【技术实现步骤摘要】
本申请关于机器人领域，具体涉及一种视触觉传感器、机械指、机械手及机器人。
技术介绍
1、触觉对于机器人在复杂环境的感知、灵巧抓取与精细操作等任务具有重要的作用，可为机器人提供目标的几何形貌、材质纹理、表面摩擦和材料硬度等物理属性，同时还能为机器人提供与物体接触过程中的相互作用信息，在机器人操作过程中扮演着核心的感知手段。
2、视触觉传感器是一种基于图像传感器来实现人类皮肤触觉的传感器或装置，一般由表面接触体、照明模块、相机模块构成，通过摄像头捕获表面接触体在接触物体表面后形变，以此作为触觉信息的载体，通过计算机视觉方法中预设的图片到触觉信息的映射关系，获取触觉信息。
3、随着机器人的应用范围越来越广，如何在确保精确检测触觉信息的情况上，实现视触觉传感器的小型化是目前亟需解决的问题之一。
技术实现思路
1、本说明书中多个实施方式提供一种小型化的视触觉传感器、机械指、机械手及机器人。
2、本说明书实施例提供
3、一种视触觉传感器，所述视触觉传感器包括：
4、安装座，具有安装腔；
5、触觉感知结构，用以在外力的作用下发生弹性形变；
6、成像机构，所述成像机构设于所述安装腔内；所述成像机构的采集面面向所述触觉感知结构设置，以采集所述触觉感知结构的图像；所述成像机构的最小成像距离落在10mm～30mm的范围内，视场角落在40°～180°的范围内；以及
7、照明机构，固定设于所述安装腔内；所述照明机
8、在一些实施例中，所述安装座具有背面，所述背面远离所述成像机构的采集面设置；所述成像机构的采集面相对所述背面倾斜，且倾斜的角度落在10°～45°的范围内。
9、在一些实施例中，所述安装腔内设有第一限位面，所述第一限位面与所述成像机构的与采集面相背的表面抵接，所述第一限位面与所述成像机构的采集面平行。
10、在一些实施例中，所述安装座具有设于所述安装腔内的限位件，所述第一限位面位于所述限位件上；所述限位件的材质为金属；所述限位件的第一限位面设有若干个散热孔。
11、在一些实施例中，所述安装腔具有开口；所述视触觉传感器还包括与所述安装座固定连接，并盖设所述安装腔开口的透明支撑层；所述触觉感知结构设置于所述透明支撑层远离所述安装腔的外表面。
12、在一些实施例中，所述触觉感知结构包括透明感知层和反射层；所述透明感知层位于所述透明支撑层和所述反射层之间；所述透明感知层的厚度落在1mm～5mm的范围内。
13、在一些实施例中，所述触觉感知结构包括透明感知层和反射层；所述透明感知层位于所述透明支撑层和所述反射层之间；所述反射层上设有标记结构，以增加所述成像机构采集的所述触觉感知结构的图像的对比度；
14、所述标记结构包括呈类指纹式分布的若干个标记点；
15、或，所述标记结构包括呈弓形纹式分布、呈环形纹式分布或呈螺旋纹式分布的若干个标记点。
16、在一些实施例中，所述触觉感知结构包括透明感知层和反射层；所述透明感知层位于所述透明支撑层和所述反射层之间；所述反射层的外表面设有耐磨层。
17、在一些实施例中，所述触觉感知结构包括透明感知层和反射层；所述透明感知层位于所述透明支撑层和所述反射层之间；所述透明支撑层、所述透明感知层和所述反射层位于第一参考面和第二参考面之间；所述第一参考面呈椭球面状，所述第一参考面的长轴落在20mm～26mm范围内，短轴落在12mm～16mm范围内；所述第一参考面的长轴位于所述成像机构的采集面所在的平面内，与所述成像机构的采集面的轴线相交，并与所述成像机构的采集面和所述背面的交线垂直；所述第一参考面的短轴与所述成像机构的采集面的轴线平行，且所述第一参考面的短轴与所述成像机构的采集面的轴线的间距落在0～10mm范围内；所述第二参考面完全包覆所述第一参考面，且所述第二参考面和所述第一参考面的间距落在3mm～7mm范围内。
18、在一些实施例中，所述照明机构包括若干个led；所述若干个led环绕所述成像机构的采集面的轴线排布，且位于所述成像机构的采集面周围；沿所述成像机构的采集面的轴线方向，所述led的出光面，位于所述成像机构的采集面和所述触觉感知结构之间。
19、在一些实施例中，所述若干个led呈椭圆形均匀分布或呈三角形均匀分布。
20、在一些实施例中，所述若干个led的出光面距离所述透明支撑层的内表面的光程相等。
21、在一些实施例中，所述led的出光面设有透镜，以对所述led的出光角和/或出光方向进行调整。
22、在一些实施例中，所述led的出光角为5°～160°；相对所述成像机构的采集面的轴线，所述led的出光面相对所述向所述触觉感知结构的一侧倾斜。
23、在一些实施例中，所述安装腔内设有照明安装架，所述照明机构固定设于所述照明安装架上。
24、本说明书实施例提供一种机械指，其包括本说明书任一实施例提供的视触觉传感器。
25、在一些实施例中，所述机械指包括近端指节以及远端指节；所述近端指节与所述远端指节铰接；所述远端指节包括所述视触觉传感器。
26、本说明书实施例提供一种机械手，其包括本说明书任一实施例提供的机械指。
27、本说明书实施例提供一种机器人，其包括本说明书任一实施例提供的机械指、或包括本说明书任一实施例提供的机械手。
28、本说明书提供的多个实施方式，成像机构的最小成像距离较小，且视场角较大，从而可以更接近触觉感知机构并仍然保持清晰的对焦，实现视触觉传感器的小型化。
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1.一种视触觉传感器，其特征在于，所述视触觉传感器包括：
2.根据权利要求1所述的视触觉传感器，其特征在于，所述安装座具有背面，所述背面远离所述成像机构的采集面设置；所述成像机构的采集面相对所述背面倾斜，且倾斜的角度落在10°～45°的范围内。
3.根据权利要求2所述的视触觉传感器，其特征在于，所述安装腔内设有第一限位面，所述第一限位面与所述成像机构的与采集面相背的表面抵接，所述第一限位面与所述成像机构的采集面平行。
4.根据权利要求3所述的视触觉传感器，其特征在于，所述安装座具有设于所述安装腔内的限位件，所述第一限位面位于所述限位件上；所述限位件的材质为金属；所述限位件的第一限位面设有若干个散热孔。
5.根据权利要求1～4任一项所述的视触觉传感器，其特征在于，所述安装腔具有开口；所述视触觉传感器还包括与所述安装座固定连接，并盖设所述安装腔开口的透明支撑层；所述触觉感知结构设置于所述透明支撑层远离所述安装腔的外表面。
6.根据权利要求5所述的视触觉传感器，其特征在于，所述触觉感知结构包括透明感知层和反射层；所述透明感知层
7.根据权利要求5所述的视触觉传感器，其特征在于，所述触觉感知结构包括透明感知层和反射层；所述透明感知层位于所述透明支撑层和所述反射层之间；所述反射层上设有标记结构，以增加所述成像机构采集的所述触觉感知结构的图像的对比度；
8.根据权利要求5所述的视触觉传感器，其特征在于，所述触觉感知结构包括透明感知层和反射层；所述透明感知层位于所述透明支撑层和所述反射层之间；所述反射层的外表面设有耐磨层。
9.根据权利要求5所述的视触觉传感器，其特征在于，所述触觉感知结构包括透明感知层和反射层；所述透明感知层位于所述透明支撑层和所述反射层之间；所述透明支撑层、所述透明感知层和所述反射层位于第一参考面和第二参考面之间；所述第一参考面呈椭球面状，所述第一参考面的长轴落在20mm～26mm范围内，短轴落在12mm～16mm范围内；所述第一参考面的长轴位于所述成像机构的采集面所在的平面内，与所述成像机构的采集面的轴线相交，并与所述成像机构的采集面和所述背面的交线垂直；所述第一参考面的短轴与所述成像机构的采集面的轴线平行，且所述第一参考面的短轴与所述成像机构的采集面的轴线的间距落在0～10mm范围内；所述第二参考面完全包覆所述第一参考面，且所述第二参考面和所述第一参考面的间距落在3mm～7mm范围内。
10.根据权利要求9所述的视触觉传感器，其特征在于，所述照明机构包括若干个LED；所述若干个LED环绕所述成像机构的采集面的轴线排布，且位于所述成像机构的采集面周围；沿所述成像机构的采集面的轴线方向，所述LED的出光面，位于所述成像机构的采集面和所述触觉感知结构之间。
11.根据权利要求10所述的视触觉传感器，其特征在于，所述若干个LED呈椭圆形均匀分布或呈三角形均匀分布。
12.根据权利要求10或11所述的视触觉传感器，其特征在于，所述若干个LED的出光面距离所述透明支撑层的内表面的光程相等。
13.根据权利要求10或11所述的视触觉传感器，其特征在于，所述LED的出光面设有透镜，以对所述LED的出光角和/或出光方向进行调整。
14.根据权利要求10或11所述的视触觉传感器，其特征在于，所述LED的出光角落在5°～160°的范围；相对所述成像机构的采集面的轴线，所述LED的出光面相对所述向所述触觉感知结构的一侧倾斜。
15.根据权利要求10或11所述的视触觉传感器，其特征在于，所述安装腔内设有照明安装架，所述照明机构固定设于所述照明安装架上。
16.一种机械指，其特征在于，所述机械指包括权利要求1～15任一项所述的视触觉传感器。
17.根据权利要求16所述的机械指，其特征在于，所述机械指包括近端指节以及远端指节；所述近端指节与所述远端指节铰接；所述远端指节包括所述视触觉传感器。
18.一种机械手，其特征在于，所述机械手包括权利要求16或17所述的机械指。
19.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括权利要求16或17所述的机械指、或权利要求18所述的机械手。
...【技术特征摘要】
1.一种视触觉传感器，其特征在于，所述视触觉传感器包括：
2.根据权利要求1所述的视触觉传感器，其特征在于，所述安装座具有背面，所述背面远离所述成像机构的采集面设置；所述成像机构的采集面相对所述背面倾斜，且倾斜的角度落在10°～45°的范围内。
3.根据权利要求2所述的视触觉传感器，其特征在于，所述安装腔内设有第一限位面，所述第一限位面与所述成像机构的与采集面相背的表面抵接，所述第一限位面与所述成像机构的采集面平行。
4.根据权利要求3所述的视触觉传感器，其特征在于，所述安装座具有设于所述安装腔内的限位件，所述第一限位面位于所述限位件上；所述限位件的材质为金属；所述限位件的第一限位面设有若干个散热孔。
5.根据权利要求1～4任一项所述的视触觉传感器，其特征在于，所述安装腔具有开口；所述视触觉传感器还包括与所述安装座固定连接，并盖设所述安装腔开口的透明支撑层；所述触觉感知结构设置于所述透明支撑层远离所述安装腔的外表面。
6.根据权利要求5所述的视触觉传感器，其特征在于，所述触觉感知结构包括透明感知层和反射层；所述透明感知层位于所述透明支撑层和所述反射层之间；所述透明感知层的厚度落在1mm～5mm的范围内。
7.根据权利要求5所述的视触觉传感器，其特征在于，所述触觉感知结构包括透明感知层和反射层；所述透明感知层位于所述透明支撑层和所述反射层之间；所述反射层上设有标记结构，以增加所述成像机构采集的所述触觉感知结构的图像的对比度；
8.根据权利要求5所述的视触觉传感器，其特征在于，所述触觉感知结构包括透明感知层和反射层；所述透明感知层位于所述透明支撑层和所述反射层之间；所述反射层的外表面设有耐磨层。
9.根据权利要求5所述的视触觉传感器，其特征在于，所述触觉感知结构包括透明感知层和反射层；所述透明感知层位于所述透明支撑层和所述反射层之间；所述透明支撑层、所述透明感知层和所述反射层位于第一参考面和第二参考面之间；所述第一参考面呈椭球面状，所述第一参考面的长轴落在20mm～26mm范围内，短轴落在12mm～16mm范围内；所述第一参考面的长轴位...
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