Матричный тактильный датчик

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) МАТРИЧНЫЙ ТАКТИЛЬНЫЙ ДАТЧИК(57) Изобретение относится к робототехникеи может быть использовано для тактильногоочувствления. Цель изобретения - повы.шение надежности работы датчика. Датчиксодержит светопроводящую пластину 1. исЯО 1528655 А 1 точник 7 излучения, оптически, связанный со светопроводящей пластиной, гибкую мем. брану 3, внутренняя поверхность которой содержит наклонные 4 и прямые участки в виде периодического рельефа, матрицу 6 фоточувствительных элементов, а также слой 2 жидкого кристалла, расположенный между светопроводящей пластиной 1 и гибкой мембраной 3, герметизирующую прокладку 9. Причем на наклонные участки 4 рельефа гибкой мембраны нанесено светоотражаюшее покрытие 5. При тактильном воздействии на внешнюю поверхность гибкой мембраны 3 последняя прогибается и изменяются условия прохождения светового луча по структуре датчика, что фиксируется матрицей 6 элементов. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.1528655 формула изобретения 25воздухаагс:1 и () (яы нсветовода Составитель О, РоманенкоРсдактор В. Ковтун Техред И. Верее Корректор В КабанийЗаказ 7599,16 Тираж 778 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета ио изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж -35, Раушская наб д. /5Производственно-издательский комбинаатент, г Ужгород, ул, Гагарина, 101 3Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано для тактильного очувствления.Цель изобретения - повышение надежности работы тактильного датчика,На фиг. 1 показана структура матричного тактильного датчика; на фиг. 2 - схема распространения излучения в структуре матричного тактильного датчика.Матричный тактильный датчик содержит светопроводящую пластину 1, слой 2 жидкого кристалла, гибкую мембрану 3, наклонные участки 4 рельефа гибкой мембраны со светоотражающим покрытием 5, матрицу 6 фоточувствительных элементов, источник излучения 7, оптически связанный со светопроводящей пластиной.Устройство работает следующим образом.Излучение от источника излучения (некогерентного света) 7 вводится в светопроводяшую пластину 1 под углом (о и распространяется по структуре датчика посредством полных внутренних отражений (ПВО) (фиг. 2). Вследствие расходимости свето. вого потока существует четыре области углов падения излучения, в том числе излучение вводится в структуру и в секторе углов- Из схемы падения лучей данного диапазона углов на наклонный участок 4 с покрытием 5 и последующего отражения от границы световод- воздух видно, что в отсутствие тактильного воздействия в области тактильно чувствительного места лучи, отразившись от поверхности 5 наклонного участка 4 и от границы световод воздух, распространяется по структуре датчика даль-, ше При этом угол наклона ) участка 4 подби)тнется таким, чтобы углы ч и в были не меньше критических для выполнения условия ПВО Расчет ведут по углу . Конкретное условие ПВО для данной структуры обеспечивается при выполнении соотно- шения где я=91)" - 1 о 2 В;н - соответствующий показатель пре- ломления 4При наличии тактильного воздействияна мембрану 3 в области тактильно чувствительного места происходит прогиб гибкой мембраны 3. В связи с прогибом наклонный участок 4 меняет свое угловое положение относительно падающих на нее лучей с диапазоном углов ро - , рф. Изменяется угол и место падения отраженных от участка 4 лучей на границу световод - воздух. Угол падения становится меньше критическогЬ и ра вен и,. Происходит нарушение ПВО. Приэтом а,(я и а=90 - ро - 2 р - 2 у, где 7 - угол кривизны Лбкой мембраны 3, который определяется величиной прогиба ю.Выходящее из светопроводящей пластины 1 в данном месте излучение фиксируется фоточувствительным элементом матрицы 6.Изменение электрического сигнала на выходе фоточувствительного элемента матрицы 6 воспринимается электронной схемой 8. Между мембраной 3 и пластиной 1 установлена 20 также герметизирующая прокладка 9. Гибкая мембрана 3 может быть выполнена из органического полимерного материала, например майлара. 1. Матричный тактильный датчик, содержащий параллельно расположенные с зазором гибкую мембрану и светопроводящую пласти ну, источник излучения, оптически 30 связанный со светопроводящей пластиной,матрицу фоточувствительных элементов, при этом на поверхности гибкой мембраны, обращенной к светопроводящей пластине, расположены наклонные и прямые участки в виде периодического рельефа, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, между светопроводящей пластиной и гибкой мембраной введены слой жидкого кристалла и герметизируюшая прокладка, причем наклонные участки рельефа снабжены светоотражаюшим покрытием.40 2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что гибкая мембрана выполнена из органического полимерного материала.3. Датчик по п. 2, отличающийся тем, что гибкая мембрана выполнена из майлара.