本发明涉及力触觉传感，尤其涉及一种基于软磁非晶合金薄带的磁电式纤毛触觉传感器。
背景技术：
1、生物的纤毛结构是其产生触觉的重要方式之一，例如老虎、猫、海豹等动物的胡须能够帮助它们感受空间结构、流速、异物冲击等信息。模仿生物纤毛结构研发的纤毛触觉传感器在检测切向力、流速等方面有广阔的应用前景。纤毛触觉传感器的检测原理主要包括压阻式、压电式、电容式、磁电式。磁电式纤毛触觉传感器通过永磁人工纤毛将外力转变为磁场变化，再利用磁传感器进行测量，具有非接触测量、迟滞小等优势。
2、目前的磁电式纤毛触觉传感方案多采用商业霍尔传感器，传感器集成度不高、性能提升受限。此外，现有磁电式纤毛触觉传感器的人工纤毛多为永磁粉末与柔性基底的复合物，制造大长径比人工纤毛的难度较大，且需要强磁场磁化，制造工艺复杂。
技术实现思路
1、针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种基于软磁非晶合金薄带的磁电式纤毛触觉传感器。
2、为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：
3、提供一种基于软磁非晶合金薄带的磁电式纤毛触觉传感器，包括软磁非晶合金纤毛、线圈骨架和多匝线圈，线圈骨架设置有轴线通孔，软磁非晶合金纤毛固定在轴线通孔内，软磁非晶合金纤毛的顶部形成检测区域，软磁非晶合金纤毛的横截面与轴线通孔的横截面相匹配，多匝线圈缠绕设置在线圈骨架外部，多匝线圈电性连接有信号检测系统。
4、进一步地，信号检测系统包括激励信号电路模块、信号调理电路模块、微控制器模块和上位机模块，激励信号电路模块与多匝线圈、信号调理电路模块电性连接，信号调理电路模块与微控制器模块电性连接，微控制器模块与上位机模块电性连接。
5、进一步地，软磁非晶合金纤毛和轴线通孔的横截面均呈圆形。
6、进一步地，软磁非晶合金纤毛和轴线通孔的横截面均呈矩形，软磁非晶合金纤毛的厚度小于或等于100μm，软磁非晶合金纤毛的宽度小于或等于2mm。
7、进一步地，多匝线圈为单线圈，多匝线圈的两处接线端分别连接在激励信号电路模块和信号调理电路模块之间。
8、进一步地，软磁非晶合金纤毛为fe-co-ni-si-b合金材料，fe-co-ni-si-b合金材料中的各成分元素的原子百分比取值范围分别为0at.％≤cfe≤85at.％、0at.％≤cco≤65at.％、0at.％≤cni≤45at.％、0at.％≤csi≤20at.％、0at.％≤cb≤20at.％，其中cfe+cco+cni+csi+cb＝100at.％。
9、进一步地，软磁非晶合金纤毛为fe-co-ni-b-c-p合金材料，fe-co-ni-b-c-p合金材料中的各成分元素的原子百分比取值范围分别为0at.％≤cfe≤85at.％、0at.％≤cco≤65at.％、0at.％≤cni≤45at.％、0at.％≤cb≤20at.％、0at.％≤cc≤20at.％、0at.％≤cp≤20at.％，其中cfe+cco+cni+cb+cc+cp＝100at.％。
10、进一步地，软磁非晶合金纤毛为fe-si-b-c-p-mo合金材料，fe-si-b-c-p-mo合金材料中的各成分元素的原子百分比取值范围分别为0at.％≤cfe≤85at.％、0at.％≤csi≤20at.％、0at.％≤cb≤20at.％、0at.％≤cc≤20at.％、0at.％≤cp≤20at.％、0at.％≤cmo≤20at.％，其中cfe+csi+cb+cc+cp+cmo＝100at.％。
11、进一步地，软磁非晶合金纤毛为fe-si-b-cu-nb合金材料，fe-si-b-cu-nb合金材料中的各成分元素的原子百分比取值范围分别为0at.％≤cfe≤85at.％、0at.％≤csi≤20at.％、0at.％≤cb≤20at.％、0at.％≤ccu≤20at.％、0at.％≤cnb≤20at.％，其中cfe+csi+cb+ccu+cnb＝100at.％。
12、本发明的有益效果为：
13、本发明在多匝线圈两端施加交流激励信号时，其轴向将产生第一感应磁场。软磁非晶合金薄带凭借其优异的软磁性能将被磁化，产生第二感应磁场。第一感应磁场和第二感应磁场产生叠加。软磁非晶合金薄带受到外力作用时将产生弯曲形变，使得叠加磁场的分布产生变化，引起沿线圈轴向的磁场分量产生变化，通过信号检测系统检测可检测线圈两端的阻抗变化，实现将作用力映射为交流阻抗的变化，实现力触觉传感。
14、本发明将软磁非晶薄带作为人工纤毛和磁探头的磁芯，传感器结构简单、集成度高，无需永磁体作为磁场源，工艺简单。软磁非晶薄带具有可批量加工的优势，以及具备优秀的机械性能、软磁性能、热稳定性、抗腐蚀性，使得本发明提出的磁电式纤毛触觉传感器灵敏度高、迟滞低、稳定性好。
1.一种基于软磁非晶合金薄带的磁电式纤毛触觉传感器，其特征在于，包括软磁非晶合金纤毛(1)、线圈骨架(2)和多匝线圈(3)，所述线圈骨架(2)设置有轴线通孔，所述软磁非晶合金纤毛(1)固定在轴线通孔内，所述软磁非晶合金纤毛(1)的顶部形成检测区域，所述软磁非晶合金纤毛(1)的横截面与轴线通孔的横截面相匹配，所述多匝线圈(3)缠绕设置在线圈骨架(2)外部，所述多匝线圈(3)电性连接有信号检测系统。
2.根据权利要求1所述的基于软磁非晶合金薄带的磁电式纤毛触觉传感器，其特征在于，所述信号检测系统包括激励信号电路模块(4)、信号调理电路模块(5)、微控制器模块(6)和上位机模块(7)，所述激励信号电路模块(4)与多匝线圈(3)、信号调理电路模块(5)电性连接，所述信号调理电路模块(5)与微控制器模块(6)电性连接，所述微控制器模块(6)与上位机模块(7)电性连接。
3.根据权利要求1所述的基于软磁非晶合金薄带的磁电式纤毛触觉传感器，其特征在于，所述软磁非晶合金纤毛(1)和轴线通孔的横截面均呈矩形，所述软磁非晶合金纤毛(1)的厚度小于或等于100μm，所述软磁非晶合金纤毛(1)的宽度小于或等于2mm。
4.根据权利要求2所述的基于软磁非晶合金薄带的磁电式纤毛触觉传感器，其特征在于，所述多匝线圈(3)为单线圈，所述多匝线圈(3)的两处接线端分别连接在激励信号电路模块(4)与信号调理电路模块(5)之间。
5.根据权利要求1所述的基于软磁非晶合金薄带的磁电式纤毛触觉传感器其特征在于，所述软磁非晶合金纤毛(1)为fe-co-ni-si-b合金材料，所述fe-co-ni-si-b合金材料中的各成分元素的原子百分比取值范围分别为0at.％≤cfe≤85at.％、0at.％≤cco≤65at.％、0at.％≤cni≤45at.％、0at.％≤csi≤20at.％、0at.％≤cb≤20at.％，其中cfe+cco+cni+csi+cb＝100at.％。
6.根据权利要求1所述的基于软磁非晶合金薄带的磁电式纤毛触觉传感器其特征在于，所述软磁非晶合金纤毛(1)为fe-co-ni-b-c-p合金材料，所述fe-co-ni-b-c-p合金材料中的各成分元素的原子百分比取值范围分别为0at.％≤cfe≤85at.％、0at.％≤cco≤65at.％、0at.％≤cni≤45at.％、0at.％≤cb≤20at.％、0at.％≤cc≤20at.％、0at.％≤cp≤20at.％，其中cfe+cco+cni+cb+cc+cp＝100at.％。
7.根据权利要求1所述的基于软磁非晶合金薄带的磁电式纤毛触觉传感器其特征在于，所述软磁非晶合金纤毛(1)为fe-si-b-c-p-mo合金材料，所述fe-si-b-c-p-mo合金材料中的各成分元素的原子百分比取值范围分别为0at.％≤cfe≤85at.％、0at.％≤csi≤20at.％、0at.％≤cb≤20at.％、0at.％≤cc≤20at.％、0at.％≤cp≤20at.％、0at.％≤cmo≤20at.％，其中cfe+csi+cb+cc+cp+cmo＝100at.％。
8.根据权利要求1所述的基于软磁非晶合金薄带的磁电式纤毛触觉传感器其特征在于，所述软磁非晶合金纤毛(1)为fe-si-b-cu-nb合金材料，所述fe-si-b-cu-nb合金材料中的各成分元素的原子百分比取值范围分别为0at.％≤cfe≤85at.％、0at.％≤csi≤20at.％、0at.％≤cb≤20at.％、0at.％≤ccu≤20at.％、0at.％≤cnb≤20at.％，其中cfe+csi+cb+ccu+cnb＝100at.％。
