科创中国
一种基于光敏元件的三维触觉传感器
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-10-30 16:52:38
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-11-09 10:24:33
本发明属于传感器技术领域，涉及一种基于光敏元件的三维触觉传感器，包括柔性传感器罩、传感器电路板与传感器底座；柔性传感器罩安装在传感器底座上，柔性传感器罩与传感器底座围成密闭空间；所述传感器电路板安装在密闭空间内；传感器电路板上设有发光器件和若干个光敏元件，发光器件发出的光到达柔性传感器罩内壁后进行反射，光敏元件接收柔性传感器罩内壁反射的光。本发明提出一种基于光敏元件的三维触觉传感器，实现了对一维触觉与二维滑觉的监测和测量，易于实现触觉三维力的解耦，同时可以实现对不同接触点的估算，可广泛用于机器人触觉感知。
.一种基于光敏元件的三维触觉传感器，其特征在于：
包括柔性传感器罩(1)、传感器电路板(2)与传感器底座(3)；柔性传感器罩(1)安装在传感器底座(3)上，柔性传感器罩(1)与传感器底座(3)围成密闭空间；所述传感器电路板(2)安装在密闭空间内；
传感器电路板(2)上设有发光器件(4)和若干个光敏元件，发光器件(4)用于提供光场，发光器件(4)发出的光到达柔性传感器罩(1)内壁后进行反射，光敏元件接收柔性传感器罩(1)内壁反射的光；
柔性传感器罩(1)受力变形后，其反射发光器件(4)光线的路径将发生变化，传感器内部光场发生变化，光敏元件测量的不同位置的光强也将发生变化，通过实时监测光敏元件的光强测量值的变化，实现对柔性传感器罩(1)变形的计算，从而实现对外部接触力的监测。
机器人技术：这种传感器可以应用于机器人手部，使机器人能够感知和识别不同表面的微小变化，从而实现更精准的抓取和操作。通过感知表面的微触觉，机器人可以更好地适应和应对不同物体的形状和材质。
医疗领域：在医疗设备或医疗机器人中，这种传感器能够提供对组织、器官或其他生物材料的高分辨率触觉反馈。这有助于进行微创手术或精细操作，提供更准确的触觉引导和反馈，增加手术操作的精度和安全性。
虚拟现实（VR）与增强现实（AR）：这种传感器可用于虚拟现实或增强现实设备中，增强用户体验。当用户触摸虚拟物体时，传感器能够提供更逼真的触觉反馈，增强互动体验。
自动化制造：在自动化制造中，这种传感器可用于检测零件表面的微小缺陷、质地差异或精细结构，有助于质量控制和产品检验。
无人机与航空航天：在无人机或航空航天领域，这种传感器可以提供对航空器表面的微触觉，有助于飞行器的接触感知、碰撞避免和精准操作。
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机器人技术：这种传感器可以应用于机器人手部，使机器人能够感知和识别不同表面的微小变化，从而实现更精准的抓取和操作。通过感知表面的微触觉，机器人可以更好地适应和应对不同物体的形状和材质。
医疗领域：在医疗设备或医疗机器人中，这种传感器能够提供对组织、器官或其他生物材料的高分辨率触觉反馈。这有助于进行微创手术或精细操作，提供更准确的触觉引导和反馈，增加手术操作的精度和安全性。
虚拟现实（VR）与增强现实（AR）：这种传感器可用于虚拟现实或增强现实设备中，增强用户体验。当用户触摸虚拟物体时，传感器能够提供更逼真的触觉反馈，增强互动体验。
自动化制造：在自动化制造中，这种传感器可用于检测零件表面的微小缺陷、质地差异或精细结构，有助于质量控制和产品检验。
无人机与航空航天：在无人机或航空航天领域，这种传感器可以提供对航空器表面的微触觉，有助于飞行器的接触感知、碰撞避免和精准操作。
技术转让
这种基于光敏元件的三维触觉传感器对于需要高精度触觉反馈的领域具有广泛的应用潜力，能够提供高分辨率的表面感知和微触觉信息，从而改善设备操作、产品质量和用户体验。
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