一种包覆柔性纤维感应皮肤的机器人外壳和机器人的制作方法

本申请涉及机器人领域，具体地，涉及一种包覆柔性纤维感应皮肤的机器人外壳和机器人。

背景技术：

1、近年来，机器人技术取得了飞速发展，机器人已在工业制造、医疗服务、家庭助老、应急救援等诸多领域得到了广泛应用。机器人外壳作为机器人的外部保护结构，不仅需要具备足够的机械强度以抵御外界冲击、防止内部元器件受损，还需满足不同应用场景下的功能性需求，例如外部触碰的感知功能等。

2、然而，目前市面上大多数的机器人外壳大都为硬质外壳，如采用金属合金、工程塑料等制成，这种传统的硬质外壳设计虽然能够为内部精密元器件提供有效的结构支撑和保护，但其固有的刚性特性也带来了一些明显的局限性。

3、一方面，因硬质外壳的柔韧性较差，在与人类接触时容易造成伤害，缺乏柔性和缓冲能力，所以硬质外壳在柔性和安全性方面存在不足。另一方面，硬质外壳触觉感知能力差，无法感知外部触碰和压力变化，导致机器人在与人类或环境交互过程中缺乏精准的反馈，容易出现交互生硬、操作失误甚至安全隐患，限制了机器人与人类的交互能力。

4、为解决上述感知能力不足的问题，现有技术中出现了在机器人外壳表面集成传感器的方案。例如，经检索发现，申请公开号为cn103624803a的中国专利公开一种机器人的人造皮肤，该机器人的外壳上有直接生成的电子线路层和传感器层，本质上仍为刚性外壳，安全性与感知能力有限，且采用直接生成的方式，其制作难度较大。申请公开号为cn116352763a的中国专利，公开一种应用于机器人碰撞检测的大面积电子皮肤感知系统及方法，包括可贴合的柔性触觉传感阵列和数据采集与处理装置，柔性触觉传感阵列包括一对柔性基底、封装于两柔性基底之间的压力敏感层以及柔性基底之外的器件保护层；柔性基底上设有若干等间距平行设置的电极，且两柔性基底上的电极正交设置构成阵列；压力敏感层与数据采集与处理装置连接，其仅实现了感知功能，在支撑与安全功能方面仍存在严重不足。

5、为此，有必要提供一种兼顾柔性、安全性和触觉感知能力的机器人外壳，以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷/之一，本申请的目的是提供一种包覆柔性纤维感应皮肤的机器人外壳和机器人。

2、本申请的第一方面，提供一种包覆柔性纤维感应皮肤的机器人外壳，包括：

3、基体层，由硬质注塑材料制成，所述基体层用于提供结构支撑；

4、柔性纤维感应皮肤层，覆盖在所述基体层外部，所述柔性纤维感应皮肤层用于感知外部环境的触碰，其包括电阻测量元件，通过电阻测量元件的电阻变化实现外部环境的温度以及压力变化实时感知。

5、可选地，所述柔性纤维感应皮肤层由下至上依次包括：基础布层、中间层和外围弹性布层，所述中间层包括传感器单元及线路。

6、可选地，所述传感器单元均匀分布在所述柔性纤维感应皮肤层包覆的区域，包括多条竖直设置的第一线路和多条水平设置的第二线路，第一线路作为信号线，用于传递信号，第二线路作为供电线，用于供电；所述第一线路与所述第二线路的交叉点形成一个传感器电位点，在端部并线输出电阻值。

7、可选地，所述第一线路和所述第二线路均采用柔性电线。

8、可选地，所述基础布层采用织布。

9、可选地，所述外围弹性布层为弹性可拉伸布料，所述外围弹性布层的内侧设有海绵。

10、可选地，所述柔性纤维感应皮肤层的中间区域与所述基体层粘贴，所述基体层的侧面边缘通过紧固件与所述柔性纤维感应皮肤层固定连接。

11、可选地，所述紧固件为螺钉。

12、可选地，所述外壳为后盖和/或前盖。

13、本申请的第二方面，提供一种机器人，其包括所述的包覆柔性纤维感应皮肤的机器人外壳。

14、本申请提供的包覆柔性纤维感应皮肤的机器人外壳，将刚性基体层与柔性纤维感应皮肤层相结合，利用基体层提供结构支撑，利用柔性纤维感应皮肤层感知外部环境的触碰以及温度/压力变化，解决了现有机器人外壳在柔性和触觉感知能力方面的不足，提高了机器人的安全性、柔性和人机交互能力。

15、由附加特征带来的其他技术效果将在相应的实施例中进一步阐述。

1.一种包覆柔性纤维感应皮肤的机器人外壳，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的包覆柔性纤维感应皮肤的机器人外壳，其特征在于，所述柔性纤维感应皮肤层由下至上依次包括：基础布层、中间层和外围弹性布层，所述中间层包括传感器单元及线路。

3.根据权利要求2所述的包覆柔性纤维感应皮肤的机器人外壳，其特征在于，所述传感器单元均匀分布在所述柔性纤维感应皮肤层包覆的区域，包括多条竖直设置的第一线路和多条水平设置的第二线路，第一线路作为信号线，用于传递信号，第二线路作为供电线，用于供电；所述第一线路与所述第二线路的交叉点形成一个传感器电位点，在端部并线输出电阻值。

4.根据权利要求3所述的包覆柔性纤维感应皮肤的机器人外壳，其特征在于，所述第一线路和所述第二线路均采用柔性电线。

5.根据权利要求2所述的包覆柔性纤维感应皮肤的机器人外壳，其特征在于，所述基础布层采用织布。

6.根据权利要求2所述的包覆柔性纤维感应皮肤的机器人外壳，其特征在于，所述外围弹性布层为弹性可拉伸布料，所述外围弹性布层的内侧设有海绵。

7.根据权利要求1所述的包覆柔性纤维感应皮肤的机器人外壳，其特征在于，所述柔性纤维感应皮肤层的中间区域与所述基体层粘贴，所述基体层的侧面边缘通过紧固件与所述柔性纤维感应皮肤层固定连接。

8.根据权利要求7所述的包覆柔性纤维感应皮肤的机器人外壳，其特征在于，所述紧固件为螺钉。

9.根据权利要求1所述的包覆柔性纤维感应皮肤的机器人外壳，其特征在于，所述外壳为后盖和/或前盖。

10.一种机器人，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的包覆柔性纤维感应皮肤的机器人外壳。