本發(fā)明涉及傳感器，具體涉及一種觸覺傳感器、電子設(shè)備以及感測方法。

背景技術(shù)：

1、觸覺傳感器是一種可以檢測受壓位置、壓力大小等信息的傳感器，在軟體機(jī)器人、醫(yī)療器械和可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域展現(xiàn)了非常大的應(yīng)用前景。

2、目前，大部分觸覺傳感器都依賴于傳感單元(如壓敏片、電容傳感器等)，空間分辨率較低，難于滿足用戶的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提出一種觸覺傳感器，能夠提升空間分辨率。

2、本發(fā)明還提出一種具有上述觸覺傳感器的電子設(shè)備以及應(yīng)用于電子設(shè)備的感測方法。

3、根據(jù)本發(fā)明的第一方面實(shí)施例的觸覺傳感器，包括相對(duì)且間隔設(shè)置的透明波導(dǎo)和染色波導(dǎo)，透明波導(dǎo)用于接收光線，并在受壓后產(chǎn)生形變以和染色波導(dǎo)接觸耦合，透明波導(dǎo)內(nèi)的光線從透明波導(dǎo)和染色波導(dǎo)的接觸位置進(jìn)入染色波導(dǎo)，染色波導(dǎo)用于調(diào)整光線的光譜，并輸出對(duì)應(yīng)光信號(hào)。

4、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸覺傳感器，至少具有如下有益效果：透明波導(dǎo)內(nèi)的光線進(jìn)入染色波導(dǎo)后，染色波導(dǎo)的顏色可以調(diào)節(jié)進(jìn)入染色波導(dǎo)的光線，光線在染色波導(dǎo)內(nèi)進(jìn)行傳播時(shí)，透明波導(dǎo)和染色波導(dǎo)不同的接觸位置，使得光線在染色波導(dǎo)內(nèi)的濾波距離也不相同，從而染色波導(dǎo)可以輸出具有不同光譜的光信號(hào)，基于不同光譜的光信號(hào)可以對(duì)透明波導(dǎo)和染色波導(dǎo)的接觸位置、透明波導(dǎo)受壓的壓力大小進(jìn)行檢測。相較于相關(guān)技術(shù)中采用密集陣列的傳感單元進(jìn)行檢測的方式，本申請(qǐng)實(shí)施例利用光線在染色波導(dǎo)的不同濾波距離，以輸出具有不同光譜的光信號(hào)，從而可以基于不同光譜的光信號(hào)對(duì)透明波導(dǎo)和染色波導(dǎo)的接觸位置、透明波導(dǎo)受壓的壓力大小進(jìn)行檢測，無需依賴密集分布的傳感單元，染色波導(dǎo)的每個(gè)位置均可以與透明波導(dǎo)接觸耦合，從而可以對(duì)更多的接觸位置進(jìn)行檢測，有助于提升了觸覺傳感器的空間分辨率。

5、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，定義m為光線內(nèi)兩束不同波長的光在染色波導(dǎo)內(nèi)的衰減系數(shù)的差值，x為接觸位置和染色波導(dǎo)的出光位置之間的距離，c為入射光線內(nèi)兩束不同波長的光的功率比值，k為光信號(hào)內(nèi)兩束不同波長的光的功率比值；其中，i?nk＝mx+c。

6、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，透明波導(dǎo)用于接收復(fù)色光線，染色波導(dǎo)采用復(fù)色光線中的一種顏色。

7、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，透明波導(dǎo)具有相對(duì)的第一端面和第二端面，其中，第一端面為弧面，并用于接收光線，和/或第二端面連接有用于遮擋第二端面的第一遮擋件。

8、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，染色波導(dǎo)具有相對(duì)的第三端面和第四端面，所述第一端面和所述第三端面分別位于所述觸覺傳感器的相對(duì)兩端；其中，第三端面為弧面，并用于射出光信號(hào)，和/或第四端面連接有用于遮擋第四端面的第二遮擋件。

9、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，觸覺傳感器還包括安裝座，安裝座的相背兩側(cè)分別設(shè)有第一安裝槽和第二安裝槽；透明波導(dǎo)設(shè)置于第一安裝槽，染色波導(dǎo)設(shè)置于第二安裝槽；第一端面和第三端面分別位于安裝座的相對(duì)兩端；安裝座還設(shè)有位于第一安裝槽和第二安裝槽之間、且連通第一安裝槽和第二安裝槽的開口。

10、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，透明波導(dǎo)采用柔性材料，和/或，染色波導(dǎo)采用硬質(zhì)材料或者柔性材料。

11、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，透明波導(dǎo)和染色波導(dǎo)均采用可拉伸材料。

12、根據(jù)本發(fā)明的第二方面實(shí)施例的電子設(shè)備，包括光源、檢測件以及上述任一實(shí)施例中的觸覺傳感器；光源用于發(fā)射光線；觸覺傳感器用于接收光線，并改變光線的光譜，以發(fā)射對(duì)應(yīng)的光信號(hào)；檢測件用于接收光信號(hào)，并根據(jù)光信號(hào)確定接觸位置和/或透明波導(dǎo)受壓的壓力大小。

13、根據(jù)本發(fā)明的第三方面實(shí)施例的感測方法，感測方法應(yīng)用于電子設(shè)備，電子設(shè)備包括觸覺傳感器、光源以及檢測件，觸覺傳感器包括相對(duì)且間隔設(shè)置的透明波導(dǎo)和染色波導(dǎo)，透明波導(dǎo)用于接收光源發(fā)射的光線，染色波導(dǎo)用于調(diào)整光線的光譜，并輸出對(duì)應(yīng)的光信號(hào)；感測方法包括：控制光源向透明波導(dǎo)發(fā)射光線；按壓透明波導(dǎo)，使透明波導(dǎo)產(chǎn)生形變以和染色波導(dǎo)接觸耦合，透明波導(dǎo)內(nèi)的光線從透明波導(dǎo)和染色波導(dǎo)的接觸位置進(jìn)入染色波導(dǎo)，染色波導(dǎo)調(diào)整光線的光譜后輸出對(duì)應(yīng)的光信號(hào)；以及根據(jù)光信號(hào)確定接觸位置和/或透明波導(dǎo)受壓的壓力大小。

14、本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種觸覺傳感器，其特征在于，包括相對(duì)且間隔設(shè)置的透明波導(dǎo)和染色波導(dǎo)，所述透明波導(dǎo)用于接收光線，并在受壓后產(chǎn)生形變以和所述染色波導(dǎo)接觸耦合，所述透明波導(dǎo)內(nèi)的光線從所述透明波導(dǎo)和所述染色波導(dǎo)的接觸位置進(jìn)入所述染色波導(dǎo)，所述染色波導(dǎo)用于調(diào)整光線的光譜，并輸出對(duì)應(yīng)光信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸覺傳感器，其特征在于，定義m為光線內(nèi)兩束不同波長的光在所述染色波導(dǎo)內(nèi)的衰減系數(shù)的差值，x為接觸位置和所述染色波導(dǎo)的出光位置之間的距離，c為入射光線內(nèi)兩束不同波長的光的功率比值，k為所述光信號(hào)內(nèi)兩束不同波長的光的功率比值；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸覺傳感器，其特征在于，所述透明波導(dǎo)用于接收復(fù)色光線，所述染色波導(dǎo)采用所述復(fù)色光線中的一種顏色。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸覺傳感器，其特征在于，所述透明波導(dǎo)具有相對(duì)的第一端面和第二端面，其中，所述第一端面為弧面，并用于接收光線，和/或所述第二端面連接有用于遮擋所述第二端面的第一遮擋件。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的觸覺傳感器，其特征在于，所述染色波導(dǎo)具有相對(duì)的第三端面和第四端面，所述第一端面和所述第三端面分別位于所述觸覺傳感器的相對(duì)兩端；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的觸覺傳感器，其特征在于，所述觸覺傳感器還包括安裝座，所述安裝座的相背兩側(cè)分別設(shè)有第一安裝槽和第二安裝槽；所述透明波導(dǎo)設(shè)置于所述第一安裝槽，所述染色波導(dǎo)設(shè)置于所述第二安裝槽；所述第一端面和所述第三端面分別位于所述安裝座的相對(duì)兩端；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸覺傳感器，其特征在于，所述透明波導(dǎo)采用柔性材料，和/或，所述染色波導(dǎo)采用硬質(zhì)材料或者柔性材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸覺傳感器，其特征在于，所述透明波導(dǎo)和所述染色波導(dǎo)均采用可拉伸材料。

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：

10.一種感測方法，其特征在于，應(yīng)用于電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括觸覺傳感器、光源以及檢測件，所述觸覺傳感器包括相對(duì)且間隔設(shè)置的透明波導(dǎo)和染色波導(dǎo)，所述透明波導(dǎo)用于接收所述光源發(fā)射的光線，所述染色波導(dǎo)用于調(diào)整光線的光譜，并輸出對(duì)應(yīng)的光信號(hào)；所述感測方法包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種觸覺傳感器、電子設(shè)備以及感測方法，觸覺傳感器包括相對(duì)且間隔設(shè)置的透明波導(dǎo)和染色波導(dǎo)，透明波導(dǎo)用于接收光線，并在受壓后產(chǎn)生形變以和染色波導(dǎo)接觸耦合，透明波導(dǎo)內(nèi)的光線從透明波導(dǎo)和染色波導(dǎo)的接觸位置進(jìn)入染色波導(dǎo)，染色波導(dǎo)用于調(diào)整光線的光譜，并輸出對(duì)應(yīng)光信號(hào)，從而能夠提升觸覺傳感器的空間分辨率。

技術(shù)研發(fā)人員：戴建生,聶亦丁,范東亮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南方科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10