(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211336024.5 (22)申请日 2022.10.28 (71)申请人 南京理工大 学 地址 210094 江苏省南京市玄武区孝陵卫 200号 (72)发明人 疏静　张卫东　朱晓波　高家乐　 戴祎杰　 (74)专利代理 机构 南京理工大 学专利中心 32203 专利代理师 王安 (51)Int.Cl. G01D 5/12(2006.01) G01D 21/02(2006.01) G06N 3/08(2006.01) (54)发明名称 一种基于无网格传感平面的柔性多模态触 觉感知系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于无网格传感平面的 柔性多模态触觉感知系统， 其中无网格柔性平面 传感模块用于感知多模态触觉信息并转化为电 阻信息， 边缘电极模块包括N根电极， 均嵌入在无 网格柔性平面传感模块边缘， N根电极分布式排 列， 互相均不接触， 任意两根电极组成一个电阻 通道， 电阻测量电路模块用于记录边缘电极模块 中多路通道电阻变化信息并输入神经网络模块； 神经网络模块用于输出多模态触觉信息。 本发明 的技术方案中采用多根边缘电极相互组成电阻 测量通道， 电阻测量通道数影 响多模态触觉信息 的感知精度， 在保留精度的情况下能够显著减少 电极数量， 避免复杂的导线互连， 可以对多模态 的触觉信息进行实时、 精确的感知。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 115523943 A 2022.12.27 CN 115523943 A 1.一种基于无网格传感平面的柔性多模态触觉感知系统， 其特征在于， 包括无网格柔 性平面传感模块、 边 缘电极模块、 电阻测量电路模块、 神经网络模块； 所述无网格柔 性平面传感模块用于感知多模态触觉信息并转 化为电阻信息； 所述边缘电极模块包括N根电极， 均嵌入在无网格柔性平面传感模块边缘， N根电极分 布式排列， 互相均不接触， 任意两根电极组成一个电阻通道， N 根电极组成 个电阻通道； 所述电阻通道数 大于等于所需感知的多模态触觉信息维度； 所述电阻测量电路模块用于记录边缘电极模块中 路通道电阻变化信息并输入神 经 网络模块； 所述神经网络模块用于 输出多模态触觉信息， 神经网络模块的输入数共为 个。 2.根据权利要求1所述的基于无网格传感平面的柔性多模态触觉感知系统， 其特征在 于， 所述无网格柔性平面传感模块为微结构， 基底材料为绝缘材料， 基底材料中掺杂导电填 料； 无网格柔 性平面传感单 元外部封装柔性材料。 3.根据权利要求1所述的基于无网格传感平面的柔性多模态触觉感知系统， 其特征在 于， 所述多模态触觉信息包括但不限于单点或多点压力大小、 压力作用位置、 压力作用形 状、 压力作用面积、 压力作用方向、 温度、 湿度； 所述压力作用形状包括 三角形， 四边形， 六边形， 十二 边形或其 余多边形。 4.根据权利要求1所述的基于无网格传感平面的柔性多模态触觉感知系统， 其特征在 于， 所述边缘电极模块嵌入在无网格柔 性平面传感模块 边缘； 所述电极的一端均嵌入无网格柔性平面传感模块， 另一端伸出无网格柔性平面传感模 块， 电极之间互不交叉。 5.根据权利要求2所述的基于无网格传感平面的柔性多模态触觉感知系统， 其特征在 于， 所述微结构包括多孔结构、 含骨架结构、 表面凸起结构； 所述基底材料包括橡胶、 PI、 PVDF、 PDMS、 PEDOT:PSS中的一种或多种； 所述导电填料包 括炭黑、 碳纳米管、 石墨烯以及 纳米金属颗粒中的一种或多种。 6.根据权利要求4所述的基于无网格传感平面的柔性多模态触觉感知系统， 其特征在 于， 所述电阻测量电路模块为时分复用多路电阻测量电路， 测量边缘电极模块中不同电极 组合之间的电阻， 包括控制单 元， 通路选择 单元， 电阻测算单 元， 数据传输单 元； 通路选择单元由多个多路选择开关组成， 配合 时序电平完成不同边缘电极组合间电阻 通道的切换， 电阻测 算单元包括运算放大器和电阻组成比例放大器， 根据通道电阻的不同 输出不同电位， 所述控制单元用于为通路选择单元提供对应的时序电平， 并将电阻测算单 元输出的电位进 行测算得到通道阻值的大小， 数据传输单元将各通道阻值数据传输至神经 网络模块。 7.根据权利要求2所述的基于无网格传感平面的柔性多模态触觉感知系统， 其特征在 于， 所述无网格柔性平面传感模块上还设置PI薄膜， 所述PI薄膜基于饱和盐湿度发生装置 得到不同湿度下的电容 不同。 8.根据权利要求7所述的基于无网格传感平面的柔性多模态触觉感知系统， 其特征在 于， 所述PI薄膜上绘制导电银线网格， 所述导电银线网格基于银线电阻对温度的相应曲线， 根据银线网格的电阻获取外 部温度。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115523943 A 29.根据权利要求1所述的基于无网格传感平面的柔性多模态触觉感知系统， 其特征在 于， 所述神经网络模块基于数据集对进行训练； 所述数据集 为多模态触觉信息及其相应的多通道阻值变化信息； 训练后的神经网络模块基于电阻测量电路模块输出的多通道阻值信 息， 输出多模态触 觉信息， 包括压力作用形状， 压力作用横坐标， 压力作用纵坐标， 压力作用面积， 压力作用大 小， 温度， 湿度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115523943 A 3