1.基于仿生蘑菇结构的高灵敏度电容式柔性三维力触觉传感器,其特征是:包括半球形触头(1)、四个柔性球曲面激励电极(2)、柔性半球形公共电极(4)、环形固定件(5)和柔性基底(6);
所述半球形触头(1)呈帽状,四个所述的柔性球曲面激励电极(2)等间隔的均匀粘贴在所述半球形触头(1)的内壁上;
所述柔性基底(6)包括一体化的上半球体和下圆柱体;所述柔性半球形公共电极(4)呈帽状,且以其内壁粘贴在所述柔性基底(6)的上半球体上;
所述环形固定件(5)的顶部设有环形凹槽,所述环形凹槽的截面呈半圆形;所述环形凹槽将所述环形固定件(5)的顶端面分割为外环和内环,外环与所述半球形触头(1)的底面贴合固定、内环与所述柔性半球形公共电极(4)的底面贴合固定;
在所述半球形触头(1)、所述柔性半球形公共电极(4)及所述环形固定件(5)之间形成空气腔(3);
所述半球形触头(1)与所述柔性半球形公共电极(4)的中轴线重合;四个所述柔性球曲面激励电极(2)与所述柔性半球形公共电极(4)相互不接触,构成四个呈空间立体分布的电容,整体呈蘑菇型结构;
所述半球形触头(1)的外径与所述环形固定件(5)顶端面外环的外径一致,所述柔性半球形公共电极(4)的外径与所述环形固定件(5)顶端面内环的外环一致,且所述半球形触头(1)的壁厚、所述柔性半球形公共电极(4)的壁厚及所述环形固定件(5)顶端面外环与内环的厚度一致;所述柔性半球形公共电极(4)的内径与所述柔性基底(6)上半球体、下圆柱体的直径相一致。
2.根据权利要求1所述的基于仿生蘑菇结构的高灵敏度电容式柔性三维力触觉传感器,其特征是:每个柔性球曲面激励电极(2)均通过一根导线引出作为一个激励端,柔性半球形公共电极(4)通过导线引出构成公共电极。
3.根据权利要求1所述的基于仿生蘑菇结构的高灵敏度电容式柔性三维力触觉传感器,其特征是:所述的半球形触头(1)、所述环形固定件(5)和所述柔性基底(6)由柔性绝缘材料制成,所述柔性球曲面激励电极(2)和所述柔性半球形公共电极(4)由柔性导电材料制成。
4.根据权利要求1所述的基于仿生蘑菇结构的高灵敏度电容式柔性三维力触觉传感器,其特征是:四个所述柔性球曲面激励电极(2)与所述半球形触头(1)的内壁、所述柔性半球形公共电极(4)的内壁与所述柔性基底(6)的上半球体、所述环形固定件(5)顶端面的外环与所述半球形触头(1)的底面、以及所述环形固定件(5)顶端面的内环与所述柔性半球形公共电极(4)的底面在贴合固定时,皆采用硅橡胶作为粘接剂。
5.根据权利要求3所述的基于仿生蘑菇结构的高灵敏度电容式柔性三维力触觉传感器,其特征是:所述的柔性绝缘材料为聚二甲基硅氧烷和硅橡胶材料中的至少一种,所述的柔性导电材料为有机硅导电银胶、导电聚合物和导电复合材料中的至少一种。