(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 202210526698.5 (22)申请日 2022.05.16 (71)申请人 河北工业大 学 地址 300130 天津市红桥区光 荣道8号 (72)发明人 翁玲　齐芳芳　李卓林　刘阳　 胡博洋　陈宇鑫　刘凯乐　 (74)专利代理 机构 北京卓胜佰达知识产权代理 有限公司 16 026 专利代理师 陈桂兰 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) G01B 7/00(2006.01) G01B 7/28(2006.01) G01N 27/00(2006.01) (54)发明名称 基于磁致伸缩-电阻复合式传感器 (57)摘要 本发明公开了一种基于磁致伸缩 ‑电阻复合 式传感器， 所述基于磁致伸缩 ‑电阻复合式传感 器通过磁致伸缩触觉传感器和电阻式传感器集 合而成， 所述磁致伸缩触觉传感器用于对物体的 软硬度和形状进行识别， 所述电阻式传感器用于 对物体的尺 寸进行测量。 本发明可以获取到更多 的触觉信息， 减小误差， 从而实现对物体的精准 识别与分类。 该复合式传感器根据输出电压的变 化， 对不同物体的形状、 软硬度和尺寸大小进行 准确识别并分类 。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 114923518 A 2022.08.19 CN 114923518 A 1.一种基于磁致伸缩 ‑电阻复合式传感器， 其特征在于： 所述基于磁致伸缩 ‑电阻复合 式传感器通过磁致伸缩触觉传感器和电阻式传感器集合而成， 所述磁致伸缩触觉传感器用 于对物体的软硬度和形状进行识别， 所述电阻式传感器用于对物体的尺寸进行测量； 所述磁致伸缩触觉传感器包括由多个传感单元组成的阵列， 所述传感单元包括铁镓 丝、 永磁体、 TMR传感器、 触头和 基座， 所述铁镓丝固定在所述基座上， 所述永磁体放置在所 述基座的上侧， 所述TMR传感器作为信号采集单元， 设置在所述基座上， 以感测周围磁场变 化， 并产生输出电压， 所述触头作为力传递元件， 固定于所述铁镓丝的顶端， 所述铁镓丝的 一端与所述TMR传感器相连， 另一端与触头相连， 通过施加给触头一个竖直方向的力， 使铁 镓丝受力发生形变， 所述永磁体为传感单元提供偏置磁场， 根据逆磁致伸缩效应， 所述铁镓 丝内部磁畴发生偏转， 导致磁感应强度发生改变， TMR传感器检测铁镓丝内部的磁感应强度 变化， 并以电压信号形式输出； 所述电阻式传感器包括感应区域、 传感模块以及微控制器， 所述感应区域由 电阻条构 成， 用于对曲率进 行识别， 所述传感模块包括调节电路和放大电路， 所述调节电路将电阻转 化为模拟信号， 所述放大电路对所述模拟信号进行放大， 放大后的模拟信号通过所述微控 制器进行处 理。 2.根据权利要求1所述的一种基于磁致伸缩 ‑电阻复合式传感器， 其特征在于： 所述TMR 传感器嵌入在所述基座侧壁左下 方的凹槽中。 3.根据权利要求1所述的一种基于磁致伸缩 ‑电阻复合式传感器， 其特征在于： 所述传 感单元设为三个， 并构成1 ×3阵列， 以同时测试三个不同接触点的触觉信息， 根据输出电压 的不同对物体的软硬度进行识别， 根据三个传感单元分别对应的输出电压的变化， 对物体 形状进行识别。 4.根据权利要求1所述的一种基于磁致伸缩 ‑电阻复合式传感器， 其特征在于： 所述基 座呈L型结构， 所述基座的侧壁设有两个通孔， 所述基座的侧壁顶端与左下端均开设凹槽， 以放置所述永磁 体和所述TMR传感器。 5.根据权利要求4所述的一种基于磁致伸缩 ‑电阻复合式传感器， 其特征在于： 所述铁 镓丝的一端通过基座侧壁上设置的通 孔与所述TMR传感器相连。 6.根据权利要求1所述的一种基于磁致伸缩 ‑电阻复合式传感器， 其特征在于： 所述磁 致伸缩触觉传感器还包括印刷电路板， 所述印刷电路板包括三个连接单元和八个输出端， 所述连接单元包括五个焊盘， 分别是VCC焊盘、 NA 焊盘、 GND焊盘、 SIG1焊盘以及SIG2 焊盘， 所 述TMR传感器的五个引 脚分别与所述五个焊盘焊接， 三个连接单元的VCC焊盘连接后， 与第 一个输出端相连； 三个连接单元的GND焊盘连接后与第二个输出端连接； 三个连接单元的 SIG1焊盘以及SIG2焊 盘依次与第二至第八个输出端连接 。 7.根据权利要求1所述的一种基于磁致伸缩 ‑电阻复合式传感器， 其特征在于： 所述微 控制器通过I/O端口对放大的模拟信号进行接收和处 理。 8.根据权利要求1所述的一种基于磁致伸缩 ‑电阻复合式传感器， 其特征在于： 所述感 应区域， 长为70 ‑80mm， 宽为6‑6.5mm。 9.根据权利要求1所述的一种基于磁致伸缩 ‑电阻复合式传感器， 其特征在于： 所述传 感模块， 长为 40‑45mm， 宽为10 ‑15mm。 10.根据权利要求1所述的一种基于磁致伸缩 ‑电阻复合式传感器， 其特征在于： 所述永权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114923518 A 2磁体为矩形， 长为2 ‑5mm， 宽为1‑1.2mm， 厚度为0.3 ‑0.9mm， 材质为铷铁硼。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114923518 A 3