CN116007805A - 传感器、机器人及传感器的制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种传感器、机器人及传感器的制备方法。传感器包括光源、亮度检测器以及柔性感测部。柔性感测部包括柔性管套和柔性管芯；所述柔性管套包裹所述柔性管芯；所述柔性感测部包括输入端和输出端；所述输入端与所述光源连接；所述输出端与所述亮度检测器连接；其中，所述柔性管芯的折射率高于所述柔性管套的折射率。本申请的传感器由光驱动，因而不会受到电磁干扰，也不会产生漏电、短路等安全隐患，安全性较高。此外，由于柔性管芯的折射率高于柔性管套的折射率，来自光源的光可以在柔性感测部内以全反射的形式自输入端朝向输出端传输，因而降低了柔性感测部对光的折损，提高了传感器的检测精度。

Description

传感器、机器人及传感器的制备方法

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，尤其涉及一种传感器、机器人及传感器的制备方法。

背景技术

信息化时代的快速发展也带来了人们对传感器更高和更多样化的要求，在智能机器人领域，机器人运动能力的提升需要对足底压力分布进行精确的实时感知。这些应用场景通常需要传感器具有大测量范围、快响应时间和高空间分辨率。

传统的电学传感器由于受到电磁干扰、寄生电容效应、信号串扰等因素的限制，在响应速度、复杂环境适应性等方面的提升较为困难。传感器逐步向自动化、微型化、集成化方向发展，也追求更灵敏，更快速的响应。

发明内容

本申请提供一种传感器、机器人及传感器的制备方法，以解决相关技术中的不足。

本申请第一方面提供一种传感器，包括光源、亮度检测器以及柔性感测部。柔性感测部包括柔性管套和柔性管芯；所述柔性管套包裹所述柔性管芯；所述柔性感测部包括输入端和输出端；所述输入端与所述光源连接；所述输出端与所述亮度检测器连接；其中，所述柔性管芯的折射率高于所述柔性管套的折射率。

进一步地，所述柔性感测部还包括：输入光纤，设置于所述输入端和所述光源之间，以连接所述输入端和所述光源；和/或，输出光纤，设置于所述输出端和所述亮度检测器之间，以连接所述输出端和所述亮度检测器。

进一步地，所述柔性感测部的数量包括多个；其中，每一所述柔性感测部的输入端通过所述输入光纤与所述光源连接；和/或，每一所述柔性感测部的输出端通过所述输出光纤与所述亮度检测器连接。

进一步地，所述传感器还包括壳体；所述壳体成型于所述柔性感测部的外表面；至少部分所述柔性感测部设置于所述壳体内；所述壳体的硬度大于所述柔性感测部的硬度。

进一步地，所述柔性感测部沿圆弧自所述输入端延伸至所述输出端。

进一步地，所述圆弧的圆弧角范围大于或者等于250°、且小于或者等于290°。

进一步地，所述圆弧的直径大于或者等于10mm、且小于或者等于14mm。

进一步地，所述传感器的在厚度方向上的尺寸大于或者等于3mm、且小于或者等于5mm。

本申请第二方面提供一种机器人，包括机器人下肢；所述机器人下肢包括足部、腿部以及传感器；所述足部与所述腿部连接；所述传感器设置于所述足部远离所述腿部的一侧；所述传感器包括光源、亮度检测器以及柔性感测部。柔性感测部包括柔性管套和柔性管芯；所述柔性管套包裹所述柔性管芯；所述柔性感测部包括输入端和输出端；所述输入端与所述光源连接；所述输出端与所述亮度检测器连接；其中，所述柔性管芯的折射率高于所述柔性管套的折射率。

进一步地，所述柔性感测部还包括：输入光纤，设置于所述输入端和所述光源之间，以连接所述输入端和所述光源；和/或，输出光纤，设置于所述输出端和所述亮度检测器之间，以连接所述输出端和所述亮度检测器。

进一步地，所述柔性感测部的数量包括多个；其中，每一所述柔性感测部的输入端通过所述输入光纤与所述光源连接；和/或，每一所述柔性感测部的输出端通过所述输出光纤与所述亮度检测器连接。

进一步地，所述传感器还包括壳体；所述壳体成型于所述柔性感测部的外表面；至少部分所述柔性感测部设置于所述壳体内；所述壳体的硬度大于所述柔性感测部的硬度。

进一步地，所述柔性感测部沿圆弧自所述输入端延伸至所述输出端。

进一步地，所述圆弧的圆弧角范围大于或者等于250°、且小于或者等于290°。

进一步地，所述圆弧的直径大于或者等于10mm、且小于或者等于14mm。

进一步地，所述传感器的在厚度方向上的尺寸大于或者等于3mm、且小于或者等于5mm。

本申请第三方面提供一种传感器的制备方法，所述传感器包括光源、亮度检测器以及柔性感测部；所述柔性感测部包括柔性管套、输入端和输出端；所述输入端与所述光源连接；所述输出端与所述亮度检测器连接；所述柔性管套包括空腔；所述制备方法包括：

步骤一、获得柔性管芯材料；其中，柔性管芯材料的折射率高于所述柔性管套的材料的折射率；

步骤二、在所述空腔中形成柔性管芯，得到所述柔性感测部。

进一步地，所述柔性管芯材料为管芯流体；所述步骤二包括：注射管芯流体进入所述空腔；固化所述管芯流体以形成所述柔性管芯，得到柔性感测部。

进一步地，在注射管芯流体进入所述空腔之后，还包括：在所述输入端和/或输出端处***光导纤维至所述管芯流体中。

进一步地，所述固化的温度大于或者等于55℃、且小于或者等于80℃；所述固化的时间大于等于4小时、且小于或者等于6小时。

进一步地，在步骤二之后，还包括：步骤三、在所述柔性感测部的外表面成型壳体。

进一步地，所述步骤三包括：

在模具中浇筑外壳流体并固化成型，得到壳体预制件；

将部分所述柔性感测部放置于所述壳体预制件的顶面；

在顶面上浇筑外壳流体并固化成型，以在所述柔性感测部的外表面成型壳体。

进一步地，所述固化成型的温度大于或者等于60℃、且小于或者等于80℃；所述固化成型的时间大于或者等于6小时、且小于或者等于8小时。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

由上述实施例可知，本申请的传感器由光驱动，因而不会受到电磁干扰，也不会产生漏电、短路等安全隐患，安全性较高。此外，由于柔性管芯的折射率高于柔性管套的折射率，来自光源的光可以在柔性感测部内以全反射的形式自输入端朝向输出端传输，因而降低了柔性感测部对光的折损，提高了传感器的检测精度。

应理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出为本申请的传感器的一个实施例的整体示意图。

图2示出为本申请的传感器的另一个实施例的整体示意图。

图3示出为本申请的机器人的一个实施例的底部示意图。

图4示出为本申请的传感器的制备方法的一个实施例的流程图。

图5示出为本申请的制备方法的步骤二的一个实施例的流程图。

图6示出为本申请的制备方法的步骤二的另一个实施例的流程图。

图7示出为本申请的传感器的制备方法的另一个实施例的流程图。

图8示出为本申请的制备方法的步骤三的一个实施例的流程图。

其中，100传感器、1光源、2亮度检测器、3柔性感测部、31柔性管套、32柔性管芯、33输入端、34输出端、35输入光纤、36输出光纤、4壳体、41上端面、42下端面、200足部、300制备方法、Z厚度方向。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的方式并不代表与本申请相一致的所有方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个，若仅指代“一个”时会再单独说明。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

参考图1和图2，本申请第一方面提供一种传感器100。传感器100包括光源1、亮度检测器2以及柔性感测部3。柔性感测部3包括柔性管套31和柔性管芯32。柔性管套31包裹柔性管芯32。柔性感测部3包括输入端33和输出端34：输入端33与光源1连接、输出端34与亮度检测器2连接。其中，柔性管芯32的折射率高于柔性管套31的折射率。

光源1发射的光线能够通过输入端33进入柔性感测部3中，随后通过输出端34离开柔性感测部3并进入亮度检测器2中，因此亮度检测器2可以检测来自柔性感测部3的光的亮度。当柔性感测部3受到压力产生形变时，光的传输通路被破坏，导致光的透过率下降。因此，从输入端33进入柔性感测部3的光亮度与从输出端34离开柔性感测部3的光亮度存在差值。亮度检测器2则用于检测该差值，并根据该差值通过运算计算出压力的值，使得传感器100能够实现压力检测的功能。

本申请的传感器100由光驱动，因而不会受到电磁干扰，也不会产生漏电、短路等安全隐患，安全性较高。此外，由于柔性管芯32的折射率高于柔性管套31的折射率，来自光源1的光可以在柔性感测部3内以全反射的形式自输入端33朝向输出端34传输，因而降低了柔性感测部3对光的折损，提高了传感器100的检测精度。

在一些实施例中，柔性管套31的可以是低折射率硅胶柔性管套31、柔性管芯32可以是高折射率硅胶柔性管芯32。硅胶的低硬度使得柔性感测部3在外力下容易发生形变，实现了对压力的灵敏感知。并且，硅胶的高透明度有利于光线在柔性管芯32内传输，降低光线的损耗，提高传感器100的检测精度。诚然，在其他实施例中，柔性管套31和柔性管芯32也可以是由其他材料制成，本申请对此并不限制。

柔性感测部3的柔性特性使得传感器100的布置方式有多样。如图1和图2所示，柔性感测部3沿圆弧自输入端33延伸至输出端34，从而减小传感器100的整体体积，并且能在一个点位处实现压力检测。在其他实施例中，柔性感测部3也可以是沿直线延伸，因此传感器100能够检测某一直线方向上的压力。诚然，本领域技术人员可以根据实际需求设置柔性感测部3的延伸方式，例如沿三角形路径延伸、沿多个曲线路径延伸，本申请对此并不限制。

在图1和图2所实施例中，圆弧的圆弧角范围可以是大于或者等于250°、且小于或者等于290°，使得柔性感测部3能够形成为近似圆形的结构。通过这样设置，能够提高传感器100对“点位”的检测范围。举例而言，传感器100可以布置为：柔性感测部3的圆心与检测点重合。如此，传感器100能够以检测点为圆心建立起一个圆形的检测范围。当压力施加在检测点附近时，无论压力施加在检测点附近的哪个方位，压力都能被传感器100捕捉到。因此，这种设置方式能够提高传感器100对“点位”的检测范围。

进一步地，在该实施例中，圆弧的直径可以是大于或者等于10mm、且小于或者等于14mm。容易理解的是，圆弧的直径增加，柔性感测部3的检测范围就越大。但是过大的直径使得柔性感测部3本身远离检测点的位置，因此可能造成检测点位置的压力难以检测到的问题。而圆弧直径过小，那么检测范围就越小，并且会提高光线传播过程的损耗。因此本申请设定的圆弧直径可以在保证传感器100能够检测到检测点的压力的前提下，尽可能地扩大传感器100的检测范围。发明人经过多次试验，在圆弧直径为例如10mm、12mm、14mm的情况下，传感器100能够很好的感测到检测点位置的压力，也能够感测到稍微偏离检测点位置处的压力。

此外，为了进一步优化传感器100的体积，在一些实施例中，传感器100的在厚度方向上的尺寸大于或者等于3mm、且小于或者等于5mm。如此，传感器100可以设置于狭小的区域，提高了传感器100的设置灵活性。此外，由于传感器100的厚度较薄，因此当传感器100设置在设备上时，能够弱化传感器100的存在感。尤其在设备是能够进行运动的设备时，传感器100能够避免对设备的运动造成干扰。

光源1和输入端33之间、以及亮度检测器2和输出端34之间可以是直接连接。如此，来自光源1的光能够直接通过输入端33进入柔性感测部3，并且在输出端34处直接进入亮度检测器2中，减少光的损耗率。或者，如图1和图2所示，柔性感测部3还包括设置在输入端33和光源1之间的输入光纤35、以及设置于输出端34和亮度检测器2之间的输出光纤36。输入光纤35用于连接输入端33和光源1、输出光纤36用于连接输出端34和亮度检测器2。

输出光纤36和输入光纤35能够起到类似“导线”的作用，来连接光源1和柔性感测部3以及亮度检测器2和柔性感测部3。如此，传感器100能够将体积相对较大的光源1和亮度检测器2远离柔性感测部3设置。因此在检测位置的空间有限的情况下，传感器100依旧能够通过将柔性感测部3放置在检测位置，通过输出光纤36和输入光纤35来传递光并进行压力检测。通过这样设置，传感器100对检测位置的空间要求下降，因此这种设置方式提高了传感器100的布置灵活度和适用范围。

诚然，柔性感测部3也可以是仅有输入端33设置有输入光纤35，或者仅有输出端34设置有输出光纤36，从而降低输入光纤35和输出光纤36带来的光损耗的可能性，本申请对此并不限制。

如图1所示，在一些实施例中，传感器100还包括壳体4。壳体4成型于柔性感测部3的外表面，并且至少部分柔性感测部3设置于壳体4内。其中，壳体4的硬度大于柔性感测部3的硬度。柔性感测部3的柔性特性，使得柔性感测部3在受到非常轻微的力的时候，也会受到较大的变形。而灵敏度过高则会导致传感器100的检测力度范围下降。

举例而言，在一个实验中，第一传感器100不设置壳体4、第二传感器100设置有壳体4。在第一传感器100和第二传感器100受到相同大小的压力时，第一传感器100的柔性感测部3直接受力；而第二传感器100的壳体4能够抵抗部分压力，使得柔性感测部3实际上可能只受到了30％的压力。因此，第二传感器100的柔性感测部3的形变小于第一传感器100的柔性感测部3的形变。若要使第二传感器100的柔性感测部3的形变与此时第一传感器100的柔性感测部3的形变相同，则需对第二传感器100施加更大的压力。

可见，设置有壳体4的传感器100能够接受更大的压力，因此设置壳体4能够很好的扩大传感器100的压力检测范围。同时，壳体4也能够对柔性感测部3起到良好的保护作用，使得柔性感测部3能够进行多次的受力检测，有利于提高传感器100的鲁棒性并且延长传感器100的使用寿命。

可以理解的是，壳体4的厚度越大，柔性感测部3的检测灵敏度就下降；壳体4的厚度越小，壳体4对检测范围的扩大能力以及对柔性感测部3的保护能力有限。因此，在一些实施例中，柔性感测部3在厚度方向上与上端面41的最小间距大于等于0.8mm、且小于或者等于1.2mm。类似地，柔性感测部3在5厚度方向上与下端面42的最小间距大于等于0.8mm、且小于或者等于1.2mm。

如此，壳体4能够为柔性感测部3提供良好的保护性，同时也能够有效地保持柔性感测部3的检测灵敏度。

壳体4可以是由聚氨酯、聚氯乙烯等高硬度材料制成，或者是橡胶等具有较好的弹性和恢复性的材料制成，本申请对此并不限制。这些材料具有比柔性0感测部3更高的硬度，并且回弹能力好。当传感器100受到压力时，壳体4能

够形变挤压柔性感测部3，随后压力消失后壳体4能够恢复原状使柔性感测部3不受力，因此能够提高传感器100的鲁棒性和使用寿命。

在柔性感测部3包括输入光纤35、输出光纤36的实施例中，传感器100还可以进一步包括多个柔性感测部3。其中，每一柔性感测部3的输入端33通过5输入光纤35与光源1连接、输出端34通过输出光纤36与亮度检测器2连接。

通过这样设置，传感器100可以用于检测多个位置的压力，并且保证对每一位置的压力检测精确度和灵敏度。

诚然，在柔性感测部3只包括输入光纤35的实施例中，多个柔性感测部3

的输出端34可以与亮度检测器2直接相连。在柔性感测部3只包括输出光纤360的实施例中，多个柔性感测部3的输入端33可以与光源1直接相连，本申请对此并不限制。

参考图3，本申请第二方面提供一种机器人(未示出)。机器人包括机器人下肢。机器人下肢包括足部200、腿部以及前述实施例所述的传感器100。足部200与腿部连接。传感器100设置于足部200远离腿部的一侧。通过这样设置，5当足部200与地面接触时，传感器100与地面直接接触，因此传感器100能够检测机器人的足部200受力情况。举例而言，在需要机器人行走的实施例中，传感器100能够检测足部200是否与地面接触、接触的力是否在正常范围，从而来检测机器人是否正常运行。

机器人通常需要通电从而能够进行正常工作，而本申请的传感器100由光驱动，因而不会受到电磁干扰，能够最大程度地降低机器人本身电源、机器人所处环境中的电源对传感器100的影响，有利于保证传感器100的正常工作。

在图3所示实施例中，传感器100还包括多个柔性感测部3。本领域技术人员能够根据实际需要将柔性感测部3灵活地设置于多个位置，使得传感器100能够实现大范围、多点位的压力检测，有利于提高传感器100的性能。此外，这种设置方式使得足部200无需为每一检测点设置一个独立的传感器100，能够简化足部200的结构。

附图中示出的柔性感测部3的设置位置以及数量应当作为示例性而非限制性的，本领域技术人员可以根据实际需求设置更多或者更少的柔性感测部3、或者将柔性感测部3设置于其他位置，本申请对此并不限制。

进一步地，传感器100还包括输入光纤35和输出光纤36，因此光源1和亮度检测器2能够灵活地设置于机器人下肢的其他位置，无需集中设置于足部200的位置。举例而言，柔性感测部3设置于足部200朝向地面的一侧，光源1和亮度检测器2能够设置于足部200远离地面的一侧、或者是设置于机器人下肢的小腿位置。如此，能够提高传感器100的设置灵活性，以免光源1和亮度检测器2的存在对足部200与地面的接触造成干扰。

应当说明的是，上文针对传感器100各个实施例所描述的有益效果能够同样地用于描述本申请的机器人，为了说明的简要，本申请在此不再赘述。

参考图4，本申请第三方面提供一种传感器的制备方法300。在该第三方面中所提及的传感器，在不产生的冲突的情况下，可以包括上述各实施例中所述的传感器100的所有特征。制备方法300包括：

步骤310：获得柔性管芯材料；其中，柔性管芯材料的折射率高于柔性管套的材料的折射率；

步骤320：在空腔中形成柔性管芯，得到柔性感测部。

由于柔性管芯的折射率高于柔性管套的折射率，来自光源的光可以在柔性感测部内以全反射的形式自输入端朝向输出端传输，因而降低了柔性感测部对光的折损，提高了传感器的检测精度。

在一些实施例中，柔性管套的可以是低折射率硅胶柔性管套、柔性管芯可以是高折射率硅胶柔性管芯。硅胶的低硬度使得柔性感测部在外力下容易发生形变，实现了对压力的灵敏感知。诚然，在其他实施例中，柔性管套和柔性管芯也可以是由其他材料制成，本申请对此并不限制。

柔性管芯材料可以是已经成型的固体，通过将柔性管芯材料塞入至空腔中来形成柔性管芯，从而得到柔性感测部。或者，参考图5，在一些实施例中，柔性管芯材料为管芯流体。并且步骤320包括：

步骤321：注射管芯流体进入空腔。

步骤322：固化管芯流体以形成柔性管芯，得到柔性感测部。

通过在空腔中注入管芯流体后再进行固化，能够使柔性管芯充分地填充空腔，以保证光线全反射的效果，从而降低光线的折损。

管芯流体的材料可以是高折射率硅胶。硅胶具有高透明度、柔软的特点，能够很好地形变，并且硅胶的高透明度能够减少光线在柔性管芯内部传输时的损耗，有利于提高传感器的检测精度。此外，硅胶能够进行注射成型，因此能够充分地填充空腔，避免杂质进入空腔内造成对光线传输的影响。

在柔性感测部包括光导纤维(例如：输入光纤、输出光纤)的实施例中，光导纤维可以是粘接于输入端或者输出端。在另一些实施例中，参考图6，步骤320在步骤322之前还包括：

步骤323：在输入端和输出端处***光导纤维至管芯流体中。

在管芯流体固化时，柔性管芯能够和光导纤维结合为一体，提高了光导纤维和柔性管芯之间的结合紧密度，降低传感器使用时光导纤维脱落的风险。

在该实施例中，光导纤维***管芯流体的深度可以是0.5cm-1cm的范围内。深度过小则使得光导纤维难以和柔性管芯形成稳定结合，容易有脱开的风险。而***过深则导致光导纤维材料的浪费。因此，经过发明人多次试验，光导纤维***深度为例如0.5cm、0.8cm、1cm时即可以保证有很好的结合强度。

诚然，在步骤323中，也可以是只有输入端或者是只有输出端***有光导纤维，本申请对此并不限制。

在上述各个实施例中，步骤322中的固化可以是将注射有管芯流体的柔性管套在55℃-80℃之间加热4-6个小时，直至硅胶完全固化。例如可以是在55℃、65℃、或者80℃下加热4小时、5小时或者6小时。该加热温度区间以及加热时间区间能够有效地固化管芯流体，并且不至于导致过高的能耗。在***有光导纤维的实施例中，该加热温度区间还能够避免对光导纤维结构的损坏。

参考图7，在一些实施例中，为了能够提高传感器的压力检测范围，并且为柔性感测部形成保护，制备方法300在步骤320之后，还包括：

步骤330：在柔性感测部的外表面成型壳体。

设置有壳体的传感器能够接受更大的压力，因此设置壳体能够很好的扩大传感器的压力检测范围。同时，壳体也能够对柔性感测部起到良好的保护作用，使得柔性感测部能够进行多次的受力检测，有利于提高传感器的鲁棒性并且延长传感器的使用寿命。

成型可以是仅在柔性感测部在厚度方向上的任意一侧成型，例如直接组装硬质壳体在柔性感测部的外表面。或者，参考图8，步骤330可以包括：

步骤331：在模具中浇筑外壳流体并固化成型，得到壳体预制件。

在一些实施例中，壳体预制件在厚度方向上的尺寸在1.6cm-2.5cm的范围内，例如1.6cm、2.0cm、或者2.5cm。如果壳体预制件的尺寸过小，那么柔性感测部在壳体预制件内的弯曲半径则需要减小，然而柔性感测部的弯曲半径过小会导致光线传播过程中的过多损耗。而尺寸过大，那么则占用空间。因此，该尺寸范围能够将传感器的体积控制在一定范围内，以免对空间造成过多占用。并且还能够保证柔性感测部保持在合适的弯曲半径内。

步骤332：将部分柔性感测部放置于壳体预制件的顶面。

步骤333：在顶面上浇筑外壳流体并固化成型，以在柔性感测部的外表面成型壳体。

通过这样设置，柔性感测部和壳体之间能够形成紧密的连接，避免柔性感测部和壳体之间存在空气，使得施加于壳体的压力能够由柔性感测部进行有效捕捉。

外壳流体的固化可以是在60℃-80℃之间加热6-8小时。例如，在60℃、70℃、或者80℃下加热6小时、7小时或者8小时。固化温度过高容易导致对柔性感测部的结构影响，而温度过低则可能导致固化不完全。同样地，过长的加热时间对于固化并没有进一步地帮助，而会导致加工成本的增加；问多过低可能导致固化不完全。因此本申请的加热温度区间和加热时间区间能够有效地并且充分地固化外壳流体。

在一些实施例中，柔性感测部在厚度方向上的尺寸为壳体厚度的1/3，并且壳体预制件的厚度为壳体厚度的1/3。举例而言，壳体预制件的厚度为0.8mm-1mm、柔性感测部的厚度为0.8mm-1mm，而浇筑后的壳体的整体厚度为2.4mm-3mm。

如此，在壳体预制件上放置柔性感测部并进行二次浇筑时，柔性感测部能够设置于壳体的中间层，使得柔性感测部在厚度方向上与壳体的上端面的距离以及与壳体的下端面的距离相同，从而有效地捕捉两侧的压力。

外壳流体可以是没有固化的硬质塑料材料，例如聚氨酯、聚氯乙烯等；或者可以是例如橡胶等材料，本申请对此并不限制。模具的模腔可以是例如棱柱形、圆柱形，本申请对此并不限制。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本申请精神作举例说明。本申请所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做多种修改、补充、或采用类似的方法替代，但并不会偏离本申请的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

Claims (23)

1.一种传感器，其特征在于，包括：

光源；

亮度检测器；以及

柔性感测部，包括柔性管套和柔性管芯；所述柔性管套包裹所述柔性管芯；所述柔性感测部包括输入端和输出端；所述输入端与所述光源连接；所述输出端与所述亮度检测器连接；其中，所述柔性管芯的折射率高于所述柔性管套的折射率。

2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述柔性感测部还包括：

输入光纤，设置于所述输入端和所述光源之间，以连接所述输入端和所述光源；和/或，

输出光纤，设置于所述输出端和所述亮度检测器之间，以连接所述输出端和所述亮度检测器。

3.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述柔性感测部的数量包括多个；

其中，每一所述柔性感测部的输入端通过所述输入光纤与所述光源连接；和/或，每一所述柔性感测部的输出端通过所述输出光纤与所述亮度检测器连接。

4.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器还包括：

壳体；所述壳体成型于所述柔性感测部的外表面；至少部分所述柔性感测部设置于所述壳体内；所述壳体的硬度大于所述柔性感测部的硬度。

5.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述柔性感测部沿圆弧自所述输入端延伸至所述输出端。

6.根据权利要求5所述的传感器，其特征在于，所述圆弧的圆弧角范围大于或者等于250°、且小于或者等于290°。

7.根据权利要求5所述的传感器，其特征在于，所述圆弧的直径大于或者等于10mm、且小于或者等于14mm。

8.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器的在厚度方向上的尺寸大于或者等于3mm、且小于或者等于5mm。

9.一种机器人，包括机器人下肢；所述机器人下肢包括足部、腿部以及传感器；所述足部与所述腿部连接；所述传感器设置于所述足部远离所述腿部的一侧；其特征在于，所述传感器包括：

光源；

亮度检测器；以及

柔性感测部，包括柔性管套和柔性管芯；所述柔性管套包裹所述柔性管芯；所述柔性感测部包括输入端和输出端；所述输入端与所述光源连接；所述输出端与所述亮度检测器连接；其中，所述柔性管芯的折射率高于所述柔性管套的折射率。

10.根据权利要求9所述的机器人，其特征在于，所述柔性感测部还包括：

输入光纤，设置于所述输入端和所述光源之间，以连接所述输入端和所述光源；和/或，

输出光纤，设置于所述输出端和所述亮度检测器之间，以连接所述输出端和所述亮度检测器。

11.根据权利要求10所述的机器人，其特征在于，所述柔性感测部的数量包括多个；

其中，每一所述柔性感测部的输入端通过所述输入光纤与所述光源连接；和/或，每一所述柔性感测部的输出端通过所述输出光纤与所述亮度检测器连接。

12.根据权利要求9所述的机器人，其特征在于，所述传感器还包括：

壳体；所述壳体成型于所述柔性感测部的外表面；至少部分所述柔性感测部设置于所述壳体内；所述壳体的硬度大于所述柔性感测部的硬度。

13.根据权利要求9所述的机器人，其特征在于，所述柔性感测部沿圆弧自所述输入端延伸至所述输出端。

14.根据权利要求13所述的机器人，其特征在于，所述圆弧的圆弧角范围大于或者等于250°、且小于或者等于290°。

15.根据权利要求13所述的机器人，其特征在于，所述圆弧的直径大于或者等于10mm、且小于或者等于14mm。

16.根据权利要求9所述的机器人，其特征在于，所述传感器的在厚度方向上的尺寸大于或者等于3mm、且小于或者等于5mm。

17.一种传感器的制备方法，所述传感器包括光源、亮度检测器以及柔性感测部；所述柔性感测部包括柔性管套、输入端和输出端；所述输入端与所述光源连接；所述输出端与所述亮度检测器连接；所述柔性管套包括空腔；其特征在于，所述制备方法包括：

步骤一、获得柔性管芯材料；其中，柔性管芯材料的折射率高于所述柔性管套的材料的折射率；

步骤二、在所述空腔中形成柔性管芯，得到所述柔性感测部。

18.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，所述柔性管芯材料为管芯流体；

所述步骤二包括：注射管芯流体进入所述空腔；固化所述管芯流体以形成所述柔性管芯，得到柔性感测部。

19.根据权利要求18所述的制备方法，其特征在于，在注射管芯流体进入所述空腔之后，还包括：

在所述输入端和/或输出端处***光导纤维至所述管芯流体中。

20.根据权利要求18所述的制备方法，其特征在于，所述固化的温度大于或者等于55℃、且小于或者等于80℃；所述固化的时间大于等于4小时、且小于或者等于6小时。

21.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，在步骤二之后，还包括：

步骤三、在所述柔性感测部的外表面成型壳体。

22.根据权利要求21所述的制备方法，其特征在于，所述步骤三包括：

在模具中浇筑外壳流体并固化成型，得到壳体预制件；

将部分所述柔性感测部放置于所述壳体预制件的顶面；

在顶面上浇筑外壳流体并固化成型，以在所述柔性感测部的外表面成型壳体。

23.根据权利要求22所述的制备方法，其特征在于，所述固化成型的温度大于或者等于60℃、且小于或者等于80℃；所述固化成型的时间大于或者等于6小时、且小于或者等于8小时。

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