本发明涉及电子皮肤领域，具体涉及一种用于胶囊机器人的触觉传感系统和触觉传感方法。
背景技术：
尽管近年来电子皮肤研究取得了长足进展，但仍然存在感应材料的响应灵敏度不足、稳定性和抗干扰能力较差及感应的范围窄等诸多问题，这些限制了其实际应用。在众多的电子皮肤研究中，例如：清华大学冯雪等人申请的专利“柔性仿生电子皮肤及其制备方法”公开号是cn108896219a，提供一种柔性仿生电子皮肤及其制备方法。所述柔性仿生电子皮肤包括：压阻层；薄膜电极；制作成本较高且工艺比较复杂，难以应用到实际场景。尤其是用于在感测比较微小或者内部环境，目前没有相关的微小型的机器人的触觉传感系统。
因此，需要一种能够感测多方向、多维度、用于微小环境的触觉传感系统。
技术实现要素：
为至少解决上述技术问题，提出了本发明的如下所述的多个方案。
根据本发明的第一方面，提供一种用于胶囊机器人的触觉传感系统，包括多个触觉传感单元，其中，所述触觉传感系统包括：
处理器和胶囊机器人；
所述多个触觉传感单元封装在所述胶囊机器人上的多个预设触觉感知区域上；
所述多个触觉传感单元，用于感测外界的信号；以及
所述处理器，用于接收由所述胶囊机器人传递的且由所述触觉传感单元所感测的信号，并对所感测的信号进行处理，得到探测结果。
本发明的传感系统，主要是通过将触觉传感单元封装到胶囊机器人的表面上，构建成三维的触觉传感系统，可以使得胶囊机器人每个面具有温度、压力感知能力，提升胶囊机器人的智能化以及人机交互的水平。
在一个实施方案中，在所述胶囊机器人的第一预设触觉感知区域和第二预设触觉感知区域上分别封装有三维阵列形式的所述多个触觉传感单元，其中所述第一预设触觉感知区域包括所述胶囊机器人的端部区域，所述第二预设触觉感知区域包括所述胶囊机器人的腰部区域。
在本发明中构建成三维阵列的触觉传感系统，可以使胶囊机器人每个面具有温度、压力感知能力，提升胶囊机器人的智能化以及人机交互的水平。
在上述任一实施方案中，所述触觉传感单元包括：压力传感单元和温度传感单元，所述触觉传感单元所感测的信号包括以下中的至少一个：温度变化信号、压力产生的形变信号。
在上述任一实施方案中，在所述胶囊机器人上设置有控制芯片，所述处理器用于将所述探测结果发送给所述控制芯片；以及所述控制芯片用于根据所述探测结果控制所述胶囊机器人进行相应操作。
本发明构建的三维阵列的触觉传感系统可以将由压力产生的形变信号、温度变化信号通过集成电路输入到控制芯片，通过控制芯片控制胶囊机器人，使得胶囊机器人每个面具有温度、压力感知能力，提升胶囊机器人的智能化以及人机交互的水平。
在上述任一个实施方案中，所述多个触觉传感单元上连接的电极线从所述胶囊机器人的一端伸出，并与所述处理器连接。
根据本发明的第二方面，提供的是用于胶囊机器人的触觉传感方法，所述触觉传感方法包括：
在所述胶囊机器人上的多个预设触觉感知区域上封装多个触觉传感单元；
所述多个触觉传感单元感测外界的信号，并且所述胶囊机器人传递由所述触觉传感单元所感测的信号给处理器；以及
所述处理器对所感测的信号进行处理，得到探测结果。
在本发明中，通过在所述胶囊机器人上的多个预设触觉感知区域上封装多个触觉传感单元，可以使得胶囊机器人每个面具有温度、压力感知能力，提升胶囊机器人的智能化以及人机交互的水平。
在一个实施方案中，将三维阵列形式的所述多个触觉传感单元分别封装在所述胶囊机器人的第一预设触觉感知区域和第二预设触觉感知区域上，其中所述第一预设触觉感知区域包括所述胶囊机器人的端部区域，所述第二预设触觉感知区域包括所述胶囊机器人的腰部区域。
在上述任一个实施方案中，所述触觉传感单元包括：压力传感单元和温度传感单元，所述触觉传感单元所感测的信号包括以下中的至少一个：温度变化信号、压力产生的形变信号。
在上述任一个实施方案中，所述触觉传感方法还包括：所述处理器将所述探测结果发送给所述胶囊机器人上的所述控制芯片；以及所述控制芯片根据所述探测结果控制所述胶囊机器人进行相应操作。
在上述任一实施方案中，将所述多个触觉传感单元上连接的电极线从所述胶囊机器人的一端伸出，以与所述处理器连接。
通过本发明的触觉传感系统和触觉传感方法，将多个触觉传感单元封装在胶囊机器人的表面上，使得胶囊机器人每个面具有温度、压力感知能力，提升胶囊机器人的智能化以及人机交互的水平。
附图说明
以示例的方式参考以下附图描述本发明的非限制性且非穷举性实施方案，其中：
图1示出了根据本发明的用于胶囊机器人的触觉传感系统的一优选实施方案的示意图；
图2（a）-（b）示出了根据本发明的用于胶囊机器人的触觉传感系统的多个触觉传感单元封装的一优选实施方案的示意图；
图3示出了根据本发明的用于胶囊机器人的触觉传感系统触觉传感系统的另一实施方案的示意图；
图4示出了根据本发明的用于胶囊机器人的触觉传感方法的一优选实施方案的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的上述以及其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一步描述本发明。应当理解，本文给出的具体实施方案是出于向本领域技术人员解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。
图1示出了根据本发明一实施方案的用于胶囊机器人的触觉传感系统的示意图。
如图1所示，所以触觉传感系统100包括：多个触觉传感单元130；处理器120和胶囊机器人110；所述多个触觉传感单元130封装在所述胶囊机器人110上的多个预设触觉感知区域上，其中所述多个触觉传感单元130包括压力传感单元131和温度传感单元132。多个触觉传感单元130可以采用阵列方式的传感器，例如：3×3的阵列。所述多个触觉传感单元130可以用于感测外界的信号；以及所述处理器120可以用于接收由所述胶囊机器人110传递的且由所述触觉传感单元130所感测的信号，并对所感测的信号进行处理，得到探测结果。
具体地说，本实施方案中在所述胶囊机器人110上的多个预设触觉感知区域也可以封装多个柔性电子皮肤。
本发明的触觉传感系统，采用的是多个触觉传感单元，使得通过触觉传感单元感测由外界产生的信号（例如：压力产生的形变信号、温度变化信号等）；通过处理器对所感测的信号进行处理，或者可以将所感测的信号集成电路输入到控制芯片。控制芯片可以使胶囊机器人每个地方具有温度、压力感知能力，提升胶囊机器人的智能化以及人机交互的水平。
图2（a）-（b）示出了根据本发明一实施方案的多个触觉传感单元封装的示意图。
如图2（a）所示，在所述第一预设触觉感知区域a上封装有三维阵列形式的多个触觉传感单元，在第二预设触觉感知区域b上封装有三维阵列形式的多个触觉传感单元，在第三预设触觉感知区域c上封装有三维阵列形式的多个触觉传感单元。
具体的，在该实施方案中采用的是14阵列结构，当然还可以根据需要设计成其他阵列，本实施例中采用的胶囊状机器人110整体长度大概为18mm。如图2（a）和（b）所示，在第一预设触觉感知区域a布置阵列的多个触觉传感单元1-5；在所述第二预设触觉感知区域b布置阵列的多个触觉传感单元6-9；第三预设触觉感知区域c布置阵列的多个触觉传感单元10-14。
当然，触觉传感单元的性能决定了采用的阵列机构，还可以采用16阵列结构。在本发明实施方案中，多个触觉传感单元采用电阻式方式的制备原理，采用pdms与石墨烯等材料复合制备，以上材料柔软度高，具有很强的拉伸性，导电性强等优点。
在一实施方案中，在所述胶囊机器人110上设置有控制芯片，所述处理器120用于将所述探测结果发送给所述控制芯片；以及所述控制芯片用于根据所述探测结果控制所述胶囊机器人110进行相应操作。
在本实施方案中，胶囊机器人110可以为结肠检查机器人，在结肠检查机器人外表面布置n2个触觉传感单元130（即，阵列触觉传感器），将触觉传感单元封装到结肠检查机器人表面，构建三维阵列的结肠检查的触觉传感系统。在进行探测检查的操作时，由压力产生的形变信号、温度变化信号通过集成电路输入到控制芯片，通过控制芯片控制结肠检查机器人，可以使结肠检查机器人每个面具有温度、压力感知能力，提升结肠检查机器人的智能化以及人机交互的水平。
图3示出了根据本发明一实施方案的另一传感系统的示意图。
在一实施方案中，如图3所示，所述多个触觉传感单元130上连接的电极线从所述胶囊机器人110的一端伸出，并与所述处理器连接。
图4示出了根据本发明一实施方案的用于胶囊机器人的触觉传感方法的流程图。
如图4所示，所述触觉传感方法s100包括：
步骤s110，在所述胶囊机器人上的多个预设触觉感知区域上封装多个触觉传感单元；
步骤s120，所述多个触觉传感单元感测外界的信号，并且所述胶囊机器人传递由所述触觉传感单元所感测的信号给处理器；以及
步骤s130，所述处理器对所感测的信号进行处理，得到探测结果。
本发明的触觉传感方法，通过触觉传感单元感测由外界产生的信号（例如：压力产生的形变信号、温度变化信号等）；通过处理器对所感测的信号进行处理，或者可以将所感测的信号集成电路输入到控制芯片，通过控制芯片控制胶囊机器人，使得胶囊机器人每个地方具有温度、压力感知能力，提升胶囊机器人的智能化以及人机交互的水平。
在一实施方案中，通过将三维阵列形式的所述多个触觉传感单元分别封装在所述胶囊机器人的第一预设触觉感知区域和第二预设触觉感知区域上，其中所述第一预设触觉感知区域包括所述胶囊机器人的端部区域，所述第二预设触觉感知区域包括所述胶囊机器人的腰部区域。
在一实施方案中，所述触觉传感单元包括：压力传感单元和温度传感单元，所述触觉传感单元所感测的信号包括以下中的至少一个：温度变化信号、压力产生的形变信号。
在一实施方案中，所述触觉传感方法还包括：
所述处理器将所述探测结果发送给所述胶囊机器人上的所述控制芯片；以及所述控制芯片根据所述探测结果控制所述胶囊机器人进行相应操作。
在一实施方案中，将所述多个触觉传感单元上连接的电极线从所述胶囊机器人的一端伸出，以与所述处理器连接。
本领域普通技术人员可以理解实现根据本发明的上述实施方案的方法中的全部或部分步骤，可以通过计算机程序来指示相关的硬件完成，所述的计算机程序可存储于非易失性的计算机可读存储介质中，该计算机程序在执行时，可实施如上述各方法的实施方案的步骤。其中，本申请所提供的各实施方案中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（rom）、可编程rom（prom）、电可编程rom（eprom）、电可擦除可编程rom（eeprom）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（ram）或者外界高速缓冲存储器。
以上实施方案的各个技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方案中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
尽管结合实施方案对本发明进行了描述，但本领域技术人员应理解，上文的描述和附图仅是示例性而非限制性的，本发明不限于所公开的实施方案。在不偏离本发明的精神的情况下，各种改型和变体是可能的。
1.一种用于胶囊机器人的触觉传感系统，包括多个触觉传感单元，其特征在于，所述触觉传感系统包括：
处理器和胶囊机器人；
所述多个触觉传感单元封装在所述胶囊机器人上的多个预设触觉感知区域上；
所述多个触觉传感单元，用于感测外界的信号；以及
所述处理器，用于接收由所述胶囊机器人传递的且由所述触觉传感单元所感测的信号，并对所感测的信号进行处理，得到探测结果。
2.根据权利要求1所述的触觉传感系统，其特征在于，在所述胶囊机器人的第一预设触觉感知区域和第二预设触觉感知区域上分别封装有三维阵列形式的所述多个触觉传感单元，其中所述第一预设触觉感知区域包括所述胶囊机器人的端部区域，所述第二预设触觉感知区域包括所述胶囊机器人的腰部区域。
3.根据权利要求1所述的触觉传感系统，其特征在于，所述触觉传感单元包括：压力传感单元和温度传感单元，所述触觉传感单元所感测的信号包括以下中的至少一个：温度变化信号、压力产生的形变信号。
4.根据权利要求1所述的触觉传感系统，其特征在于，在所述胶囊机器人上设置有控制芯片，所述处理器用于将所述探测结果发送给所述控制芯片；以及所述控制芯片用于根据所述探测结果控制所述胶囊机器人进行相应操作。
5.根据权利要求1-4任一项所述的触觉传感系统，其特征在于，所述多个触觉传感单元上连接的电极线从所述胶囊机器人的一端伸出，并与所述处理器连接。
6.一种用于胶囊机器人的触觉传感方法，其特征在于，所述传感方法包括：
在所述胶囊机器人上的多个预设触觉感知区域上封装多个触觉传感单元；
所述多个触觉传感单元感测外界的信号，并且所述胶囊机器人传递由所述触觉传感单元所感测的信号给处理器；以及
所述处理器对所感测的信号进行处理，得到探测结果。
7.根据权利要求6所述的触觉传感方法，其特征在于，将三维阵列形式的所述多个触觉传感单元分别封装在所述胶囊机器人的第一预设触觉感知区域和第二预设触觉感知区域上，其中所述第一预设触觉感知区域包括所述胶囊机器人的端部区域，所述第二预设触觉感知区域包括所述胶囊机器人的腰部区域。
8.根据权利要求6所述的触觉传感方法，其特征在于，所述触觉传感单元包括：压力传感单元和温度传感单元，所述触觉传感单元所感测的信号包括以下中的至少一个：温度变化信号、压力产生的形变信号。
9.根据权利要求6所述的触觉传感系统，其特征在于，所述触觉传感方法还包括：
所述处理器将所述探测结果发送给所述胶囊机器人上的所述控制芯片；以及所述控制芯片根据所述探测结果控制所述胶囊机器人进行相应操作。
10.根据权利要求6-9任一项所述的触觉传感系统，其特征在于，将所述多个触觉传感单元上连接的电极线从所述胶囊机器人的一端伸出，以与所述处理器连接。
技术总结