CN113049166A - 触觉传感器及具有该触觉传感器的机器人 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种触觉传感器及具有该触觉传感器的机器人，该触觉传感器包括壳体单元、触体单元、图像采集单元、反射单元和光源单元；其中，在壳体单元的表面设有触体单元，触体单元包括外露的软体层和设于软体层内部的辨识图案层，然后，在壳体单元中空状的内部设有图像采集单元、反射单元和光源单元，光源的发出的光线照射到该辨识图案层，然后，光线从辨识图案层经至少两路采集光路交汇于图像采集头，该至少两路采集光路中至少包括一个经过反射单元反射的反射光路；即，通过辨识图案层、光源、光路等的设置，仅使用单个图像采集单元就能够得到辨识图案层的三维形貌进而能够得到三维受力，解决了现有触觉传感器感知信息单一的技术问题。

Description

触觉传感器及具有该触觉传感器的机器人

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种触觉传感器及具有该触觉传感器的机器人。

背景技术

触觉是人体的重要感觉之一。例如，在人手与物体的接触过程中，人们可以依靠人手的触觉感知诸如接触分布力、物体的表面形貌、粗糙度、软硬程度等，进而，人们可以依靠触觉提供的丰富信息对物品的抓取、移动等操作起到指导作用。

随着机器人技术的快速发展，机器人在生产线、自动化仓库等可预知的结构化场景中已大规模普及；但是，其在例如家用、陪护等具有不确定性的非结构化场景的应用确受到了限制。一个重要的原因在于，在上述非结构化场景中，机器人通常需要触觉传感器采集数据信息，然后，机器人再根据该数据信息对应做出各种操作；然而，现有的触觉传感器普遍存在感知信息单一的技术问题，例如仅能感受一个方向的受力情况，致使该触觉传感器难以满足机器人在上述非结构化场景中实际应用的需求。

发明内容

针对上述技术问题的至少一个方面，本申请实施例提供了一种触觉传感器及具有该触觉传感器的机器人，该触觉传感器包括壳体单元、触体单元、图像采集单元、反射单元和光源单元；其中，在壳体单元的表面设有触体单元，触体单元包括外露的软体层和设于软体层内部的辨识图案层，然后，在壳体单元中空状的内部设有图像采集单元、反射单元和光源单元，光源的发出的光线照射到该辨识图案层，然后，光线从辨识图案层经至少两路采集光路交汇于图像采集头，该至少两路采集光路中至少包括一个经过反射单元反射的反射光路；

即，本实施例中，该触体单元、反射单元和图像采集单元之间被配置为，图像采集头能够同时观察到辨识图案层的至少两个图像，并且，其中至少一个为反射的图像；这样，能够理解，对于该至少两个图像，相当于图像采集头分别从至少两个不同的位置观察辨识图案层得到；进而，根据双目相机三维测量的原理，由该至少两个图像即可构建该辨识图案层的三维视图模型，再根据该三维视图模型在受力前后的变化即可求解触体单元上的三维受力分布；

也就是说，本实施例中，一方面，通过辨识图案层、光源、光路等的设置，将辨识图案层受力的位移变量转换为图像变量进行可视化呈现；另一方面，引入双目相机的成像原理，并通过至少两个采集光路的设置，仅使用单个图像采集单元就能够得到辨识图案层的三维形貌；从而通过对该辨识图案层三维形貌的实时计算及分析，即可得到作用于辨识图案层的三维位移场和三维分布力；解决了现有触觉传感器感知信息单一的技术问题，实现了扩大触觉传感器的信息获取维度、提高触觉传感器的信息感知密度，提高触觉传感器的集成度和测量准确性的技术效果。

本申请实施例公开了一种触觉传感器，所述触觉传感器包括：

壳体单元，所述壳体单元呈封闭的中空状结构，所述壳体单元不透光；

触体单元，装设于所述壳体单元的表面，所述触体单元包括外露于所述壳体单元的软体层，所述软体层的内部附有辨识图案层；

图像采集单元，装设于所述壳体单元，所述图像采集单元具有朝向所述壳体单元内部的图像采集头；

反射单元，装设于所述壳体单元的内部；

其中，所述壳体单元内部还设有光源单元，所述光源单元发出的光线照射到所述辨识图案层；

所述光线从所述辨识图案层经采集光路交汇于所述图像采集头，所述采集光路至少包括第一采集光路和第二采集光路，并且，所述第一采集光路和所述第二采集光路中至少一个为反射光路，所述反射光路为所述光线从所述辨识图案层经所述反射单元反射后交汇于所述图像采集头。

本公开实施例中，所述辨识图案层包括网格图案层、点阵图案层、棋盘图案层中的一种或多种。

本公开实施例中，所述触体单元包括装设于所述壳体单元表面的透明支撑层，在所述透明支撑层外侧设有所述软体层。

本公开实施例中，所述软体层包括由内而外依次层叠的透明软体层和不透明软体层，其中，所述辨识图案层设于所述透明软体层内，或者，所述辨识图案层设于所述透明软体层和所述不透明软体层之间。

本公开实施例中，所述第一采集光路为所述光线从所述辨识图案层直接交汇于所述图像采集头，所述第二采集光路为所述反射光路。

本公开实施例中，所述反射单元包括第三反射镜，所述第三反射镜的第三反射面朝向所述触体单元；并且，所述第三反射镜与所述触体单元构成第三预定角度，所述第三预定角度为锐角；所述图像采集头位于所述第三预定角度对应的扇形区域。

本公开实施例中，所述第一采集光路和所述第二采集光路均为所述反射光路。

本公开实施例中，所述图像采集头和所述触体单元分设于所述壳体单元的两端，所述图像采集头位于所述辨识图案层的中心线上，在所述图像采集头和所述辨识图案层之间设有所述反射单元；

所述反射单元包括第一反射组件和第二反射组件，所述第一反射组件和所述第二反射组件分别相对所述中心线对称设置，所述第二反射组件设于所述第一反射组件的外侧；

所述第一反射组件包括成对的第一反射镜，成对的所述第一反射镜的第一反射面相对所述中心线朝外设置；

所述第二反射组件包括成对的第二反射镜，成对的所述第二反射镜的第二反射面相对所述中心线朝内设置；并且，

所述第一反射镜与所述中心线呈第一预定角度倾斜设置，所述第二反射镜与所述中心线呈第二预定角度倾斜设置，以使所述光线从所述辨识图案层依次经所述第二反射镜、所述第一反射镜反射后交汇于所述图像采集头。

本公开实施例中，所述光源单元包括相对所述中心线对称设置的第一光源和第二光源；

在所述第一光源与所述触体单元之间设有第一遮光台，以使所述第一光源照射于所述辨识图案层的第一端；

在所述第二光源与所述触体单元之间设有第二遮光台，以使所述第二光源照射于所述辨识图案层剩余的第二端。

本申请实施例还公开一种机器人，所述机器人上设有触觉传感器，所述触觉传感器为上述的触觉传感器。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例提供了一种触觉传感器及具有该触觉传感器的机器人，该触觉传感器包括壳体单元、触体单元、图像采集单元、反射单元和光源单元；其中，在壳体单元的表面设有触体单元，触体单元包括外露的软体层和设于软体层内部的辨识图案层，然后，在壳体单元中空状的内部设有图像采集单元、反射单元和光源单元，光源的发出的光线照射到该辨识图案层，然后，光线从辨识图案层经至少两路采集光路交汇于图像采集头，该至少两路采集光路中至少包括一个经过反射单元反射的反射光路；

即，本实施例中，该触体单元、反射单元和图像采集单元之间被配置为，图像采集头能够同时观察到辨识图案层的至少两个图像，并且，其中至少一个为反射的图像；这样，能够理解，对于该至少两个图像，相当于图像采集头分别从至少两个不同的位置观察辨识图案层得到；进而，根据双目相机三维测量的原理，由该至少两个图像即可构建该辨识图案层的三维视图模型，再根据该三维视图模型在受力前后的变化即可求解触体单元上的三维受力分布；

也就是说，本实施例中，一方面，通过辨识图案层、光源、光路等的设置，将辨识图案层受力的位移变量转换为图像变量进行可视化呈现；另一方面，引入双目相机的成像原理，并通过至少两个采集光路的设置，仅使用单个图像采集单元就能够得到辨识图案层的三维形貌；从而通过对该辨识图案层三维形貌的实时计算及分析，即可得到作用于辨识图案层的三维位移场和三维分布力；解决了现有触觉传感器感知信息单一的技术问题，实现了扩大触觉传感器的信息获取维度、提高触觉传感器的信息感知密度，提高触觉传感器的集成度和测量准确性的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例中所述触觉传感器的结构示意图。

图2为图1另一角度的结构示意图。

图3为图1的剖视结构示意图。

图4为图1的剖视结构示意图。

图5为图1中的光路结构示意图。

图6为图1中所述图像采集头拍摄图像的示意图。

图7为本申请另一实施例中所述触觉传感器的结构示意图。

图8为图7的剖视结构示意图。

图9为图8的倒置结构示意图。

图10为图7中所述光源单元的结构示意图。

图11为图7总的光路结构示意图。

图12为图7中所述图像采集头拍摄图像的示意图。

图13为本申请实施例中所述触觉传感器的工作流程图。

其中，附图标记：

10-壳体单元，11-第一遮光台，12-第二遮光台，

20-触体单元，21-软体层，22-辨识图案层，23-透明支撑层，

211-透明软体层，212-不透明软体层，

221-中心线，

30-图像采集单元，31-图像采集头，

40-反射单元，

41-第一反射组件，411-第一反射镜，

42-第二反射组件，421-第二反射镜，

50-光源单元，51-第一光源，52-第二光源，

61-第一采集光路，62-第二采集光路，

71-第一位置，72-第二位置，

81-第一图像，82-第二图像。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将参考附图详细地描述本申请的示例实施例，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例性实施例的限制。

本申请实施例提供一种触觉传感器，图1～6示出了本申请触觉传感器的一种可能结构，图7～12示出了本申请触觉传感器的另一种可能结构，结合上述附图，本实施例的触觉传感器包括壳体单元10、触体单元20、图像采集单元30、反射单元40和光源单元50；其中，壳体单元10呈封闭的中空状结构，壳体单元10不透光；触体单元20装设于壳体单元10的表面，触体单元20包括外露于壳体单元的软体层21，该软体层21的内部附有辨识图案层22；图像采集单元30装设于壳体单元10，该图像采集单元30具有朝向壳体单元10内部的图像采集头31；反射单元40装设于壳体单元10的内部；其中，壳体单元10内部还设有光源单元50，该光源单元50发出的光线照射到辨识图案层22；然后，光线从辨识图案层22经采集光路交汇于图像采集头31，该采集光路至少包括第一采集光路61和第二采集光路62，并且，第一采集光路61和第二采集光路62中至少一个为反射光路，该反射光路为光线从辨识图案层22经反射单元40反射后交汇于图像采集头31。

具体的，该壳体单元呈封闭的中空状结构，上述图像采集单元、反射单元和光源单元可装配在壳体单元内部的侧壁上或壳体单元的内部空间，壳体单元的内部空间还用于供光路传播，壳体单元不透光，即，壳体单元内部的光线不能透出，壳体单元外部的光线不能透入；在壳体单元的表面装设有触体单元，该触体单元包括软体层，软体层外露于壳体单元的表面，软体层用于供外力作用，然后在软体层的内部附有辨识图案层；图像采集单元装设于壳体单元并具有朝向壳体单元内部空间的图像采集头，然后该反射单元和光源单元装设于壳体单元的内部。

其中，触体单元、光源单元、图像采集单元和反射单元应被配置为：光源单元发出的光线照射到辨识图案层，然后光线从辨识图案层经至少两路采集光路交汇于图像采集头，例如光线从辨识图案层经至少第一采集光路和第二采集光路交汇于图像采集头，并且，在上述至少两路采集光路中，至少一个为反射光路，即，光线从辨识图案层经反射单元反射后交汇于图像采集头。

此时，能够理解，对应至少两路采集光路，该图像采集头在某一时刻的一次拍摄中能够同时得到辨识图案层的至少两个图像，并且，该至少两个图像中，至少一个为经反射单元反射后的虚像，例如两个图像中一个为虚像，一个为实像，或者两个图像均为虚像；

这样，根据反射原理，该至少两个图像即对应为图像采集头在至少两个不同位置直接观察辨识图案层得到。

然后，在得到上述至少两个图像的基础上，根据双目相机三维成像原理，由上述对应至少两个不同位置的至少两个图像即可得到辨识图案层在某一时刻的三维形貌或三维模型，或者说，可以得到辨识图案层中每一个特征点在某一时刻的三维位置坐标；进而，在不同的时刻，通过对比辨识图案层在受力前后三维形貌的变化即可重构作用于软体层的三维分布力，从而依据该三维分布力的信息，该触觉传感器可以得到更多的触觉信息，例如触体单元接触面的滑移区域、受力方向、受力区域、受力加速度等，测量实时性好，结构紧凑，易于集成和应用。

本申请实施例提供了一种触觉传感器及具有该触觉传感器的机器人，该触觉传感器包括壳体单元、触体单元、图像采集单元、反射单元和光源单元；其中，在壳体单元的表面设有触体单元，触体单元包括外露的软体层和设于软体层内部的辨识图案层，然后，在壳体单元中空状的内部设有图像采集单元、反射单元和光源单元，光源的发出的光线照射到该辨识图案层，然后，光线从辨识图案层经至少两路采集光路交汇于图像采集头，该至少两路采集光路中至少包括一个经过反射单元反射的反射光路；

即，本实施例中，该触体单元、反射单元和图像采集单元之间被配置为，图像采集头能够同时观察到辨识图案层的至少两个图像，并且，其中至少一个为反射的图像；这样，能够理解，对于该至少两个图像，相当于图像采集头分别从至少两个不同的位置观察辨识图案层得到；进而，根据双目相机三维测量的原理，由该至少两个图像即可构建该辨识图案层的三维视图模型，再根据该三维视图模型在受力前后的变化即可求解触体单元上的三维受力分布；

也就是说，本实施例中，一方面，通过辨识图案层、光源、光路等的设置，将辨识图案层受力的位移变量转换为图像变量进行可视化呈现；另一方面，引入双目相机的成像原理，并通过至少两个采集光路的设置，仅使用单个图像采集单元就能够得到辨识图案层的三维形貌；从而通过对该辨识图案层三维形貌的实时计算及分析，即可得到作用于辨识图案层的三维位移场和三维分布力；解决了现有触觉传感器感知信息单一的技术问题，实现了扩大触觉传感器的信息获取维度、提高触觉传感器的信息感知密度，提高触觉传感器的集成度和测量准确性的技术效果。

本实施例中，方便理解的，该软体层的外侧应为不透光，然后，在软体层的内部附有辨识图案层，并且，在外力作用于软体层外侧的接触面时，软体层外侧接触面发生形变并引起辨识图案层发生相应的形变。

本实施例中，方便理解的，上述图像采集单元例如可为照相机、摄像机等照相或拍摄设备，图像采集头为照相机或摄像机的镜头，图像采集单元应与计算设备信号连接，在图像采集头采集到至少两个图像后将其传输到计算设备中，由计算设备计算并分析上述的三维形貌、三维位移场、三维分布力等。

本实施例中，方便理解的，上述反射单元例如为反射平面镜或反射多面镜等，用于改变光线的光路。

一种可能实施方式中，该辨识图案层22包括网格图案层、点阵图案层、棋盘图案层中的一种或多种。

即，参看图6或12，为了方便计算和更准确测量触觉信息，该辨识图案层例如可由间距相等的点阵或者网格等构成，

一种可能实施方式中，该触体单元20包括装设于壳体单元10表面的透明支撑层23，在透明支撑层23外侧设有软体层21。

请参看图2或图8，该透明支撑层例如为透明玻璃，透明玻璃装设于壳体单元的开口上，然后，在透明玻璃外侧设有软体层，该透明玻璃对软体层起到支撑和保护作用。

一种可能实施方式中，该软体层21包括由内而外依次层叠的透明软体层211和不透明软体层212，其中，辨识图案层22设于透明软体层211内，或者，辨识图案层22设于透明软体层211和不透明软体层212之间。

本实施例中结合图2和图5，该软体层由外侧的不透明软体层和内侧的透明软体层层叠构成，然后，在透明软体层和不透明软体层之间设有辨识图案层，或者，该辨识图案层设置在透明软体层内部，这样，即可保证辨识图案层随软体层的变形而变形。

一种可能实施方式中，该第一采集光路61为光线从辨识图案层22直接交汇于图像采集头31，该第二采集光路62为反射光路。

即，结合图5、6，本实施例中，例如该采集光路包括两路光路，其中，第一采集光路为光线从辨识图案层直接交汇于图像采集头，与之对应的，该第一图像81(图6中下端的图像)为实像，该第一图像81即对应图像采集头在第一位置71直接观察辨识图案层时得到的图像；第二采集光路为光线从辨识图案层经反射单元反射后交汇于图像采集头，与之对应的，该第二图像82(图6中上端的图像)为虚像，此时，根据反射原理，该第二图像即对应图像采集头在第二位置72直接观察辨识图案层时得到的图像。

能够理解，更进一步的，该第二位置和第一位置相对反射单元所在的延长线对称。

一种可能实施方式中，该反射单元40包括第三反射镜，第三反射镜的第三反射面朝向触体单元20；并且，第三反射镜与触体单元20构成第三预定角度，第三预定角度为锐角；图像采集头31位于第三预定角度对应的扇形区域。

继续结合图4和图5，该反射单元包括一个第三反射镜，第三反射镜的反射面朝向触体单元，并且，第三反射镜与触体单元以第三预定角度呈锐角设置，然后，该图像采集头位于锐角对应的扇形区域内，此时，结合图5中的光路可知，图像采集头通过一个反射光路和一个直射光路即可同时得到辨识图案层的两个图像。

方便理解的，本实施例中，该光源单元(图1～4中未示出)可以设置在壳体单元内部并能直接照射到辨识图案层的位置。

一种可能实施方式中，该第一采集光路61和第二采集光路62均为反射光路。

即，参看图11，本实施例中，例如该采集光路包括两路光路，并且两路光路均为反射光路，这样，经第一采集光路61得到的第一图像81和经第二采集光路62得到的第二图像82均为虚像，并且，根据反射原理，该第一图像81和第二图像82对应图像采集头分别在不同的第一位置71和第二位置72直接观察辨识图案层时得到的图像。

一种可能实施方式中，图像采集头31和触体单元20分设于壳体单元10的两端，图像采集头31位于辨识图案层22的中心线221上，在图像采集头31和辨识图案层22之间设有反射单元40；反射单元40包括第一反射组件41和第二反射组件42，第一反射组件41和第二反射组件42分别相对辨识图案层22的中心线221对称设置，第二反射组件42设于所述第一反射组件41的外侧；第一反射组件41包括成对的第一反射镜411，成对的第一反射镜411的第一反射面相对中心线221朝外设置；第二反射组件42包括成对的第二反射镜421，成对的第二反射镜421的第二反射面相对中心线221朝内设置；并且，第一反射镜411与中心线221呈第一预定角度倾斜设置，第二反射镜421与中心线221呈第二预定角度倾斜设置，以使光线从辨识图案层22依次经第二反射镜421、第一反射镜411反射后交汇于图像采集头31。

继续结合图8、9、11，在壳体单元的两端(图9中上端和下端)分别设有图像采集头和触体单元，再结合图11，图像采集头位于辨识图案层的中心线上，然后，在图像采集头和辨识图案层之间设有反射单元；其中，该反射单元包括第一反射组件和设于第一反射组件外侧的第二反射组件，并且，两个反射组件分别相对辨识图案层的中心线对称设置。

参看图9和11，第一反射组件包括一对第一反射镜，一对第一反射镜的一端拼合在一起并位于中心线上，另一端展开呈一定的角度并朝向辨识图案层设置，第一反射镜的第一反射面相对中心线朝外设置；然后，参看图8和11，在每一个第一反射镜的外侧再设置一个第二反射镜，第二反射镜的反射面相对中心线朝内设置，即，第一反射镜与第二反射镜的反射面相对设置，这样，一对第二反射镜构成第二反射组件；此外，该第一反射镜与中心线应呈第一预定角度倾斜设置，然后第二反射镜与中心线呈第二预定角度倾斜设置，第一预定角度大于第二预定角度，以使得光线从下端的辨识图案层依次经第二反射镜、第一反射镜分别反射后交汇于图像采集头；或者说，中心线左侧的第二反射镜和第一反射镜构成一个反射光路，中心线右侧的第二反射镜和第一反射镜构成另一个反射光路。

本实施例中，参看图11，两个第一反射镜构成一个二倍第一预定角度的第一夹角，并且，该第一夹角朝向辨识图案层，两个第二反射镜构成一个二倍第二预定角度的第二夹角，并且，该第二夹角朝向辨识图案层；第一夹角大于第二夹角。

本实施例中，该一对第二反射镜可以分别设置在壳体单元相对的两个内壁上。

一种可能实施方式中，光源单元51包括相对中心线221对称设置的第一光源51和第二光源52；在第一光源51与触体单元20之间设有第一遮光台11，以使第一光源51照射于辨识图案层22的第一端；在第二光源52与触体单元20之间设有第二遮光台12，以使第二光源52照射于辨识图案层22剩余的第二端。

参看图10，本实施例中，该光源单元包括第一光源和第二光源，第一光源和第二光源可以分别设置在壳体单元另外两个相对的内壁上，具体的，第一光源和第二光源可以布置在壳体单元内壁上的开孔中，然后，在每一个光源朝向辨识图案层的一端设置遮光台，该遮光台能够对光源发出的光起到部分遮挡作用，使得每一个光源只能够照亮下方辨识图案层对侧的一半；这样，可以避免光源发出的光线只经过支撑玻璃和反射镜的镜面反射，而不经过漫反射直接入射到图像采集头，或者说，可以避免光源单元中发光元件被支撑玻璃和反射镜反射后所成的虚像出现在图像采集头中；也就是说，可以避免图像采集头拍摄的图像中出现发光元件的亮斑从而影响后续的图像计算处理和对特征点的识别。

结合上述实施例及图13，本申请触觉传感器的工作流程例如可为：

S1、物体与软体层接触并对软体层产生作用力；

S2、在上述作用力的作用下软体层发生形变；

S3、软体层的形变导致软体层内部的辨识图案层发生相应的形变；

S4、图像采集头通过至少两路采集光路分别从至少两个视角获取辨识图案层的至少两个图像；

S5、计算设备根据上述至少两个图像构建辨识图案层的三维形貌；

S6、计算设备通过辨识图案层在受力前后的三维形貌对比计算作用于软体层的三维位移场；

S7、计算设备根据三维位移场求解三维受力分布、滑移分布、受力方向等多种触觉信息。

本申请实施例还提供一种机器人，机器人上设有触觉传感器，触觉传感器为上述的触觉传感器。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、***的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、***。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种触觉传感器，其特征在于，所述触觉传感器包括：

壳体单元，所述壳体单元呈封闭的中空状结构，所述壳体单元不透光；

触体单元，装设于所述壳体单元的表面，所述触体单元包括外露于所述壳体单元的软体层，所述软体层的内部附有辨识图案层；

图像采集单元，装设于所述壳体单元，所述图像采集单元具有朝向所述壳体单元内部的图像采集头；

反射单元，装设于所述壳体单元的内部；

其中，所述壳体单元内部还设有光源单元，所述光源单元发出的光线照射到所述辨识图案层；

所述光线从所述辨识图案层经采集光路交汇于所述图像采集头，所述采集光路至少包括第一采集光路和第二采集光路，并且，所述第一采集光路和所述第二采集光路中至少一个为反射光路，所述反射光路为所述光线从所述辨识图案层经所述反射单元反射后交汇于所述图像采集头。

2.根据权利要求1所述的触觉传感器，其特征在于，所述辨识图案层包括网格图案层、点阵图案层、棋盘图案层中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的触觉传感器，其特征在于，所述触体单元包括装设于所述壳体单元表面的透明支撑层，在所述透明支撑层外侧设有所述软体层。

4.根据权利要求3所述的触觉传感器，其特征在于，所述软体层包括由内而外依次层叠的透明软体层和不透明软体层，其中，所述辨识图案层设于所述透明软体层内，或者，所述辨识图案层设于所述透明软体层和所述不透明软体层之间。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的触觉传感器，其特征在于，所述第一采集光路为所述光线从所述辨识图案层直接交汇于所述图像采集头，所述第二采集光路为所述反射光路。

6.根据权利要求5所述的触觉传感器，其特征在于，所述反射单元包括第三反射镜，所述第三反射镜的第三反射面朝向所述触体单元；并且，所述第三反射镜与所述触体单元构成第三预定角度，所述第三预定角度为锐角；所述图像采集头位于所述第三预定角度对应的扇形区域。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的触觉传感器，其特征在于，所述第一采集光路和所述第二采集光路均为所述反射光路。

8.根据权利要求7所述的触觉传感器，其特征在于，所述图像采集头和所述触体单元分设于所述壳体单元的两端，所述图像采集头位于所述辨识图案层的中心线上，在所述图像采集头和所述辨识图案层之间设有所述反射单元；

所述反射单元包括第一反射组件和第二反射组件，所述第一反射组件和所述第二反射组件分别相对所述中心线对称设置，所述第二反射组件设于所述第一反射组件的外侧；

所述第一反射组件包括成对的第一反射镜，成对的所述第一反射镜的第一反射面相对所述中心线朝外设置；

所述第二反射组件包括成对的第二反射镜，成对的所述第二反射镜的第二反射面相对所述中心线朝内设置；并且，

所述第一反射镜与所述中心线呈第一预定角度倾斜设置，所述第二反射镜与所述中心线呈第二预定角度倾斜设置，以使所述光线从所述辨识图案层依次经所述第二反射镜、所述第一反射镜反射后交汇于所述图像采集头。

9.根据权利要求8所述的触觉传感器，其特征在于，所述光源单元包括相对所述中心线对称设置的第一光源和第二光源；

在所述第一光源与所述触体单元之间设有第一遮光台，以使所述第一光源照射于所述辨识图案层的第一端；

在所述第二光源与所述触体单元之间设有第二遮光台，以使所述第二光源照射于所述辨识图案层剩余的第二端。

10.一种机器人，其特征在于，所述机器人上设有触觉传感器，所述触觉传感器为权利要求1～9中任一项所述的触觉传感器。

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