發(fā)明的特征、實(shí)作與功效，茲配合圖式作較佳實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0021]為了有效提升現(xiàn)行觸覺(jué)傳感器之訊號(hào)解析能力，本發(fā)明是針對(duì)此目標(biāo)提出一種較佳的改良裝置，其是為一高解析觸覺(jué)感測(cè)裝置。其中，為了能更佳地理解本發(fā)明所述之技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)一并參閱圖1及圖2所示結(jié)構(gòu)之示意圖，本發(fā)明將據(jù)此進(jìn)行詳細(xì)之說(shuō)明如下。
[0022]首先，如圖1所示，其是為一習(xí)見(jiàn)觸覺(jué)傳感器之結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，一超音波組件10是用以對(duì)受測(cè)物體20進(jìn)行偵測(cè)，并提供感測(cè)結(jié)果，其中，超音波組件10中是具有多個(gè)使用于發(fā)送及接收訊號(hào)(如箭頭所示)之感測(cè)單元，以對(duì)受測(cè)物體20進(jìn)行偵測(cè)。由于超音波組件10之操作原理主要是由一探頭發(fā)射出聲波，碰到受測(cè)物體20之界面21產(chǎn)生反彈波，再由探頭進(jìn)行偵測(cè)，即可得知界面和探頭的相對(duì)位置及感知結(jié)果。此一部份之技術(shù)實(shí)為現(xiàn)今科技所熟知者，而并非本發(fā)明之發(fā)明重點(diǎn)，故就此超音波組件部分之細(xì)部技術(shù)內(nèi)容，本發(fā)明并不進(jìn)行贅述。
[0023]之后，一緩沖層(buffer) 30是設(shè)置于超音波組件10之表面，在一實(shí)施例中，緩沖層30之材質(zhì)例如可為有機(jī)材料、無(wú)機(jī)材料、或以有機(jī)材料與無(wú)機(jī)材料混合制成之混成材料(例如:聚二甲基娃氧燒，Polydimethylsiloxane, PDMS)。如圖1所示，由于緩