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申请/专利权人：南方科技大学

摘要：本发明公开了力觉传感器、机器人及力觉传感器的应用方法。该力觉传感器包括柔性交互模块和数据采集模块。柔性交互模块与目标交互物体接触；数据采集模块采集柔性交互模块产生的柔性形变的表征值；基于计算机视觉和计算机深度学习，获取柔性形变对应的目标交互的特性。应用该力觉传感器的机器人不仅能够显著降低硬件成本和结构复杂程度，还能够显著丰富机器人的应用场景。该机器人能够在陆地、水下等非结构化环境下完成高精度物理交互任务。

主权项：1.一种力觉传感器，其特征在于，所述力觉传感器包括：柔性交互模块和数据采集模块；所述柔性交互模块与所述数据采集模块通过机械结构相连；所述柔性交互模块与目标交互物体接触；所述数据采集模块采集所述柔性交互模块产生的柔性形变的表征值；基于计算机视觉和计算机深度学习，获取柔性形变对应的目标交互的特性；所述柔性交互模块包括：柔性机构和视觉标记物；所述柔性机构包括：基于差分刚度原理设计的柔性机构和基于差分刚度原理设计柔性机构的变种机构中的一种；所述视觉标记物包括：所述柔性机构表面涂上的不同颜色、所述柔性机构表面涂上的几何形状图案、所述柔性机构上额外附着的小球和所述柔性机构表面涂上的二维码中的一种；所述柔性机构将物理交互过程产生的机械运动转化为柔性机构的三维空间运动；所述物理交互包括：由外部作用力引起的物理交互和来自柔性机构内部的物理交互；所述柔性机构通过自身的非线性弹性变形及三维超材料构型，实现对接触界面实际物理交互形变的三维响应；所述柔性机构受到外部环境的侧向作用力时，通过网络结构，使其实现柔性连杆的凹陷式形变，以实现与外部环境的自适应性构型；从而使力觉传感器直接作为机器人末端执行器；所述柔性机构包括：被动自适应末端构型、流体驱动伸缩构型；所述被动自适应末端构型为由弹性材料制作的三维网状结构手指；所述流体驱动伸缩构型为风琴管形态；所述柔性形变的表征值为形变图像变化、光学信号变化或者经计算机视觉提取的标记物特征值；所述柔性形变的表征值获得方式为单次数据采集获得、多次数据采集的序列获得；所述目标交互特性为基于采集信号与深度学习算法中的神经网络模型，并通过数据处理模块获得目标交互物体的软硬程度、接触力大小和接触力的方向；所述数据采集模块中安装：光学传感器、图像传感器和红外传感器中的一种或者多种。

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