本发明涉及传感器，特别是一种自解耦电磁式多维力触觉传感器。
背景技术：
1、现阶段工业机器人在精准装配、精准操作、灵巧抓取还未能完全自动化，突破点在“触觉感知”。要提高机器人拿取和使用工具时的精细化和柔性化程度，实际上需要四个维度的力信息，然而，传感器信息的维度多也意味着挑战大。多维度传感器的信息量是海量的，信息间存在耦合，信息解耦难度很大，维度的增加也增加了器件数量，提高了加工难度，成本大大提高。同时，多维力传感器的设计难度可以说是一维力传感器难度的四次方。目前，指尖柔性力传感器多采集一维、二维信息，而很少设计四维信息。因此，面对强大的市场需求与精准的操作需求亟需一种解耦简单、低成本、柔性的指面多维力传感器。
2、在背景技术部分中公开的所述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、针对所述现有技术存在的不足或缺陷，提供了一种自解耦电磁式多维力触觉传感器，通过结构实现自解耦，能够同时对压力，全向切力以及扭矩进行测量，克服目前柔性多维力结构复杂、解耦困难，缺乏对扭矩的感知能力的缺陷。
2、本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。
3、一种自解耦电磁式多维力触觉传感器，其包括，
4、底座；
5、压扭感知模块pcb电路板，其固定于底座下方，所述压扭感知模块pcb电路板设有用于测量压力和扭矩的变化的两个呈90度角布置的霍尔传感器；
6、硬质连接层，其经由下层弹性硅胶连接所述底座以发生下压和扭转变形，所述硬质连接层内部设有用于放置磁铁的凹槽，所述磁铁在硬质连接层中偏置布置以产生偏置磁场；
7、上层基底，其通过柔性十字滑台连接硬质连接层，柔性十字滑台外部嵌套上层弹性硅胶，所述柔性十字滑台抵抗扭转变形且不影响其切向运动；
8、切向感知模块pcb电路板，其固定于所述上层基底，所述切向感知模块pcb电路板贴片有用于测量切力变化的均匀分布的四个霍尔元件；
9、顶盖，其盖设于上层基底。
10、所述的自解耦电磁式多维力触觉传感器中，硬质连接层与底座之间构造成套筒结构配合以限制其切向运动，使得仅能发生法向运动和扭转运动。
11、所述的自解耦电磁式多维力触觉传感器中，硬质连接层与底座之间构造成套筒结构配合以及柔性十字滑台与硬质连接层相互配合以实现法向、切向、扭转三种运动形式的解耦。
12、所述的自解耦电磁式多维力触觉传感器中，所述底座为圆台状结构，其上表面设有向上延伸的第一套筒，硬质粘结层为圆盘状结构，其下表面设有向下延伸且套合于所述第一套筒的第二套筒，所述下层弹性硅胶包围所述第一套筒。
13、所述的自解耦电磁式多维力触觉传感器中，下层弹性硅胶的高度大于套合的第一套筒与第二套筒的高度之和。
14、所述的自解耦电磁式多维力触觉传感器中，凹槽为圆柱形凹槽，所述磁铁为圆柱形的磁铁，其相对于硬质连接层的中心在x、y向上均偏置2mm。
15、所述的自解耦电磁式多维力触觉传感器中，所述切向感知模块pcb电路板的霍尔元件呈圆周阵列分布，阵列中心与磁铁中心重合。
16、所述的自解耦电磁式多维力触觉传感器中，所述顶盖的上表面设有纹理，并涂抹rtv胶，待胶水风干后安装作为传感器接触表面以增大传感器表面与接触物体之间的摩擦。
17、所述的自解耦电磁式多维力触觉传感器中，纹理为同心圆纹理。
18、所述的自解耦电磁式多维力触觉传感器中，还包括连接压扭感知模块pcb电路板与切向感知模块pcb电路板的单片机，其生成切线作用力、压力和扭矩并通过交互界面可视化的显示出来。
19、与现有技术相比，本发明带来的有益效果为：
20、本发明通过改变磁铁和霍尔传感器之间的距离来改变霍尔电压从而达到测量外力大小的效果。通过偏置设计圆柱形磁铁并呈九十度中心对称布置霍尔元件，能够实现对扭矩大小即方向的检测。通过柔性十字滑台结构以及套筒结构，使得切向运动和扭转运动在结构上实现解耦，降低了传感器算信号处理时解耦的难度，降低了使用数学模型带来的解耦误差，提高了传感器测量的灵敏度。
21、所述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的所述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。
1.一种自解耦电磁式多维力触觉传感器，其特征在于，其包括，
2.如权利要求1所述的自解耦电磁式多维力触觉传感器，其特征在于，优选的，硬质连接层与底座之间构造成套筒结构配合以限制其切向运动，使得仅能发生法向运动和扭转运动。
3.如权利要求2所述的自解耦电磁式多维力触觉传感器，其特征在于，硬质连接层与底座之间构造成套筒结构配合以及柔性十字滑台与硬质连接层相互配合以实现法向、切向、扭转三种运动形式的解耦。
4.如权利要求2所述的自解耦电磁式多维力触觉传感器，其特征在于，所述底座为圆台状结构，其上表面设有向上延伸的第一套筒，硬质粘结层为圆盘状结构，其下表面设有向下延伸且套合于所述第一套筒的第二套筒，所述下层弹性硅胶包围所述第一套筒。
5.如权利要求4所述的自解耦电磁式多维力触觉传感器，其特征在于，下层弹性硅胶的高度大于套合的第一套筒与第二套筒的高度之和。
6.如权利要求1所述的自解耦电磁式多维力触觉传感器，其特征在于，凹槽为圆柱形凹槽，所述磁铁为圆柱形的磁铁，其相对于硬质连接层的中心在x、y向上均偏置2mm。
7.如权利要求1所述的自解耦电磁式多维力触觉传感器，其特征在于，所述切向感知模块pcb电路板的霍尔元件呈圆周阵列分布，阵列中心与磁铁中心重合。
8.如权利要求1所述的自解耦电磁式多维力触觉传感器，其特征在于，所述顶盖的上表面设有纹理，并涂抹rtv胶，待胶水风干后安装作为传感器接触表面以增大传感器表面与接触物体之间的摩擦。
9.如权利要求8所述的自解耦电磁式多维力触觉传感器，其特征在于，纹理为同心圆纹理。
10.如权利要求1所述的自解耦电磁式多维力触觉传感器，其特征在于，还包括连接压扭感知模块pcb电路板与切向感知模块pcb电路板的单片机，其生成切线作用力、压力和扭矩并通过交互界面可视化的显示出来。
