CN105222702A - 三维度电阻式曲面传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三维度电阻式曲面传感器，包括一个柔性电路板，所述柔性电路板的两面分别贴敷有至少一个含碳导电覆膜橡胶，每个含碳导电覆膜橡胶设置有两根引线。本发明体积小，厚度薄，能同时对覆盖在待测物表面多个位置的角度进行感应，测量灵活；由于每个传感器柔性电路板的两面分别贴敷有含碳导电覆膜橡胶，在表面有多个弯曲时，如表面同时有向上弯曲和向下弯曲时，向上弯曲和向下弯曲位置处的检测单元的阻值、电压同时会发生变化，从而外部检测电路能同时检测向上弯曲和向下弯曲位置处电流电压数据最终得到待测物的三维轮廓，避免了现有曲面传感器在一个表面同时存在向上弯曲和向下弯曲时只能感应一个弯曲度的不足。

Description

三维度电阻式曲面传感器
技术领域
本发明涉及一种三维度电阻式曲面传感器。
背景技术
现有曲面传感器产品均采用薄膜基板，所用材料是镀膜电阻体，但体积大，柔软度受限制，曲度只能做钝角弯曲，在一个面有多个弯曲时只能检测一个弯曲度，功能比较单一。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种三维度电阻式曲面传感器，以解决现有技术存在的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
三维度电阻式曲面传感器，包括一个柔性电路板，所述柔性电路板的两面分别贴敷有至少一个含碳导电覆膜橡胶，每个含碳导电覆膜橡胶设置有两根引线。
每个含碳导电覆膜橡胶的长为5-10毫米，宽为2毫米，厚为1毫米。
相对于现有技术，本发明体积小，厚度薄，通过弯曲到达阻值的变化使得每个检测单元(含碳导电覆膜橡胶)能同时对覆盖在待测物表面多个位置的角度进行感应，测量灵活；由于每个传感器柔性电路板的两面分别贴敷有含碳导电覆膜橡胶，在表面有多个弯曲时，如表面同时有向上弯曲和向下弯曲时，向上弯曲和向下弯曲位置处的检测单元的阻值、电压同时会发生变化，从而外部检测电路能同时检测向上弯曲和向下弯曲位置处电流电压数据最终得到待测物的三维轮廓，避免了现有曲面传感器在一个表面同时存在向上弯曲和向下弯曲时只能感应一个弯曲度的不足。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的含碳导电覆膜橡胶未弯曲时的弯曲度与电阻值的对应示意图。
图3为本发明的含碳导电覆膜橡胶向上弯曲时的弯曲度与电阻值的对应示意图。。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
本实施例的三维度电阻式曲面传感器，包括一个柔性电路板2，所述柔性电路板2的两面分别贴敷有至少一个含碳导电覆膜橡胶1，可以是5个或者更多，每个含碳导电覆膜橡胶1设置有两根引线。含碳导电覆膜橡胶1的长为5-10毫米，宽为2毫米，厚为1毫米。
在导电橡胶制作中，通过掺入碳粉量的多少可以控制导电橡胶的电阻大小，一般都可以利用现有软件算法确定掺入碳粉的比例值。
本发明的工作原理：
将含碳导电橡胶1覆膜（镀膜）贴敷在柔性电路板2的两面上，柔性电路板2弯曲后导电橡胶1内碳分子距离分布会发生改变，分子间电阻会随弯曲角度不同有规律性变化，将含碳导电橡胶1两端通电后，弯曲角度不同呈现的电阻不同，电流也会随着发生变化，外部检测电路检测其电阻变化后的阻值或电流变化的电流值，就可以知道柔性电路板2的弯曲度，即待测位置处表面的弯曲度。
比如一个含碳导电覆膜橡胶1作为一个检测单元，拟定未弯曲时角度为180°，电阻为180KΩ，在它弯曲160°时就是160KΩ，弯曲120°时就是120KΩ，依次类推。如果向上弯曲检测单元，阻值会变小，以未弯曲时的180°为累加基数，如每减小10KΩ，则对应的角度值为180°+10°=190°，依次类推直至360°；如果向下弯曲检测单元，阻值变大，则以180°为下减基数，如每减小10KΩ，则对应的角度值为180°-10°=170°，依次类推直至0°，从而实现360°角度的检测。角度的变化会时检测单元橡胶的阻值发生变化，电阻变化会使检测单元通电后的电流发生变化，输出端电压也会发生变化，外部检测电路会以每秒数十次的速度扫描测量这些检测单元的电流（阻值）变化，然后通过AD转换电路形成数据传输给计算机，计算机根据检测结果排列出相应弯曲度不同的线段连接后形成三维图形，上述计算机对检测结果的处理方法为现有技术。
将本发明覆盖在待测物体上，检测其每个含碳导电覆膜橡胶1（检测单元）的弯曲度变化的电阻或电流值就可以形成一空间三维数据，用软件将数据组合就可以得到一空间3D图像数据。比如，检测一只脚的三维数据，将本发明覆盖或包裹在脚上，外部检测电路依次扫描检测每个检测单元弯曲后电阻变化形成的数据，进行处理组合后，即得到一个脚部空间3D效果图。
本发明的单个检测单元构造越小，排列密度越高，其检测分辨率越高，检测精细度越高。

Claims (2)

1.三维度电阻式曲面传感器，其特征在于：包括一个柔性电路板，所述柔性电路板的两面分别贴敷有至少一个含碳导电覆膜橡胶，每个含碳导电覆膜橡胶设置有两根引线。
2.根据权利要求1所述的三维度电阻式曲面传感器，其特征在于：每个含碳导电覆膜橡胶的长为5-10毫米，宽为2毫米，厚为1毫米。
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