本發(fā)明涉及皮膚感知領(lǐng)域，尤其涉及一種用于機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件的皮膚感知系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、活動(dòng)構(gòu)件是指機(jī)器人、機(jī)械臂等運(yùn)動(dòng)裝置中的各種構(gòu)件，機(jī)器中每一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)單元體稱為一個(gè)構(gòu)件，柔性電子皮膚一般覆蓋在機(jī)器人的機(jī)械臂上，可以讓機(jī)器人獲得“感覺”，能夠靈活避開前進(jìn)中遇到的各種障礙，柔性電子皮膚包含數(shù)百個(gè)獨(dú)立的傳感器，借助傳感器收集的信息，機(jī)器人可以利用所謂的“觸覺”來(lái)控制走向，識(shí)別周圍的情況，找出最佳的行進(jìn)路線，在機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件中覆蓋電子皮膚能夠提高使用效率，在現(xiàn)有的電子皮膚中，當(dāng)機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件覆蓋電子皮膚進(jìn)行運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)遇到障礙物時(shí)，電子皮膚無(wú)法及時(shí)的進(jìn)行感知處理，從而造成機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件碰撞到障礙物上，從而對(duì)電子皮膚和機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件造成損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、(1)要解決的技術(shù)問題

2、為了克服在現(xiàn)有的電子皮膚中，當(dāng)機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件覆蓋電子皮膚進(jìn)行運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)遇到障礙物時(shí)，電子皮膚無(wú)法及時(shí)的進(jìn)行感知處理，從而造成機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件碰撞到障礙物上，從而對(duì)電子皮膚和機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件造成損壞的問題。

3、(2)技術(shù)方案

4、本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種用于機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件的皮膚感知系統(tǒng)，包括機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件主體以及粘連在機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件主體表面的電子皮膚；其特征在于：還包括有柔性基底、感知單元、數(shù)據(jù)處理單元、感知控制單元，感知單元、數(shù)據(jù)處理單元以及感知控制單元之間安裝有柔性基底，感知控制單元通過(guò)數(shù)據(jù)處理單元與感知單元相連通；

5、感知單元包括包括主控模組、與主控模組配合使用的紅外傳感模組或壓力傳感模組，紅外傳感模組、壓力傳感模組和主控模組之間通過(guò)接口進(jìn)行連通，從而構(gòu)成感知單元；

6、數(shù)據(jù)處理單元包括數(shù)據(jù)采集模組、數(shù)據(jù)融合模組、數(shù)據(jù)傳導(dǎo)模組，數(shù)據(jù)采集模組、數(shù)據(jù)融合模組和數(shù)據(jù)傳導(dǎo)模組之間通過(guò)接口進(jìn)行連通，從而構(gòu)成數(shù)據(jù)處理單元；

7、感知控制單元包括數(shù)據(jù)處理模組、控制模組、數(shù)據(jù)處理模組與控制模組之間通過(guò)接口進(jìn)行連通，從而構(gòu)成感知控制單元。

8、優(yōu)選的，通過(guò)設(shè)置感知單元、數(shù)據(jù)處理單元和感知控制單元的復(fù)合式結(jié)構(gòu)，來(lái)代替原有的單一式的結(jié)構(gòu)，從而能夠?qū)Ω采w電子皮膚的機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)周邊遇到障礙物時(shí)，能夠精準(zhǔn)的捕捉障礙物，使得電子皮膚對(duì)障礙物進(jìn)行感知處理，電子皮膚在感知完成后，通過(guò)數(shù)據(jù)處理單元對(duì)障礙物的距離等進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，當(dāng)達(dá)到合適的距離后，這時(shí)數(shù)據(jù)處理單元能夠?qū)?shù)據(jù)傳輸至感知控制單元中，從而來(lái)對(duì)機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件進(jìn)行控制處理，達(dá)到機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件未碰撞到障礙物時(shí)，電子皮膚能夠控制機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件及時(shí)的停止運(yùn)動(dòng)，避免機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件與障礙物發(fā)生碰撞，從而造成機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件和電子皮膚的損壞，進(jìn)一步的提高了電子皮膚對(duì)障礙物的感知能力，增加了機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的安全性能，大大的提高了電子皮膚的應(yīng)用能力，使得電子皮膚使用范圍更廣，避免機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中無(wú)法及時(shí)感知障礙物。

9、進(jìn)一步地，感知單元、數(shù)據(jù)處理單元與感知控制單元的表面均安裝有軟體保護(hù)膜，從而用于保護(hù)感知單元、數(shù)據(jù)處理單元與感知控制單元，從而能夠?qū)Ω兄獑卧?shù)據(jù)處理單元與感知控制單元進(jìn)行保護(hù)，避免感知單元、數(shù)據(jù)處理單元與感知控制單元受到灰塵等影響，造成接觸不良等情況，從而影響對(duì)障礙物的感知效果。

10、進(jìn)一步地，感知單元、數(shù)據(jù)處理單元與感知控制單元之間的柔性基底通過(guò)雙面膠上下貼合，從而提高感知單元、數(shù)據(jù)處理單元與感知控制單元之間的粘連性，避免感知單元、數(shù)據(jù)處理單元與感知控制單元長(zhǎng)期使用時(shí)，由于粘連性能較差，造成感知單元、數(shù)據(jù)處理單元與感知控制單元之間的分離脫落。

11、進(jìn)一步地，感知控制單元、數(shù)據(jù)處理單元和感知單元之間通過(guò)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，從而能夠使得感知控制單元、數(shù)據(jù)處理單元和感知單元進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸處理，進(jìn)一步提高了機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件的感知效果。

12、進(jìn)一步地，柔性基底為聚酰胺薄膜材質(zhì)的柔性電路板，從而能夠提高柔性基底的柔軟性能。

13、進(jìn)一步地，軟體保護(hù)膜采用pu薄膜材質(zhì)制作而成，從而使得軟體保護(hù)膜彈性佳，輕度高，且能夠?qū)Ω兄獑卧?、?shù)據(jù)處理單元與感知控制單元進(jìn)行防水，使得軟體保護(hù)膜的厚度極薄。

14、進(jìn)一步地，感知單元內(nèi)部的壓力傳感模組中安裝有壓力緩沖硅膠層，可用于緩沖與外界碰撞的力，可用于緩沖與外界碰撞的力，從而進(jìn)一步提高整體的緩沖效果。

15、進(jìn)一步地，感知控制單元、數(shù)據(jù)處理單元和感知單元的內(nèi)部均貼有導(dǎo)熱硅膠軟片，從而對(duì)感知控制單元、數(shù)據(jù)處理單元和感知單元進(jìn)行導(dǎo)熱處理，避免長(zhǎng)期的使用造成感知控制單元、數(shù)據(jù)處理單元和感知單元過(guò)熱，從而影響對(duì)數(shù)據(jù)的處理。

16、進(jìn)一步地，感知控制單元、數(shù)據(jù)處理單元和感知單元之間通過(guò)硅膠粘連劑進(jìn)行密封處理，從而對(duì)感知控制單元、數(shù)據(jù)處理單元和感知單元之間進(jìn)行密封處理，避免灰塵、水等從連接處進(jìn)入到感知控制單元、數(shù)據(jù)處理單元和感知單元的內(nèi)部。

17、進(jìn)一步地，感知控制單元、數(shù)據(jù)處理單元和感知單元之間通過(guò)can總線接口進(jìn)行通信連接，從而能夠進(jìn)行通信傳輸處理，進(jìn)一步提高了使用效率。

18、(3)有益效果

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

20、1、通過(guò)設(shè)置感知單元、數(shù)據(jù)處理單元和感知控制單元的復(fù)合式結(jié)構(gòu)，來(lái)代替原有的單一式的結(jié)構(gòu)，從而能夠?qū)Ω采w電子皮膚的機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)周邊遇到障礙物時(shí)，能夠精準(zhǔn)的捕捉障礙物，使得電子皮膚對(duì)障礙物進(jìn)行感知處理，電子皮膚在感知完成后，通過(guò)數(shù)據(jù)處理單元對(duì)障礙物的距離等進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，當(dāng)達(dá)到合適的距離后，這時(shí)數(shù)據(jù)處理單元能夠?qū)?shù)據(jù)傳輸至感知控制單元中，從而來(lái)對(duì)機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件進(jìn)行控制處理，達(dá)到機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件未碰撞到障礙物時(shí)，電子皮膚能夠控制機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件及時(shí)的停止運(yùn)動(dòng)，避免機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件與障礙物發(fā)生碰撞，從而造成機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件和電子皮膚的損壞，進(jìn)一步的提高了電子皮膚對(duì)障礙物的感知能力，增加了機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的安全性能，大大的提高了電子皮膚的應(yīng)用能力，使得電子皮膚使用范圍更廣，避免機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中無(wú)法及時(shí)感知障礙物；

21、2、通過(guò)感知單元，通過(guò)紅外傳感模組和壓力傳感模組對(duì)覆蓋電子皮膚的機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件與障礙物之間的距離進(jìn)行感應(yīng)處理，使得能夠及時(shí)的感應(yīng)障礙物的距離，通過(guò)紅外傳感模組對(duì)障礙物之間的距離進(jìn)行精準(zhǔn)控制，進(jìn)一步的提高了對(duì)障礙物感應(yīng)的工作效率，壓力傳感器模組能夠使得當(dāng)覆蓋電子皮膚的機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件與障礙物發(fā)生接觸的一瞬間能夠及時(shí)的進(jìn)行感應(yīng)，從而避免覆蓋電子皮膚的機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件與障礙物發(fā)生碰撞，主控模組能夠?qū)t外傳感模組和壓力傳感模組進(jìn)行主控處理，能夠控制紅外傳感模組和壓力傳感模組的使用，且主控模組能夠?qū)⒏袘?yīng)后的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理單元中，進(jìn)一步的提高了感應(yīng)效率；

22、3、通過(guò)數(shù)據(jù)處理單元，能夠?qū)Ω兄獑卧獋鬏斶^(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)來(lái)后，首先通過(guò)采集模組對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理，采集后的數(shù)據(jù)進(jìn)入到數(shù)據(jù)融合模組，數(shù)據(jù)融合模組對(duì)采集后的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析處理，當(dāng)數(shù)據(jù)達(dá)到了需要停止覆蓋電子皮膚的機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)時(shí)，這時(shí)數(shù)據(jù)融合模組將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)傳導(dǎo)模組中，從而進(jìn)行下一步步驟，使得能夠提高數(shù)據(jù)處理的效率，能夠及時(shí)的對(duì)感應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；

23、4、通過(guò)感知控制單元，使得能夠?qū)Ω采w電子皮膚的機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制，當(dāng)數(shù)據(jù)處理單元傳來(lái)處理后的數(shù)據(jù)時(shí)，這時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)處理模組對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步進(jìn)行分析，分析后的數(shù)據(jù)傳輸至控制模組內(nèi)，這時(shí)控制模組傳輸指令到控制機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件的主控單元，從而用來(lái)控制覆蓋電子皮膚的機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)停止，進(jìn)一步的提高了感應(yīng)處理的效率，避免覆蓋電子皮膚的機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件撞擊遇到的障礙物，使得覆蓋電子皮膚的機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件發(fā)生損壞等情況。