CN114800605B - 电子皮肤、接近感应方法、装置外壳、机械臂和机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电子皮肤、接近感应方法、装置外壳、机械臂和机器人，电子皮肤包括依次层叠的第一电极层、绝缘间隔层和第二电极层，第一电极层包括多条并排且间隔的第一电极，第二电极层包括多条并排且间隔的第二电极，第一电极与第二电极呈网状交错设置，第一电极和第二电极均能够与接近的导体构成电容。本发明技术方案，实现了更精确的检测物体接近的位置。

Description

电子皮肤、接近感应方法、装置外壳、机械臂和机器人

技术领域

本发明涉及电子皮肤技术领域，特别涉及一种电子皮肤、接近感应方法、装置外壳、机械臂和机器人。

背景技术

目前，机械设备探测接近物体的主要方法是通过壳体和物体进行物理接触。以接触式的电阻式壳体为例，电阻式壳体依靠接近物体与机器人接触后引起壳体的形变，并发送表征形变的接触信号。但是，若接近物体不直接接触电子皮肤，机械设备则无法实现对接近物体非接触式的距离检测，且当机械设备处于运动状态时，机械设备与物体进行接触容易造成物体的损坏。

如申请号为：201980041854.5的专利中公开的机械设备的壳体、壳体组件、机械臂以及机器人，以及201980041894.X的专利中公开的传感电路、逻辑电路板、关节控制板、主控器板及机器人，提供了一种自电容感应原理的电子皮肤及其工作方法，其中的电极采用的是一整块导电金属片或在壳体上涂覆的一整片铜浆区域，这种电极设置方式存在的不足是：当电子皮肤通过电极感测到物体接近时，只能够大致确认物体接近的是哪一块区域，并不能够更精确的确定物体接近的位置。

发明内容

本发明的主要解决的问题是现有技术中的电子皮肤不能够通过感测以更精确的确定物体接近的位置的缺点。

为实现上述目的，本发明提出的电子皮肤，包括依次层叠的第一电极层、绝缘间隔层和第二电极层，第一电极层包括多条并排且间隔的第一电极，第二电极层包括多条并排且间隔的第二电极，第一电极与第二电极呈网状交错设置，第一电极和第二电极均能够与接近的导体构成电容。

其中，电子皮肤还包括第一检测电路模块和第二检测电路模块，第一检测电路模块具有多个第一信号输入端，第一信号输入端与第一电极一一对应，各个第一信号输入端均与其对应的第一电极电连接；第二检测电路具有多个第二信号输入端，第二信号输入端与第二电极一一对应，各个第二信号输入端均与其对应的第二电极电连接；

第一检测电路模块和第二检测电路模块用于生成表征电容的电容值或其变化量的电信号。

其中，每一第一电极均包括由其一端向另一端间隔分布的多个第一电极区，每一第一电极的各个第一电极区依次导电连通，每一第一电极的各个第一电极区均与各个第二电极一一对应，每一第一电极区均与其对应的第二电极相对；

和/或，

每一第二电极包括沿其长度方向间隔分布的多个第二电极区，每一第二电极的各个第二电极区依次导电连通，每一第二电极的各个第二电极区均与各个第一电极一一对应，每一第二电极区均与其对应的第一电极相对。

其中，第一电极层上的第一电极区呈点阵式分布，第二电极层上的第二电极区呈点阵式分布。

其中，绝缘间隔层由柔性材料制成；

第一电极层和第二电极层形成于绝缘间隔层上，或，第一电极层和第二电极层是柔性的。

其中，电子皮肤还包括第三电极层，第三电极层、第一电极层和第二电极层层叠设置，第三电极层与相邻的任一电极层绝缘，第三电极层能够与接近的导体构成电容。

其中，电子皮肤还包括第三检测电路模块，第三检测电路模块与第三电极层电连接，第三检测电路模块用于生成表征电容的电容值或其变化量的电信号。

其中，电子皮肤还包括绝缘基材层，绝缘基材层设于第一电极层背对绝缘隔离层的一侧和第二电极层背对绝缘隔离层的一侧。

其中，绝缘间隔层和绝缘基材层由柔性材料制成；

第一电极和第二电极分别形成于两绝缘基材层上，或形成于绝缘间隔层的两侧，或，第一电极和第二电极是柔性的。

本发明进一步提出一种接近感应方法，包括：

侦测电子皮肤是否检测到物体迫近；电子皮肤包括层叠设置的第一电极层和第二电极层，第一电极层包括若干第一电极，第二电极层包括与第一电极呈网格状交错设置的若干第二电极；

在侦测结果为是时，获取第一电极层中检测到物体迫近的第一电极信息和第二电极层中检测到物体迫近的第二电极信息，并根据第一电极信息和第二电极信息执行运动策略。

其中，根据第一电极信息和第二电极信息执行运动策略包括：

根据获取的第一电极信息和第二电极信息确定物体迫近的位置信息；

执行与位置信息对应的运动策略；

或，根据第一电极信息和第二电极信息执行运动策略包括：

根据获取的第一电极信息和第二电极信息确定物体迫近的位置信息和距离信息；

执行与位置信息和距离信息对应的运动策略。

其中，侦测电子皮肤是否检测到物体迫近包括：

侦测第一电极层/第二电极层是否检测到物体迫近；

或，电子皮肤还包括与第一电极层和第二电极层层叠设置第三电极层，侦测电子皮肤是否检测到物体迫近包括：

侦测第三电极层是否检测到物体迫近。

本发明进一步还提出一种装置外壳，包括柔性的保护外皮和至少一个上述电子皮肤，保护外皮包括设置于电子皮肤内侧和/或外侧的柔性层。

其中，保护外皮由弹性体材料制成。

本发明进一步还提出一种机械臂，包括：

本体；以及

至少一个上述装置外壳，装置外壳包覆于本体的外表面。

本发明进一步还提出一种机器人，包括至少一个机械臂。

本发明的电子皮肤，由于第一电极层由多条第一电极构成以及第二电极层由多条第二电极构成，使第一电极层的检测区域和第二电极层的检测区域均分割细化成条状的多条检测区域，且由于第一电极与第二电极为交错设置，因此，第一电极层上的多条检测区域与第二电极层上的多条检测区域构成网格状分布的若干个网格检测区域，每一个网格检测区域对应一个第一电极和一个第二电极；当有物体(导体)接近电子皮肤时，综合检测到物体的所有第一电极和所有第二电极，就能确定检测到物体的各个网格检测区域，即确定物体接近的位置。本发明电子皮肤实现了精确的确定物体接近的具体位置，从而使应用本发明电子皮肤的机械设备可以精确的检测物体接近的具体位置，以执行更为精准的防碰撞措施。

附图说明

图1为本发明一实施例中的电子皮肤的结构示意图；

图2为图1实施例中的电子皮肤的纵截面示意图；

图3为图1实施例中的第一电极层与第一检测电路模块的电连接示意图；

图4为图1实施例中的第二电极层与第二检测电路模块的电连接示意图；

图5为本发明一实施例中的电子皮肤的结构示意图；

图6为图5实施例中的电子皮肤的纵截面示意图；

图7为图5实施例中的第一电极层的结构示意图；

图8为图5实施例中的第二电极层的结构示意图；

图9为本发明一实施例中的电子皮肤的纵截面示意图；

图10为本发明一实施例中的电子皮肤的纵截面示意图；

图11为本发明一实施例中的接近感应方法的流程图；

图12为本发明一实施例中的接近感应方法的流程图；

图13为本发明一实施例中的接近感应方法的流程图；

图14为本发明一实施例中的装置外壳的部分剖面结构示意图；

图15为本发明一实施例中的装置外壳的部分剖面结构示意图；

图16为本发明一实施例中的机械臂的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

对于机器人、机械臂等机械设备产品，运行过程中的安全性是非常重要的一项指标，其中，碰撞是机械设备运行中存在的一个普遍的安全性问题。为解决碰撞这一安全性问题，目前行业内采用了在机械设备上安装电子皮肤的解决方案，具体为：在机械设备上增加设置用来检测接近物体(导体)的电极，电极为设置一整块导电金属片或在壳体上涂覆的一整片铜浆区域，设置检测电路与电极相连，电极通过自电容感应原理与接近的导体构成电容，根据检测电路检测电极与接近的物体所构成的电容的电容值大小或电容值的变化量，以确定物体的接近程度和接近速度，从而控制机械设备执行相应的运动策略，以避免与接近的物体发生碰撞。然而，这种电子皮肤方案存在一个很大的不足：通过这种电极感测到物体接近时，仅仅是大致确认物体接近的是哪一块区域，并不能够更精确的确定物体接近的位置，从而无法针对性的执行更为精准的运动策略(例如避障)。

本发明针对上述不足提出一种电子皮肤和装置外壳，以及电子皮肤和装置外壳进一步的应用：机械臂和机器人。当然，该电子皮肤还可应用于其它机械设备。

参阅图1和图2，图1是本发明一实施例中的电子皮肤的结构示意图；图2是图1实施例中的电子皮肤的纵截面示意图。

在本实施例中，电子皮肤包括依次层叠的第一电极层10、绝缘间隔层20和第二电极层30，第一电极层10包括多条并排且间隔的第一电极11，第二电极层30包括多条并排且间隔的第二电极31，第一电极11与第二电极31呈网状交错设置，即第一电极11与第二电极31布置呈网格状；绝缘间隔层20用于将第一电极层10的第一电极11与第二电极层30的第二电极31绝缘隔开，相互不影响对接近物体的检测。第一电极11和第二电极31均能够与接近的导体构成电容，检测电路就是通过检测第一电极11或第二电极31是否有电容值，从而确定第一电极11或第二电极31是否检测到接近的物体。

本实施例图中，仅是以第一电极11、第二电极31为直条形，各个第一电极11平行设置，各个第二电极31平行设置，以及第一电极11与第二电极31垂直交错设置，为一具体实施例；当然，在其他实施例中，第一电极11、第二电极31还可为曲条形、锯齿条形等其它形状，各个第一电极11也可以采用不平行但不相交的方式设置，各个第二电极31也可以采用不平行但不相交的方式设置，第一电极11和第二电极31还可以为呈锐角或钝角的方式交错设置。

本实施例的电子皮肤，在应用时，各个第一电极11和各个第二电极31均与检测电路相连。由于第一电极层10由多条第一电极11构成以及第二电极层30由多条第二电极31构成，使第一电极层10的检测区域和第二电极层30的检测区域均分割细化成条状的多条检测区域，且由于第一电极11与第二电极31为交错设置，因此，第一电极层10上的多条检测区域与第二电极层30上的多条检测区域构成网格状分布的若干个网格检测区域，每一个网格检测区域对应一个第一电极11和一个第二电极31。

当有物体(导体)接近电子皮肤的不同区域时，第一电极层10上检测到物体的第一电极11(一个或多个)和第二电极层30上检测到物体的第二电极31(一个或多个)对应会不同，因此综合检测到物体的所有第一电极11和所有第二电极31，就能确定检测到物体的各个网格检测区域，即确定物体接近的位置。

参阅图1，例如：

1、当检测到物体的是最下边的一条或多条第一电极11与最左边的一条或多条第二电极31，则可确定物体接近的是电子皮肤的左下角位置；

2、当检测到物体的是最下边的一条或多条第一电极11与最右边的一条或多条第二电极31，则可确定物体接近的是电子皮肤的右下角位置；

3、当检测到物体的是最上边的一条或多条第一电极11与最左边的一条或多条第二电极31，则可确定物体接近的是电子皮肤的左上角位置；

4、当检测到物体的是最上边的一条或多条第一电极11与最右边的一条或多条第二电极31，则可确定物体接近的是电子皮肤的右上角位置；

5、当检测到物体的是中间部分的一条或多条第一电极11与中间部分的一条或多条第二电极31，则可确定物体接近的是电子皮肤的中间位置。

可见，本实施例电子皮肤实现了更精确的确定物体接近的位置，从而使应用本实施例电子皮肤的机械设备可以更精确的检测物体接近的位置，以执行更为精准的防碰撞措施。

参阅图3和图4，图3是图1实施例中的第一电极层10与第一检测电路模块40的电连接示意图；图4是图1实施例中的第二电极层30与第二检测电路模块50的电连接示意图。

在本实施例中，电子皮肤还包括第一检测电路模块40和第二检测电路模块50，第一检测电路模块40具有多个第一信号输入端41，第一信号输入端41与第一电极11一一对应，各个第一信号输入端41均与其对应的第一电极11电连接；第二检测电路具有多个第二信号输入端51，第二信号输入端51与第二电极31一一对应，各个第二信号输入端51均与其对应的第二电极31电连接；由于第一检测电路模块40的各个第一信号输入端41与各个第一电极11一一对应相连，第二检测电路模块50的各个第二信号输入端51与各个第二电极31一一对应相连，因此，第一检测电路模块40根据检测到电容的各个第一信号输入端41来确定检测到物体接近的各个第一电极11，第二检测电路模块50根据检测到电容的各个第二信号输入端51来确定检测到物体接近的各个第二电极31。

第一检测电路模块40和第二检测电路模块50用于生成表征电容的电容值或其变化量的电信号，以将电信号传输至主控模块，主控模块则可根据第一检测电路模块40和第二检测电路模块50传输过来的电信号，确定检测到物体的各个第一电极11和各个第二电极31，以确定物体接近的位置；主控模块还可根据接收到的电信号，确定的第一电极或第二电极与接近的物体构成电容的电容值大小或电容值大小的变化量，计算确定物体接近的程度或接近的速度。

参阅图5至图8，图5是本发明一实施例中的电子皮肤的结构示意图；图6是图5实施例中的电子皮肤的纵截面示意图；图7是图5实施例中的第一电极层10的结构示意图；图8是图5实施例中的第二电极层30的结构示意图。

在本实施例中，每一第一电极11均包括由其一端向另一端间隔分布的多个第一电极区111，每一第一电极11的各个第一电极区111依次导电连通(例如通过导线)，每一第一电极11的各个第一电极区111均与各个第二电极31一一对应，每一第一电极区111均与其对应的第二电极31相对；和/或，每一第二电极31包括沿其长度方向间隔分布的多个第二电极区311，每一第二电极31的各个第二电极区311依次导电连通，每一第二电极31的各个第二电极区311均与各个第一电极11一一对应，每一第二电极区311均与其对应的第一电极11相对。

本实施例中，第一电极11采用分成间隔且导通的多段第一电极区111的方式，第二电极31采用分成间隔且导通的多段第二电极区311的方式，节省了第一电极层10形成第一电极11的材料和第二电极层30形成第二电极31的材料。

参阅图5，在本实施例中，第一电极层10上的第一电极区111呈点阵式分布，第二电极层30上的第二电极区311呈点阵式分布。需要说明的是，图5中仅是为了能够直观区分第一电极区111和第二电极区311，将第一电极区111与第二电极区311以一定的错位方式进行展示，实际上第一电极区111和第二电极区311为重合的设置方式。当然，在其他实施例中，第一电极层10上的第一电极区111和第二电极层30上的第二电极区311还可以采取其它方式进行分布。

在一些实施例中，绝缘间隔层20由柔性材料制成；第一电极层10和第二电极层30形成于绝缘间隔层20上。在一些实施例中，绝缘间隔层20由聚酰亚胺或聚对苯二甲酸乙二醇酯形成的材料制成，或由其他柔性且绝缘的材料制成。第一电极层10的第一电极11可以通过电沉积或气相沉积或印刷或粘贴导电片等方式形成于绝缘间隔层20之上，即：第一电极11可以通过物理或化学手段直接在绝缘层上形成；第二电极层30的第二电极31可以通过电沉积或气相沉积或印刷或粘贴导电片等方式形成于绝缘间隔层20之上，即：第二电极31可以通过物理或化学手段直接在绝缘层上形成。当然，在一些实施例中，第一电极层10的第一电极11也可以是预制好的导电片，直接设置(例如贴附)在绝缘间隔层20上，第二电极层30的第二电极31也可以是预制好的导电片，直接设置(例如贴附)在绝缘间隔层20上。

在一些实施例中，第一电极层10和第二电极层30是柔性的。第一电极层10、第二电极层30和绝缘间隔层20的柔性可以是指在受到较小外力(例如：0.1～5牛顿的力)的影响下，比较容易产生塑性的或非塑性的形变，也可以简单解释为受力容易变形。在一些实施例中，第一电极11和第二电极31可以由金属材料制成，例如：铜，金、银。在宏观条件下，通常其柔韧性都较差，难以变形，但是当其厚度降低到一定程度后，就会具备柔性，但同时也会具备一定的韧性，例如：第一电极11和第二电极31由铜制成，当其厚度在100微米～500微米之间时，韧性较强，柔性较差，当其厚度在10微米至70微米之间时，柔性较好，容易产生非塑性的形变。

当第一电极层10、第二电极层30和绝缘间隔层20均为柔性，则电子皮肤为柔性的，如此，电子皮肤在安装使用时，能够通过形变以适应设备的不同形状的安装面(例如，弧面、球面、多段面)，通用性高，并且电子皮肤通过贴合机械设备的安装面进行安装，电极的安装更牢固。在具体地部署环境中，电子皮肤可以随形设置，可以贴附设置，可以夹设于两层壳体之间，等设置方式。

参阅图9，图9是本发明一实施例中的电子皮肤的纵截面示意图。

在本实施例中，电子皮肤还包括第三电极层60，第三电极层60、第一电极层10和第二电极层30层叠设置，第三电极层60与相邻的任一电极层绝缘，即第三电极层60与相邻的任一电极层之间设置绝缘层70，第三电极层60能够与接近的导体构成电容。其中，电子皮肤还包括第三检测电路模块，第三检测电路模块与第三电极层60电连接，第三检测电路模块用于生成表征电容的电容值或其变化量的电信号。

本实施例图中，以第三电极层60、第一电极层10、第二电极层30的分布顺序设置为例，当然，在其他实施例中，还可以是第三电极层60在第一电极层10与第二电极层30之间，或第二电极层30在第三电极层60与第一电极层10之间。本实施例的电子皮肤通过增加第三电极层60，第三电极层60为一整面完整的检测区域，检测面积更大，检测距离更长，能够在物体距离较远时就检测到物体，让机械设备可以更快的为防碰撞做准备，或控制第一电极层10和第二电极层30启动检测。

参阅图10，图10是本发明一实施例中的电子皮肤的纵截面示意图。

在本实施例中，电子皮肤还包括绝缘基材层，绝缘基材层设于第一电极层10背对绝缘隔离层的一侧和第二电极层30背对绝缘隔离层的一侧。通过增加设置绝缘基材层，将第一电极层10和第二电极层30朝外的一侧进行覆盖，使第一电极层10和第二电极层30与外界绝缘隔离，并对第一电极层10和第二电极层30起到物理屏障的保护作用，避免第一电极层10和第二电极层30受损；另外，绝缘基材层对第一电极层10和第二电极层30的密封覆盖，还可以防止第一电极层10的第一电极11和第二电极层30的第二电极31氧化，保证第一电极11和第二电极31的良好的检测性能。

在一些实施例中，绝缘间隔层20和绝缘基材层均由柔性材料制成；第一电极11和第二电极31分别形成于两绝缘基材层上，或形成于绝缘间隔层20的两侧，或，第一电极11和第二电极31是柔性的。使整个电子皮肤为柔性的或可柔性形变，从而，使电子皮肤在安装使用时，能够通过形变以适应设备的不同形状的安装面(例如，弧面、球面、多段面)，通用性高，并且电子皮肤通过贴合机械设备的安装面进行安装，电极的安装更牢固。

本发明进一步提出一种接近感应方法，应用于带电子皮肤的接近感应设备，该接近感应设备可为电子设备、计算机、机械臂、机器人或其它机械设备，等，本实施例以应用于机械臂为例。其中，该电子皮肤包括层叠设置的第一电极层和第二电极层，第一电极层包括若干第一电极，第二电极层包括与第一电极呈网格状交错设置的若干第二电极。

参阅图11，图11是本发明一实施例中的接近感应方法的流程示意图。

在本实施例中，接近感应方法包括：

步骤S11，侦测电子皮肤是否检测到物体迫近；

机械臂侦测电子皮肤是否检测到物体迫近可以是通过侦测第一电极层是否检测到物体迫近，或是通过侦测第二电极层是否检测物体迫近。以侦测第一电极层是否检测到物体迫近为例，可以是通过确定第一电极层是否有第一电极与迫近的物体构成电容，来确定是否有物体迫近；在确定第一电极层有第一电极与迫近的物体构成电容时，为检测到物体迫近，否则为没有检测到物体迫近。同理，侦测第二电极层是否检测到物体迫近的方式也是如此。

步骤S12，在侦测结果为是时，获取第一电极层中检测到物体迫近的第一电极信息和第二电极层中检测到物体迫近的第二电极信息，并根据第一电极信息和第二电极信息执行运动策略。

在机械臂确定电子皮肤检测到物体迫近时，电子皮肤的第一电极层和第二电极层都启动对迫近的物体进行检测，机械臂获取第一电极层中检测到物体迫近的第一电极信息和获取第二电极层中检测到物体迫近的第二电极信息；其中，第一电极信息至少包括第一电极层中检测到物体迫近的各个第一电极，第二电极信息至少包括第二电极层中检测到物体迫近的各个第二电极；由于第一电极与第二电极为呈网格状交错设置，机械臂根据检测到物体迫近的各个第一电极和各个第二电极能够确定物体迫近的位置；机械臂在获取到第一电极信息和第二电极信号后，则根据第一电极信息和第二电极信息执行相应的运动策略，运动策略例如，暂停运行、减速运动、避障运动等。在机械臂确定电子皮肤没有检测到物体迫近时(即侦测结果为否时)，则继续侦测。

本实施例的接近感应方法，采用了上述电子皮肤实施例的方案，因此，机械臂通过获取第一电极层中检测到物体迫近的第一电极信息和获取第二电极层中检测到物体迫近的第二电极信息，可确定物体迫近的具体位置，进而执行相应的运动策略。

在一些实施例中，电子皮肤还包括与第一电极层和第二电极层层叠设置第三电极层，侦测电子皮肤是否检测到物体迫近包括：侦测第三电极层是否检测到物体迫近。

本实施例中，机械臂侦测电子皮肤是否检测到物体迫近的方式为：通过侦测第三电极层是否检测到物体迫近；由于第三电极层为一整面完整的检测区域，检测面积更大，检测距离更长，能够在迫近物体距离较远时就检测到物体；在第三电极层没有检测到物体迫近时，可以让第一电极层和第二电极层的不启动检测，在第三电极层检测到物体迫近时，再启动第一电极层和第二电极层的检测，这样可以降低使用电子皮肤的耗电量。

参阅图12，图12是本发明一实施例中的接近感应方法的流程示意图。

在本实施例中，根据第一电极信息和第二电极信息执行运动策略包括：

步骤S121，根据获取的第一电极信息和第二电极信息确定物体迫近的位置信息；

第一电极信息中包含了检测到物体迫近的所有第一电极，第二电极信息中包含了检测到物体迫近的所有第二电极；由于第一电极与第二电极为呈网格状交错设置，根据检测到物体迫近的所有第一电极和检测到物体迫近的所有第二电极，则就能够确定物体迫近的位置信息(即物体迫近电子皮肤的具体区域)，该具体区域也就是检测到物体迫近的所有第一电极与检测到物体迫近的所有第二电极的交叉重叠的区域。

步骤S122，执行与位置信息对应的运动策略。

机械臂中预先设置了位置信息与运动策略的映射关系，在确定物体迫近的位置信息后，根据该位置信息可确定与之对应的运动策略，在确定运动策略后，执行该运动策略。

其中，运动策略可以为移动避障(即防碰撞)、暂停运行或减速运动等。以运动策略为移动避障为例，位置信息与运动策略的对应关系，例如为：

1、位置信息为电子皮肤的右侧位置(包括右下角、右上角、右中部)时，运动策略对应为向左偏移预设距离，具体可为：右下角对应向左上偏移预设距离，右上角对应向左下偏移预设距离，右中部对应向正左偏移预设距离；

2、位置信息为电子皮肤的左侧位置(包括左下角、左上角、左中部)时，运动策略对应为向右偏移预设距离，具体可为：左下角对应向右上偏移预设距离，左上角对应向右下偏移预设距离，左中部对应向正右偏移预设距离；

3、位置信息为电子皮肤的正中部位置时，运动策略对应为随机向一个方向偏移预设距离，或向预设方向偏移预设距离；

4、位置信息为电子皮肤的上中部位置时，运动策略对应为向下偏移预设距离；

5、位置信息为电子皮肤的下中部位置时，运动策略对应为向上偏移预设距离。

本实施例接近感应方法，通过获取电子皮肤检测到物体迫近的第一电极信息和第二电极信息，更精确的确定物体迫近的位置，进而实现根据物体迫近的准确位置执行对应的运动策略，能够针对物体迫近的位置执行更为精确的运动策略。

参阅图13，图13是本发明一实施例中的接近感应方法的流程示意图。

在本实施例中，根据第一电极信息和第二电极信息执行运动策略包括：

步骤S123，根据获取的第一电极信息和第二电极信息确定物体迫近的位置信息和距离信息；

第一电极信息中包含了检测到物体迫近的所有第一电极，第二电极信息中包含了检测到物体迫近的所有第二电极，第一电极信息中还包含至少一个第一电极与迫近的物体构成的电容的电容值，或第二电极信息中还包括至少一个第二电极与迫近的物体构成的电容的电容值。由于第一电极与第二电极为呈网格状交错设置，根据检测到物体迫近的所有第一电极和检测到物体迫近的所有第二电极，则就能够确定物体迫近的位置信息(即物体迫近电子皮肤的具体区域)；由第一电极与迫近的物体构成的电容的电容值，并结合该第一电极与迫近的物体的正对面积，计算得到物体迫近的距离信息(即迫近的物体与电子皮肤之间的距离)；或由第二电极与迫近的物体构成的电容的电容值，并结合该第二电极与迫近的物体的正对面积，计算得到物体迫近的距离信息。

步骤S124，执行与位置信息和距离信息对应的运动策略。

机械臂中预先设置了位置信息和距离信息与运动策略的映射关系，在确定物体迫近的位置信息和距离信息后，根据该位置信息和距离信息可确定与之对应的运动策略，在确定运动策略后，执行该运动策略。

以运动策略为移动避障为例，位置信息和距离信息与运动策略的对应关系，例如为：

1、位置信息为电子皮肤的右侧位置，若距离信息为距离大于预设值时，说明迫近的物体距离电子皮肤不是非常近，运动策略对应为以第一预设移动速度(例如，正常避让速度)向左偏移预设距离，若距离信息为距离小于预设值时，说明迫近的物体距离电子皮肤非常近了，运动策略对应为以第二预设移动速度(例如，紧急避让速度，紧急必然速度大于正常避让速度)向左偏移预设距离；

2、位置信息为电子皮肤的左侧位置，若距离信息为距离大于预设值时，运动策略对应为以第一预设移动速度向右偏移预设距离，若距离信息为距离小于预设值时，以第二预设移动速度向右偏移预设距离；

3、位置信息为电子皮肤的中部位置，若距离信息为距离大于预设值时，运动策略对应为以第一预设移动速度随机朝一个方向偏移预设距离，或第一预设移动速度朝预设方向偏移预设距离，若距离信息为距离小于预设值时，以第二预设移动速度随机朝一个方向偏移预设距离，或以第二预设移动速朝预设方向偏移预设距离。

本实施例接近感应方法，通过获取电子皮肤检测到物体迫近的第一电极信息和第二电极信息，更精确的确定物体迫近的位置，并根据第一电极或第二电极与迫近的物体构成的电容的电容值，计算出的物体迫近的距离，进而根据物体迫近的准确位置和迫近的距离执行对应的运动策略，能够针对物体迫近的位置和距离执行更为精确的运动策略。

需要说明的是，本发明接近感应方法各个实施例中的电子皮肤还可以是上述电子皮肤所有实施例中的电子皮肤结构。

本发明进一步还提出一种装置外壳。

参阅图14和图15，图14是本发明一实施例中的装置外壳的部分剖面结构示意图；图15是本发明一实施例中的装置外壳的部分剖面结构示意图。

在本实施例中，装置外壳包括柔性的保护外皮和至少一个电子皮肤，保护外皮包括设置于电子皮肤内侧和/或外侧的柔性层101，该电子皮肤的具体结构可参照上述实施例，由于本装置外壳采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。

另外，本实施例的装置外壳还包括柔性的保护外皮，保护外皮具有设置在电子皮肤的内侧和/或外侧的柔性层101，在装置外壳用到机械臂、机器人等机械设备上时，即使在机械设备搬运过程或其它意外情况下，造成机械设备不可避免的碰撞时，装置外壳的柔性层101可以起到缓冲作用，有效减小碰撞作用到机械设备壳体和电子皮肤上的碰撞冲击力，起到保护电子皮肤和机械设备壳体的效果。

在一些实施例中，保护外皮由弹性体材料制成，弹性材料制成的保护外皮，其缓冲效果更好，能进一步的提升对电子皮肤和机械设备壳体的保护效果。

本发明进一步还提出一种机械臂。

参阅图16，图16是本发明一实施例中的机械臂02的结构示意图。

在本实施例中，机械臂02包括本体，以及至少一个上述装置外壳01，装置外壳01包覆于本体的外表面。该装置外壳01的具体结构参照上述实施例，由于本机械臂02采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。

本发明进一步还提出一种机器人，包括至少一个机械臂，该机械臂的具体结构参照上述实施例，由于本机器人采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。

以上所述的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。

Claims (16)

1.一种非接触式的电子皮肤，其特征在于，包括依次层叠的第一电极层、绝缘间隔层和第二电极层，所述第一电极层包括多条并排且间隔的第一电极，所述第二电极层包括多条并排且间隔的第二电极，所述第一电极与所述第二电极呈网状交错设置，各个所述第一电极和各个所述第二电极均能够与接近的导体构成电容；其中，各个所述第一电极和各个所述第二电极均用于与检测电路电连接，且当有导体接近所述电子皮肤的不同区域时，所述第一电极层上检测到导体的第一电极和所述第二电极层上检测到导体的第二电极对应会不同。

2.根据权利要求1所述的电子皮肤，其特征在于，还包括第一检测电路模块和第二检测电路模块，所述第一检测电路模块具有多个第一信号输入端，所述第一信号输入端与所述第一电极一一对应，各个所述第一信号输入端均与其对应的所述第一电极电连接；所述第二检测电路具有多个第二信号输入端，所述第二信号输入端与所述第二电极一一对应，各个所述第二信号输入端均与其对应的所述第二电极电连接；

所述第一检测电路模块和所述第二检测电路模块用于生成表征电容的电容值或其变化量的电信号。

3.根据权利要求1所述的电子皮肤，其特征在于，每一所述第一电极均包括由其一端向另一端间隔分布的多个第一电极区，每一所述第一电极的各个所述第一电极区依次导电连通，每一所述第一电极的各个第一电极区均与各个所述第二电极一一对应，每一所述第一电极区均与其对应的第二电极相对；

和/或，

每一所述第二电极包括沿其长度方向间隔分布的多个第二电极区，每一所述第二电极的各个所述第二电极区依次导电连通，每一所述第二电极的各个第二电极区均与各个所述第一电极一一对应，每一所述第二电极区均与其对应的第一电极相对。

4.根据权利要求3所述的电子皮肤，其特征在于，所述第一电极层上的所述第一电极区呈点阵式分布，所述第二电极层上的所述第二电极区呈点阵式分布。

5.根据权利要求1所述的电子皮肤，其特征在于，所述绝缘间隔层由柔性材料制成；

所述第一电极层和所述第二电极层形成于所述绝缘间隔层上，或，所述第一电极层和所述第二电极层是柔性的。

6.根据权利要求1所述的电子皮肤，其特征在于，还包括第三电极层，所述第三电极层、所述第一电极层和所述第二电极层层叠设置，所述第三电极层与相邻的任一电极层绝缘，所述第三电极层能够与接近的导体构成电容。

7.根据权利要求6所述的电子皮肤，其特征在于，还包括第三检测电路模块，所述第三检测电路模块与所述第三电极层电连接，所述第三检测电路模块用于生成表征电容的电容值或其变化量的电信号。

8.根据权利要求1所述的电子皮肤，其特征在于，还包括绝缘基材层，所述绝缘基材层设于所述第一电极层背对所述绝缘间隔层的一侧和所述第二电极层背对所述绝缘间隔层的一侧。

9.根据权利要求8所述的电子皮肤，其特征在于，所述绝缘间隔层和所述绝缘基材层由柔性材料制成；

所述第一电极和所述第二电极分别形成于两所述绝缘基材层上，或形成于所述绝缘间隔层的两侧，或，所述第一电极和所述第二电极是柔性的。

10.一种基于权利要求1至9任一项所述的电子皮肤的接近感应方法，其特征在于，包括：

侦测电子皮肤是否检测到物体迫近；所述电子皮肤包括层叠设置的第一电极层和第二电极层，所述第一电极层包括若干第一电极，所述第二电极层包括与所述第一电极呈网格状交错设置的若干第二电极；

在侦测结果为是时，获取所述第一电极层中检测到物体迫近的第一电极信息和所述第二电极层中检测到物体迫近的第二电极信息，并根据所述第一电极信息和所述第二电极信息执行运动策略。

11.根据权利要求10所述的接近感应方法，其特征在于，所述根据所述第一电极信息和所述第二电极信息执行运动策略包括：

根据获取的所述第一电极信息和所述第二电极信息确定物体迫近的位置信息；

执行与所述位置信息对应的运动策略；

或，所述根据所述第一电极信息和所述第二电极信息执行运动策略包括：

根据获取的所述第一电极信息和所述第二电极信息确定物体迫近的位置信息和距离信息；

执行与所述位置信息和所述距离信息对应的运动策略。

12.根据权利要求10所述的接近感应方法，其特征在于，所述侦测电子皮肤是否检测到物体迫近包括：

侦测所述第一电极层/所述第二电极层是否检测到物体迫近；

或，所述电子皮肤还包括与所述第一电极层和所述第二电极层层叠设置第三电极层，所述侦测电子皮肤是否检测到物体迫近包括：

侦测所述第三电极层是否检测到物体迫近。

13.一种装置外壳，其特征在于，包括柔性的保护外皮和至少一个如权利要求1至9中任一项所述的电子皮肤，所述保护外皮包括设置于所述电子皮肤内侧和/或外侧的柔性层。

14.根据权利要求13所述的装置外壳，其特征在于，所述保护外皮由弹性体材料制成。

15.一种机械臂，其特征在于，包括：

本体；以及

至少一个如权利要求13或14所述的装置外壳，所述装置外壳包覆于所述本体的外表面。

16.一种机器人，其特征在于，包括至少一个如权利要求15所述的机械臂。