CN108015789A - 手及机器人 - Google Patents

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CN108015789A CN201710946745.0A CN201710946745A CN108015789A CN 108015789 A CN108015789 A CN 108015789A CN 201710946745 A CN201710946745 A CN 201710946745A CN 108015789 A CN108015789 A CN 108015789A
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Abstract

本公开涉及手及机器人。本发明提供难以受到温度的影响、能够实现小型化的手及机器人。一种手(1),其特征在于,具有:握持部(4),握持对象物(W);以及传感器部(5),检测因握持部(4)握持对象物(W)而作用于握持部(4)的力,传感器部(5)具有压力敏感部,压力敏感部包括树脂和碳纳米管。另外,传感器部(5)具备第一传感器部(51),第一传感器部在握持部(4)握持对象物(W)的状态下配置于对象物(W)和握持部(4)之间。

Description

手及机器人
技术领域
本发明涉及手及机器人。
背景技术
作为例如安装于在工业产品的制造工序中所使用的机器人(工业机器人)的手,专利文献1中所记载的手是已知的。专利文献1中所记载的手(电动手)具有设置成能够滑动从而相互靠近和分离的一对握持部(手指)和设置于各握持部的基端侧的力传感器。在这种构成的手中,利用力传感器,能够检测一对握持部的握持力。另外,力传感器构成为难以受到温度的影响(即,由温度变化引起的输出值变化减少)。
另外,在专利文献2所记载的IC处理器(IC handler)中,在将作为检查对象的IC按压至IC插座的状态下,检查该IC的电气特性。并且,在这样的IC处理器中,具备用于检测将IC按压至IC插座的按压力的压力传感器,通过反馈由压力传感器得出的检测结果,能够用适当的按压力将IC按压至IC插座。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-24134号公报
专利文献2:日本特开2000-266810号公报
但是,在专利文献1的手中,在其构成上,力传感器会大型化。因而,无法兼顾难以受到温度的影响和手的小型化。
另外,在专利文献2的IC处理器中,由于不清楚压力传感器的构成,因此担心根据压力传感器的构成不同,输出会因温度变化(检查环境的温度)而变动,从而无法准确检测按压力。
发明内容
本发明的目的在于,提供难以受到温度的影响、能够实现小型化的手及机器人。
另外,还提供难以受到温度的影响、能够更准确地检测按压力的按压装置、具备该按压装置的可靠性高的电子部件输送装置、电子部件检查装置及机器人。
本发明为了解决上述技术问题的至少一部分而提出,可作为以下方式或应用例而实现。
上述目的通过下述的本发明来达成。
本发明的手,其特征在于,具有:握持部,握持对象物;以及传感器部,检测因所述握持部握持所述对象物而作用于所述握持部的力,所述传感器部具有压力敏感部,所述压力敏感部包括树脂和碳纳米管。
根据具有包括树脂和碳纳米管的压力敏感部的构成,得到难以受到温度的影响,即由温度变化引起的输出值的变化小的传感器部。另外,能够实现传感器部的小型化。从而,得到小型且难以受到温度的影响的手。
在本发明的手中,优选地,所述传感器部在所述握持部握持所述对象物的状态下配置于所述对象物和所述握持部之间。
由此,利用传感器部能够更高精度地检测因握持部握持对象物而作用于握持部的力。
在本发明的手中,优选地,所述传感器部能够在多个部位独立地检测所述力。
由此,得到受压面所受的力的强度分布,能够更详细地检测对象物的握持状态。
在本发明的手中,优选地,所述手还具有:基部;以及移动部,能够相对于所述基部移动,所述握持部连接于所述移动部,所述传感器部还配置于所述移动部和所述握持部之间。
由此,能够更准确地检测握持力。
在本发明的手中,优选地,配置于所述移动部和所述握持部之间的传感器部沿与所述移动部的移动方向正交的方向配置有多个。
由此,能够更高精度地检测对象物的重量、滑动。
在本发明的手中,优选地,所述树脂包含热塑性树脂。
由此,容易制造压力敏感部。
在本发明的手中,优选地,所述树脂包含聚碳酸酯。
由此,能够使压力敏感部足够硬,传感器部的机械强度提高。
在本发明的手中,优选地,所述树脂包含热固性树脂。
由此,得到热稳定的压力敏感部。
在本发明的手中,优选地,所述传感器部具有一对电极,所述压力敏感部配置于所述一对电极之间。
由此,传感器部的构成变得简单。
在本发明的手中,优选地,所述传感器部具有一对电极,所述一对电极相对于所述压力敏感部位于所述压力敏感部所具有的同一面侧。
由此,传感器部的构成变得简单。
本发明的机器人,其特征在于,具有本发明的手。
由此,可得到可靠性高的机器人。
本发明的按压装置,其特征在于,具有:按压部,按压对象物;以及传感器部,检测由所述按压部施加于所述对象物的按压力,所述传感器部具有压力敏感部,所述压力敏感部包括树脂和碳纳米管。
由此,可得到难以受到温度的影响、能够更准确地检测按压力的按压装置。
在本发明的按压装置中,优选地,所述按压装置具有:移动机构,使所述按压部移动。
由此,能够更准确地利用按压部按压对象物。
在本发明的按压装置中,优选地,所述传感器部相对于所述按压部位于所述对象物的相反侧。
由此,由于在按压部和对象物之间不存在传感器部,因此通过按压部能够更高效地按压对象物。
在本发明的按压装置中,优选地,所述按压装置具有:加热部,所述加热部相对于所述按压部位于所述对象物的相反侧,对所述按压部进行加热。
由此,能够利用由加热部进行加热的按压部加热对象物。
在本发明的按压装置中,优选地,所述加热部位于比所述传感器部更靠所述按压部的位置。
由此,能够更加靠近地配置加热部和按压部,能够将加热部的热高效地传递至按压部。
在本发明的按压装置中,优选地,所述按压装置具有:隔热部,配置于所述传感器部和所述加热部之间。
由此,抑制了传感器部的加热。另外,能够将加热部的热更高效地传递至按压部。
在本发明的按压装置中,优选地,所述加热部相对于所述传感器部位于所述按压部的相反侧。
由此,传感器部和按压部之间的距离变近,能够通过传感器部更高精度地检测按压力。
在本发明的按压装置中,优选地,所述树脂包含热塑性树脂。
由此,容易制造压力敏感部。
在本发明的按压装置中,优选地,所述树脂包含聚碳酸酯。
由此,能够使压力敏感部足够硬,传感器部的机械强度提高。
在本发明的按压装置中,优选地,所述树脂包含热固性树脂。
由此,得到热稳定的压力敏感部。
在本发明的按压装置中,优选地,所述传感器部具有一对电极,所述一对电极相对于所述压力敏感部位于彼此的相反侧。
由此,传感器部的构成变得简单。
在本发明的按压装置中,优选地,所述按压装置具有:施压部,在所述按压部按压所述对象物的状态下,所述施压部对所述传感器部施压。
由此,传感器部的响应性提高。
本发明的电子部件输送装置,其特征在于,具有本发明的按压装置。
由此,能够获得按压装置的效果,得到可靠性高的电子部件输送装置。
本发明的电子部件检查装置,其特征在于,具有:本发明的电子部件输送装置;以及***。
由此,能够获得电子部件输送装置(按压装置)的效果,得到可靠性高的电子部件检查装置。
本发明的机器人,其特征在于,具有本发明的按压装置。
由此,能够获得按压装置的效果,得到可靠性高的机器人。
附图说明
图1是示出第一实施方式的机器人的立体图。
图2是示出图1所示的机器人所具备的手的立体图。
图3是示出图2所示的手所具有的第一传感器部的截面图。
图4是示出第一传感器部的负荷-阻抗特性的表。
图5是示出第一传感器部的俯视图。
图6是示出图2所示的手所具有的第二传感器部的截面图。
图7是示出图2所示的手所具有的第二传感器部的截面图。
图8是示出第二传感器部的俯视图。
图9是示出握持工件的状态下的手的图。
图10是示出握持工件的状态下的手的图。
图11是示出握持工件的状态下的手的图。
图12是示出握持工件的状态下的手的图。
图13是示出第二实施方式的机器人的立体图。
图14是示出第三实施方式的手的截面图。
图15是示出图14所示的手所具有的第二传感器部的截面图。
图16是示出第四实施方式的手的侧视图。
图17是示出图16所示的手的动作的侧视图。
图18是示出图16所示的手的动作的侧视图。
图19是示出第五实施方式的电子部件检查装置的立体图。
图20是示出图19所示的电子部件检查装置所具有的Z载物台的立体图。
图21是示出图19所示的电子部件检查装置所具有的电子部件保持部的截面图。
图22是示出图21所示的电子部件保持部的变形例的截面图。
图23是示出图21所示的电子部件保持部的变形例的截面图。
图24是示出第六实施方式的按压装置(电子部件保持部)的截面图。
图25是示出图24所示的按压装置(电子部件保持部)的变形例的截面图。
图26是示出第七实施方式的按压装置(电子部件保持部)的截面图。
图27是示出传感器部的电极的配置的俯视图。
图28是示出第八实施方式的按压装置(电子部件保持部)的截面图。
图29是示出第九实施方式的机器人的立体图。
图30是示出第十实施方式的机器人的侧视图。
附图标记说明
1 手 2 基部
3 移动部 4 握持部
5 传感器部 6 保护层
7 盖部 8 块
9 电子部件保持部(手)(按压装置)
10 气缸 11 传感器部
12 施压部 13 隔热部
14 加热器 15 接触件推动器
21 缸管 22 活塞
23 空气导入口 24 连结端口
31 第一移动部 32 第二移动部
33 电极 34、35 支撑基板
36 压力敏感部 37 电极
41 第一握持部 42 第二握持部
43 施力部 44 按压部
45 保护板 46 基座
47 盖 51 第一传感器部
52、52A、52B 第二传感器部 53 第二传感器部
61 加热器块 62 加热器元件
63 温度传感器 71、72 按压部
81 真空引导通道 82 连结端口
91 吸引管 92 吸附垫
211 管主体 212 前板
221 活塞主体 222 连结块
311 树脂 312 碳纳米管
321、331 电极指 411 凹部
511 压力敏感部 512、513 电极
512a、513a 电极部 514 第一支撑基板
515 第二支撑基板 521 压力敏感部
522、523 电极 522a、523a 电极指
524 支撑基板 531 第一压电体层
532 第二压电体层 533、534 接地电极
535 输出电极层 711、721 前端部
1000 机器人 1002 电子部件检查装置
1100 基座 1102 电子部件输送装置
1200 臂 1202 基台
1210 第一臂 1212 上游侧载物台
1220 第二臂 1222 下游侧载物台
1230 第三臂 1240 第四臂
1250 第五臂 1260 第六臂
1300 机器人控制部 1302 支撑台
1310 Y载物台 1320 X载物台
1330 Z载物台 1331 微调整板
1332 转动部 1333x、1333y、1333θ 驱动源
1400 机器人主体 1900 ***
2000 机器人 2002 机器人
2100 基座 2102 机器人主体
2110 手柄 2120 缓冲器
2130 紧急停止按钮 2140 输入装置
2200 躯体 2202 基座
2300 臂 2302 臂
2310 第一肩部 2312 第一臂
2320 第二肩部 2322 第二臂
2330 上臂部 2332 第三臂
2340 第一前臂部 2342 第四臂
2350 第二前臂部 2352 第五臂
2360 手腕部 2362 第六臂
2370 连结部 2380 手部
2400 立体相机 2402 机器人控制部
2500 信号灯 2600 机器人控制部
2700 机器人主体 3000 手指辅助装置
3002 机器人 3100 装置主体
3102 机器人主体 3110 近节安装部
3120 中节安装部 3130 末节安装部
3140 带 3200 第一传感器部
3202 基台 3300 第二传感器部
3302 臂 3310 第一臂
3320 第二臂 3330 工作头
3331 花键螺母 3332 滚珠丝杠螺母
3333 花键轴 5111 树脂
5112 碳纳米管 5211 树脂
5212 碳纳米管 CA1 晶轴
CA2 第二晶轴 D1 第一室
D2 第二室 F 握持力
F1、F2、F2’、F2”、F3 力
L1 中央假想线 SP 弹簧
Q 电子部件 Qy 电荷
W 工件(对象物) X、Y、Z 方向。
具体实施方式
下面,根据附图所示的优选实施方式对本发明的手及机器人进行详细说明。
第一实施方式
图1是示出本实施方式的机器人的立体图。图2是示出图1所示的机器人所具备的手的立体图。图3是示出图2所示的手所具有的第一传感器部的截面图。图4是示出第一传感器部的负荷-阻抗特性的表。图5是示出第一传感器部的俯视图。图6和图7是分别示出图2所示的手所具有的第二传感器部的截面图。图8是示出第二传感器部的俯视图。图9至图12是分别示出握持工件的状态下的手的图。需要说明的是,如图2等所示,以下,为了方便说明,将相互正交的三个轴设为X轴、Y轴和Z轴,另外,将平行于X轴的方向也称作“X轴方向”,将平行于Y轴的方向也称作“Y轴方向”,将平行于Z轴的方向也称作“Z轴方向”。
图1所示的机器人1000能够进行精密仪器或构成精密仪器的部件(对象物)的供给、移除、输送和组装等的作业。这样的机器人1000具有机器人主体1400和手(机械手)1,机器人主体1400具有基座1100、能够转动地连接于基座1100的臂1200以及机器人控制部1300,手1连接于臂1200。
基座1100固定于地板或天花板。另外,臂1200具有:转动自由地连结于基座1100的第一臂1210;转动自由地连结于第一臂1210的第二臂1220;转动自由地连结于第二臂1220的第三臂1230;转动自由地连结于第三臂1230的第四臂1240;转动自由地连结于第四臂1240的第五臂1250;以及转动自由地连结于第五臂1250的第六臂1260。即,机器人1000为具有六个关节的所谓的“六轴机器人”。另外,在第六臂1260上连接有手1。需要说明的是,第一臂1210、第二臂1220、第三臂1230、第四臂1240、第五臂1250、第六臂1260的驱动(转动)及手1的驱动由机器人控制部1300控制。
如图2所示,手1具有:握持部4,握持作为对象物的工件W;以及传感器部5,检测因握持部4握持工件W而作用于握持部4的力(反作用力)F1。另外,如图3和图6所示,传感器部5具有包括树脂5111(5211)和碳纳米管5112(5212)的压力敏感部511(521)。根据这样的构成,能够将压力敏感部511(521)形成为片状,能够实现传感器部5的小型化(薄型化)和轻量化。另外,压力敏感部511(521)难以受到温度的影响,能够减少由温度变化引起的检测信号的变动。因而,得到小型且难以受到温度的影响的传感器部5,得到可靠性高的机器人1000。
下面,详细说明手1。如图2所示,手1具有基部2、能够相对于基部2移动(能够滑动)的移动部3、连接(固定)于移动部3的握持部4以及传感器部5。另外,基部2连接于第六臂1260。这种构成的手1能够利用传感器部5检测对工件W的握持力、工件W的重量等,并反馈检测结果。因而,能够以适当的握持力握持工件W,能够稳定地握持工件W。即,能够有效地抑制因握持力过小而工件W从握持部4脱离(落下)、因握持力过大而对工件W造成损伤等。
需要说明的是,作为工件W,并无特别限定,可列举出例如集成电路等的半导体晶片、振荡器、物理量传感器等的电子设备等。
如图2所示,移动部3具有第一移动部31和第二移动部32。第一移动部31和第二移动部32分开配置,在相互靠近、分开的方向(X轴方向)上能够相对于基部2移动。需要说明的是,虽未图示,但在基部2内设置有具有压电电动机等的驱动源的驱动机构,通过该驱动机构能够使第一移动部31和第二移动部32沿X轴方向移动。
如图2所示,握持部4具有第一握持部41和第二握持部42。第一握持部41和第二握持部42彼此相对配置。另外,第一握持部41固定于第一移动部31,第二握持部42固定于第二移动部32。因而,通过移动第一移动部31、第二移动部32,能够使第一握持部41、第二握持部42靠近、分开。
需要说明的是,在本实施方式中,第一握持部41、第二握持部42分别形成沿Y轴方向直线状延伸的形状,但作为第一握持部41、第二握持部42的形状,并无特别限定,例如可以是在中途弯曲(变曲)的形状。
如图2所示,传感器部5具备在握持部4握持工件W的状态(用第一握持部41、第二握持部42握持工件W的状态)下配置于工件W和握持部4(第一握持部41、第二握持部42)之间的第一传感器部51。通过将第一传感器部51配置于这样的位置,由于对应于握持部4的握持力F的力(反作用力)F1高效地(大致直接)作用于第一传感器部51,因此通过第一传感器部51能够更高精度地检测握持力F。
这样的第一传感器部51分别设置于第一握持部41和第二握持部42。
另外,如图3所示,第一传感器部51具有压力敏感部511和以夹着压力敏感部511的方式设置的一对电极512、513。另外,压力敏感部511由压力敏感导电性树脂制成。具体而言,压力敏感部511包括成为基材的绝缘性的树脂5111和混合到该树脂5111中的作为导电性材料的碳纳米管5112。根据这样的构成,如图示那样,能够将压力敏感部511形成为片状,能够实现第一传感器部51的小型化(薄型化)和轻量化。尤其是,通过使用碳纳米管5112作为导电性材料(填料),能够将第一传感器部51所受的力与从第一传感器部51输出的检测信号之间的关系形成为线性(接近线性的关系)。另外,碳纳米管5112发挥填料的作用,压力敏感部511的机械强度提高,永久应变小,得到历时劣化小的压力敏感部511。
另外,通过使用碳纳米管5112作为导电性材料,压力敏感部511难以受到温度的影响,能够减少由温度变化引起的检测信号的变化(漂移)。因而,例如无需过度进行温度校正,能够高精度地检测握持力。对该点进行详细说明。图4所示的表是示出当使用碳纳米管作为导电性材料时的作用于第一传感器部51的力(负荷)与电极512、513间的阻抗值之间的关系的表。由图4可知,20℃情况下和85℃情况下的负荷-阻抗值特性基本一致。因而,如上所述,通过使用碳纳米管5112作为导电性材料,压力敏感部511难以受到温度的影响,能够减少由温度变化引起的检测信号的变化(漂移)。
优选地,树脂5111包含热塑性树脂。由此,例如容易对树脂5111和碳纳米管5112进行混炼,分散性也好,容易制造压力敏感部511。需要说明的是,作为热塑性树脂,可列举出例如聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等的聚烯烃、改性聚烯烃、聚酰胺、热塑性聚酰亚胺、芳香族聚酯等的液晶聚合物、聚苯醚、聚苯硫醚、聚碳酸酯(PC)、聚酯碳酸酯(PPC)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺、聚缩醛或以它们为主要成分的共聚物、共混物、聚合物合金等,可以使用它们中的一种或者将两种以上混合使用。另外,在它们中,优选地,树脂5111包含聚碳酸酯。由此,上述效果(易混炼性)更加显著。另外,由于得到了更硬的压力敏感部511,因此能够提高第一传感器部51的机械强度。另外,抑制了压力敏感部511的历时变形、永久应变,也能够抑制检测特性随时间下降(变动)。需要说明的是,利用聚酯碳酸酯、聚醚醚酮等也能够发挥与聚碳酸酯相同的效果。另外,作为树脂5111的硬度,并无特别限定,优选地,例如杨氏模量为1GPa以上。
另外,树脂5111也可以包含热固性树脂。通过使用热固性树脂,压力敏感部511热稳定化(例如即使在80℃左右的高温下也能够维持硬度),更加难以受到温度的影响,并且即使在高温时也能够保持机械强度。需要说明的是,作为热固性树脂,可列举出例如环氧树脂、酚醛树脂、尿素树脂、蜜胺树脂、聚酯(不饱和聚酯)树脂、聚酰亚胺树脂、硅树脂及聚氨酯树脂等,可以使用它们中的一种或将两种以上混合使用。
需要说明的是,作为压力敏感部511的厚度,并无特别限定,优选为例如0.05mm以上且5mm以下。由此,得到能够充分发挥其功能且足够薄的压力敏感部511。因而,能够维持第一传感器部51的检测特性,并且能够实现第一传感器部51的小型化。
另外,如图3所示,第一传感器部51(传感器部5)具有一对电极512、513。一对电极512、513相对于压力敏感部511位于彼此的相反侧。即,在一对电极512、513之间配置压力敏感部511。具体而言,在片状的压力敏感部511的一个主面侧(工件W一侧)配置有电极512,在另一个主面侧(握持部4一侧)配置有电极513。如此,通过以在中间夹着压力敏感部511的方式配置电极512、513,能够不相互干扰地配置电极512、513,因此电极512、513的配置自由度提高,并且其配置变得简单。因而,第一传感器部51的构成变得简单。
在这样的第一传感器部51中,如果受到来自在用第一握持部41、第二握持部42握持工件W时的工件W的反作用力(力F1),则电极512、513之间的电阻根据力F1的大小而改变。因而,可根据电极512、513之间的阻抗值得到力F1的检测信号。
另外,第一传感器部51能够在多个部位(区域)独立检测力F1。即,虽然第一传感器部51在YZ平面上按规定的扩展方式配置,但其能够检测在该区域内受到的力F1的强度分布。如此,通过检测力F1的强度分布,能够获取例如在第一握持部41、第二握持部42的哪个位置握持工件W、被握持的工件W的姿势是何种姿势等关于握持状态的各种信息。因而,能够更详细地检测工件W的握持状态。
作为能够检测力F1的强度分布的构成,并无特别限定,在本实施方式中采用以下构成。即,如图5所示,电极512具有沿Y轴方向延伸、沿图中的Z轴方向分开排列的多个电极部512a。另外,电极513具有沿Z轴方向延伸、沿图中的Y轴方向分开排列的多个电极部513a。在这样的构成中,被一个电极部512a和一个电极部513a夹着的区域分别成为检测力F1的单位区域。并且,通过进行矩阵驱动,能够针对每个单位区域独立地得到检测信号,能够检测力F1在二维方向上的(YZ平面上的)强度分布。需要说明的是,本实施方式并不限定于此,也可以是能够检测力F1在一维方向(例如Y轴方向或Z轴方向)上的强度分布的构成。
另外,如图3所示,第一传感器部51具有支撑电极512的第一支撑基板514和支撑电极513的第二支撑基板515。第一支撑基板514相对于电极512位于压力敏感部511的相反侧,在第一支撑基板514的压力敏感部511一侧的面上配置有电极512。同样,第二支撑基板515相对于电极513位于压力敏感部511的相反侧,在第二支撑基板515的压力敏感部511一侧的面上配置有电极513。并且,通过用第一支撑基板514和第二支撑基板515夹持压力敏感部511,电极512、513接触压力敏感部511。即,在本实施方式中,电极512、513仅接触压力敏感部511,而未接合(粘合)于压力敏感部511。
需要说明的是,作为第一支撑基板514和第二支撑基板515,均无特别限定,可以使用例如柔性基板、刚性基板等的各种印刷基板。如此,通过使用印刷基板作为第一支撑基板514、第二支撑基板515,在第一支撑基板514、第二支撑基板515形成电极512、513变得容易。需要说明的是,在本实施方式中,第一支撑基板514由柔性基板构成,第二支撑基板515由刚性基板构成。如上所述,第一传感器部51能够检测力F1的强度分布。因而,将位于工件W一侧(受到力F1的一侧)的第一支撑基板514设为柔性基板,得到受到力F1的部分能够部分(局部)挠曲变形的构成。另一方面,如果将第二支撑基板515设为刚性基板,则能够利用第二支撑基板515有效地接受力F1(即,力F1难以扩散到压力敏感部51的外部),能够更高精度地检测力F1。
不过,作为第一传感器部51的构成,并不限定于此,也可以省略第一支撑基板514、第二支撑基板515,而在压力敏感部511的表面和背面形成电极512、513。另外,也可以是,电极512、513相对于压力敏感部511位于彼此的同一侧(工件W一侧或握持部4一侧)。
以上,说明了第一传感器部51。需要说明的是,如图3所示,在本实施方式中,出于防止第一传感器部51和工件W接触、保护工件W和第一传感器部51的目的,设置了覆盖第一传感器部51的保护层6。保护层6具有绝缘性,防止了第一传感器部51短路。作为这样的保护层6的构成材料,并无特别限定,只要能够弹性变形即可(即只要不妨碍对上述压力分布的检测即可),可以使用例如聚氨酯类树脂、硅类树脂等的各种树脂材料、丙烯酸类橡胶、硅类橡胶、丁二烯类橡胶、苯乙烯类橡胶等的各种橡胶材料、以及各种热塑性弹性体等的比较柔软的材料。由此,能够在不妨碍力F1传递至第一传感器部51的情况下,发挥充分的保护功能。
如图2所示,传感器部5除上述第一传感器部51之外,还具备配置于移动部3和握持部4之间的第二传感器部52。由于对应于力F1的力也会传递至这样的地方,因此也可以通过第二传感器部52检测对应于力F1的力。因而,能够用第二传感器部52辅助第一传感器部51的检测结果,能够更准确地检测力F1。另外,根据第二传感器部52,如下文所述,能够检测工件W的重量、工件W的滑动。因而,通过反馈该检测结果,得到能够更稳定地握持工件W的手1。
如图2所示,第二传感器部52分别设置于第一握持部41和第一移动部31之间以及第二握持部42和第二移动部32之间。另外,如图6所示,位于第一握持部41和第一移动部31之间的第二传感器部52沿与第一移动部31的移动方向(X轴方向)正交的Z轴方向配置有多个。同样,如图7所示,位于第二握持部42和第二移动部32之间的第二传感器部52沿与第二移动部32的移动方向(X轴方向)正交的Z轴方向配置有多个。如此,通过沿Z轴方向配置多个第二传感器部52,能够更高精度地检测工件W的重量、工件W的滑动。
需要说明的是,由于位于第一握持部41和第一移动部31之间的第二传感器部52与位于第二握持部42和第二移动部32之间的第二传感器部52具有相同的构成,因此,以下,对位于第一握持部41和第一移动部31之间的第二传感器部52进行代表性说明,而省略对位于第二握持部42和第二移动部32之间的第二传感器部52的说明。
如图6所示,位于第一握持部41和第一移动部31之间的第二传感器部52沿与第一移动部31的移动方向(X轴方向)和第一握持部41的延伸方向(Y轴方向)正交的Z轴方向配置有两个。另外,在从移动方向(X轴方向)观察的俯视观察时,当设定在Z轴方向上平分第一握持部41的中央假想线L1时,中央假想线L1位于两个第二传感器部52之间。即,一个第二传感器部52位于中央假想线L1的一侧,另一个第二传感器部52位于中央假想线L1的另一侧。需要说明的是,位于第一握持部41和第一移动部31之间的第二传感器部52的个数并无特别限定,既可以为1个,也可以为3个以上。
另外,各第二传感器部52具有压力敏感部521和一对电极522、523。这样的压力敏感部521由压力敏感导电性树脂制成。具体而言,压力敏感部521具备成为基材的绝缘性的树脂5211和混合到树脂5211中的作为导电性材料的碳纳米管5212,具有与上述第一传感器部51的压力敏感部511相同的构成。根据这样的构成,与上述压力敏感部511同样,能够将压力敏感部521形成为片状,能够实现第二传感器部52的小型化(薄型化)和轻量化。另外,压力敏感部521难以受到温度的影响,能够减少由温度变化引起的检测信号的变化(变动)。
另外,如图6所示,第二传感器部52(传感器部5)具有一对电极522、523。一对电极522、523相对于压力敏感部521位于彼此的同一侧。即,一对电极522、523位于在压力敏感部521的厚度方向上位于表里的位置的两个主面中的同一主面侧。具体而言,电极522、523同时位于压力敏感部521的第一移动部31一侧。如此,通过将电极522、523配置于压力敏感部521的同一主面侧,能够实现例如比上述第一传感器部51更进一步的薄型化。另外,如下文所述,能够将电极522、523同时形成在支撑基板524上。因而,与如上述第一传感器部51那样将电极形成于分开的支撑基板的情况相比,第二传感器部52的构成变得简单。尤其是,如本实施方式那样,通过将电极522、523配置于压力敏感部521的第一移动部31一侧,与将电极522、523配置于压力敏感部521的第一握持部41一侧的情况相比,容易向基部2引出电极522、523。另外,减轻了下文所述的按压部71、72对电极522、523的按压,能够更有效地抑制电极522、523的破损。
需要说明的是,电极522、523的形状、配置并无特别限定。在本实施方式中,如图8所示,电极522、523分别形成梳齿状,以彼此啮合的方式配置。即,以电极522的电极指552a和电极523的电极指523a交替排列的方式配置电极522、523。由此,由于能够在压力敏感部521的整个区域上同时扩展配置电极522、523,因此第二传感器部52能够更准确地检测所受的力。
这样的第二传感器部52如果受到Y轴方向上的力(压力敏感部521的厚度方向上的力),则电极522、523之间的电阻根据所受的力的大小而改变。认为(推测)其原因在于:在所受的力的作用下,压力敏感部521发生变形,变形的部分的阻抗值改变;在所受的力的作用下,电极522、523被按压至压力敏感部521,在被按压的部分处的电极522、523与压力敏感部521的接触阻抗改变等。因而,可根据电极522、523之间的阻抗值得到所受的力的检测信号。
另外,如图6所示,第二传感器部52具有支撑电极522、523的支撑基板524。支撑基板524相对于电极522、523位于压力敏感部521的相反侧(第一移动部31一侧),在支撑基板524的压力敏感部521一侧的面上配置有电极522、523。并且,通过用支撑基板524和压力敏感部521夹持电极522、523,电极522、523接触压力敏感部521。即,在本实施方式中,电极522、523仅接触压力敏感部521,而未接合(粘合)于压力敏感部511。
作为支撑基板524,并无特别限定,可以使用例如柔性基板、刚性基板等的各种印刷基板。如此,通过使用印刷基板作为支撑基板524,在支撑基板524上形成电极522、523变得容易。需要说明的是,在本实施方式中,作为支撑基板524,使用刚性基板。由此,支撑基板524成为硬质基板而难以变形,能够利用支撑基板524有效地接受所受的力(即,所受的力难以扩散到压力敏感部521的外部)。因而,第二传感器部52能够更高精度地检测所受的力。
不过,作为第二传感器部52的构成,并不限定于此,也可以省略支撑基板524,而在压力敏感部521的表面上形成电极522、523。另外,也可以是,电极522、523相对于压力敏感部521位于彼此的相反侧。
如图6所示,这样的第二传感器部52在被盖部7覆盖的状态下设置于第一握持部41和第一移动部31之间。盖部7固定于第一移动部31,第一握持部41固定于该盖部7。即,第一移动部31和第一握持部41经由盖部7连结。盖部7是硬质且具有高刚度的部件,通过将第二传感器部52夹持在盖部7和第一移动部31之间,对第二传感器部52施压。由此,可以说盖部7发挥对第二传感器部52施压的施压部的作用。如此,通过对第二传感器部52施压,第二传感器部52的响应性变好,即使很小的力也能够更准确地检测出。因而,第二传感器部52能够更高精度地检测所受的力。另外,不仅能够检测在使第二传感器部52在厚度方向上压缩的方向上的力,而且能够检测在使第二传感器部52在厚度方向上扩张的方向上的力。因而,如下文所述,能够高精度地检测工件W的重量等。
需要说明的是,虽未图示,但盖部7使用螺栓等的螺纹构件固定于第一移动部31。根据这样的构成,例如通过调整螺栓的拧紧量,能够简单地调整施加于第二传感器部52的施压的强度。不过,将盖部7固定于第一移动部31的方法并无特别限定。
另外,如图6所示,盖部7具有朝向一个第二传感器部52突出、按压该第二传感器部52的突起状的按压部71和朝向另一个第二传感器部52突出、按压该第二传感器部52的突起状的按压部72。通过这样的按压部71、72,能够更可靠且稳定地对各第二传感器部52施压。另外,按压部71、72具有由变曲面构成的圆顶状的前端部711、721,前端部711、721接触第二传感器部52。如此,通过将作为与第二传感器部52的接触部的前端部711、721设为变曲面,能够抑制因接触前端部711、721而对第二传感器部52造成损伤。不过,作为前端部711、721的形状,并无特别限定,例如可以为平坦面。
作为盖部7的构成材料,并无特别限定,可列举出例如铁、镍、钴、铝、镁、钛及钨等的各种金属、或者包含它们中的至少一种的合金或金属间化合物、以及它们的金属氧化物、氮化物及碳化物等。
需要说明的是,在本实施方式中,按压部71、72接触压力敏感部521,但并不限定于此,例如也可以采用在按压部71、72和压力敏感部521之间(压力敏感部521的按压部71、72一侧的面上)设置保护板,按压部71、72不直接接触压力敏感部521的构成。通过设置保护板,能够保护压力敏感部521免受按压部71、72的影响,能够有效地抑制压力敏感部521受到损伤。需要说明的是,保护板优选为硬质且具有高刚度的部件。作为这样的保护板的构成材料,并无特别限定,可列举出例如铁、镍、钴、铝、镁、钛、钨等的各种金属、或者包含它们中的至少一种的合金或金属间化合物、以及它们的金属氧化物、氮化物及碳化物等。
以上,说明了第二传感器部52和盖部7。如图9所示,在将手1设置成水平(将Z轴设置成铅垂方向)而使其握持工件W的情况下,对应于工件W的重量的铅垂方向上的力F2作用于第一握持部41、第二握持部42。如果力F2作用于第一握持部41、第二握持部42,则以盖部7附近为支点,第一握持部41、第二握持部42、盖部7发生形变(挠曲),在位于第一握持部41、第二握持部42的基端侧的两个第二传感器部52中,位于铅垂方向下侧的第二传感器部52(52A)受到的来自按压部72的按压力变大,受到大于施压的力F2’。另一方面,位于铅垂方向上侧的第二传感器部52(52B)受到的来自按压部72的按压力变小,受到小于施压的力F2”。因而,能够根据由第二传感器部52A、52B检测的力F2’、F2”检测力F2,进而,能够根据力F2检测工件W的重量。并且,通过反馈所检测的工件W的重量,得到能够更稳定地握持工件W的手1。即,例如,在判断工件W的重量较大的情况下,为了不使工件W落下,进行增大第一握持部41、第二握持部42对工件W的握持力以使其大于基准值的控制,相反,在判断工件W的重量较小的情况下,进行减小第一握持部41、第二握持部42对工件W的握持力以使其小于基准值的控制。由此,握持部4能够以不太大且不太小的适当的力握持工件W。
需要说明的是,如图10所示,在将握持部4朝向铅垂方向上方(将Z轴设置成水平方向)而握持工件W的情况下,第二传感器部52分别受到大于施压的力。相反,如图11所示,在将握持部4朝向铅垂方向下方(将Z轴设置成水平方向)而握持工件W的情况下,第二传感器部52分别受到小于施压的力。另外,如图12所示,在以第一握持部41、第二握持部42沿铅垂方向排列的方式握持工件W的情况下,位于上方的第一握持部41一侧的两个第二传感器部52同时受到小于施压的力,位于下方的第二握持部42一侧的两个第二传感器部52同时受到大于施压的力。如此,由于四个第二传感器部52所受的力相对于施压的大小关系的组合根据手1的姿势而出现差异,因此,也可以根据该差异检测手1的姿势。
另外,例如在握持部4的握持力弱,工件W相对于第一握持部41滑动的情况下,第一握持部41因工件W滑动而产生振动(小幅度快速摆动的滑动振动)。通过利用两个第二传感器部52检测因这样的滑动振动产生的力,能够检测到工件W相对于第一握持部41滑动。并且,通过反馈该检测结果(例如,通过提高握持部4的握持力),得到能够更稳定地握持工件W的手1。
换个角度来看,由于机器人控制部1300掌握了第一臂1210、第二臂1220、第三臂1230、第四臂1240、第五臂1250、第六臂1260的姿势(转动角度),据此还检测到了手1的姿势,因此通过将其与从各第一传感器部51和各第二传感器部52得到的信息组合起来,不管手1的姿势如何,都能够以更适当的条件(握持力等)握持工件W。
第二实施方式
图13是示出本发明的本实施方式的机器人的立体图。
本实施方式的机器人主要除了机器人主体的构成不同外,其余与上述第一实施方式的机器人相同。
需要说明的是,在以下的说明中,关于本实施方式的机器人,以与上述第一实施方式的不同点为中心进行说明,而省略对相同事项的说明。
图13所示的机器人2000具有机器人主体2700和手1,机器人主体2700具有:作为基台的基座2100;连接于基座2100的躯体2200;转动自由地连接于躯体2200的一对臂2300;设置于躯体2200的立体相机和信号灯2500;以及机器人控制部2600,手1连接于各臂2300。需要说明的是,在图13中省略了对手1的图示。
另外,在基座2100上设置有:使机器人主体2700的移动变得容易的多个车轮(未图示);锁定各车轮的锁定机构(未图示);以及在移动机器人主体2700时用于握持的手柄2110。在基座2100上还设置有用于抵接于工作台的缓冲器2120、用于在紧急情况下使机器人主体2700停止的紧急停止按钮2130以及输入指令等的输入装置2140等。
躯体2200可升降且可转动地连接于基座2100。另外,各臂2300具有:经由关节机构连结于躯体2200的第一肩部2310;经由关节机构连结于第一肩部2310的第二肩部2320;经由扭转机构连结于第二肩部2320的前端的上臂部2330;经由关节机构连结于上臂部2330的前端的第一前臂部2340;经由扭转机构连结于第一前臂部2340的前端的第二前臂部2350;经由关节机构连结于第二前臂部2350的前端的手腕部2360;以及经由扭转机构连结于手腕部2360的前端的连结部2370。另外,在连结部2370上设置有手部2380,手1能够安装于手部2380。
通过这样的本实施方式,也能够发挥与上述第一实施方式相同的效果。
第三实施方式
图14是示出本实施方式的手的截面图。图15是示出图14所示的手所具有的第二传感器部的截面图。
本实施方式的手主要除了第二传感器部的构成不同外,其余与上述第一实施方式的机器人相同。
需要说明的是,在以下的说明中,关于本实施方式的手,以与上述第一实施方式的不同点为中心进行说明,而省略对相同事项的说明。并且,在图14中,对与上述第一实施方式相同的构成标注相同的附图标记。
如图14所示,在本实施方式的手1中,具有使用压电体作为压力敏感部的第二传感器部53来代替在上述第一实施方式中说明的第二传感器部52。第二传感器部53具有根据沿Y轴方向施加的力输出电荷Qy的功能。如图15所示,这样的第二传感器部53包括:第一压电体层531,具有在Y轴方向的正方向上取向的晶轴CA1;第二压电体层532,具有在Y轴方向的负方向上取向的第二晶轴CA2;接地电极533,设置于第一压电体层531的按压部71一侧;接地电极534,设置于第二压电体层532的移动部3一侧;以及输出电极层535,设置于第一压电体层531和第二压电体层532之间,输出电荷Qy。需要说明的是,第一压电体层531和第二压电体层532例如可以由X切割晶体板构成。不过,作为第一压电体层531和第二压电体层532的构成材料,均无特别限定,例如也可以使用氮化铝(AlN)、铌酸锂(LiNbO3)、钛酸锂(LiTaO3)、锆钛酸铅(PZT)及四硼酸锂(Li2B4O7)等的水晶以外的压电体。
通过这种构成的第二传感器部53,与上述第一实施方式的第二传感器部52同样,也能够检测力F2。尤其是,在本实施方式中,由于在第二传感器部53中,使用由水晶(刚性体)制成的第一压电体层531和第二压电体层532来代替上述第一实施方式的第二传感器部52的压力敏感部521,因此能够使第二传感器部53的机械强度高于第二传感器部52。
通过这样的本实施方式,也能够发挥与上述第一实施方式相同的效果。
第四实施方式
图16是示出本实施方式的手的侧视图。图17和图18是分别说明图16所示的手的动作的侧视图。
作为图16所示的手的手指辅助装置3000是安装于人的手指、辅助(帮助)该手指的动作的装置。需要说明的是,以下,为了方便说明,对安装在一根手指上的手指辅助装置3000进行代表性说明。此外,手指辅助装置3000既可以安装于任何手指,也可以安装于两根以上的手指。
这样的手指辅助装置3000具有设置于手指的侧面的装置主体3100。另外,装置主体3100具有:近节安装部3110,安装于手指的近节;中节安装部3120,经由关节机构连结于近节安装部3110,安装于手指的中节;以及末节安装部3130,经由关节机构连结于中节安装部3120,安装于手指的末节。该近节安装部3110、中节安装部3120及末节安装部3130分别通过软质的带3140固定于各部分。另外,在各关节机构中内置有具备压电电动机等的驱动机构,与手指的关节的动作同样,能够使中节安装部3120相对于近节安装部3110转动,并使末节安装部3130相对于中节安装部3120转动。
另外,在用于将末节安装部3130固定于末节的带3140上设置有第一传感器部3200和第二传感器部3300。第一传感器部3200设置为接触末节的指肚侧,第二传感器部3300接触末节的指甲侧。
第一传感器部3200与上述第一实施方式的第一传感器部51和第二传感器部52同样,构成为具有压力敏感部和一对电极,压力敏感部具有成为基材的绝缘性的树脂和混合到该树脂中的作为导电性材料的碳纳米管。第二传感器部3300也是同样。
在这种构成的手指辅助装置3000中,如图17所示,如果试图弯曲手指,则箭头方向上的力作用于第一传感器部3200。因而,当第一传感器部3200检测力时,各关节机构驱动,辅助手指的弯曲运动。相反,如图18所示,如果试图伸张手指,则箭头方向上的力作用于第二传感器部3300。因而,当第二传感器部3300检测该力时,各关节机构驱动,辅助手指的伸张运动。
根据这样的构成,能够实现第一传感器部3200、第二传感器部3300的小型化(薄型化)和轻量化。另外,压力敏感部难以受到温度的影响,能够减少由温度变化引起的检测信号的变动。因而,得到小型且难以受到温度的影响的第一传感器部3200、第二传感器部3300,得到可靠性高的手指辅助装置3000。
以上,基于图示的实施方式对本发明的手及机器人进行了说明,但本发明并不限定于此,各部分的构成可以置换为具有同样功能的任意构成。另外,也可以对本发明添加其他任意构成物。另外,也可以适当组合各实施方式。
下面,基于附图所示的优选实施方式,对作为各实施方式的手的按压装置(电子部件保持部)、电子部件输送装置、电子部件检查装置及机器人进行详细说明。
第五实施方式
图19是示出本实施方式的电子部件检查装置的立体图。图20是示出图19所示的电子部件检查装置所具有的Z载物台的立体图。图21是示出图19所示的电子部件检查装置所具有的电子部件保持部的截面图。图22和图23是分别示出图21所示的电子部件保持部的变形例的截面图。需要说明的是,以下,为了方便说明,将图21中的上侧也称作“上”,将下侧也称作“下”。另外,如图19等所示,以下,为了方便说明,将相互正交的三个轴设为X轴、Y轴和Z轴,另外,将平行于X轴的方向也称作“X轴方向”,将平行于Y轴的方向也称作“Y轴方向”,将平行于Z轴的方向也称作“Z轴方向”。
图19所示的电子部件检查装置1002是检查作为对象物的电子部件Q的电气特性的装置。作为电子部件Q,并无特别限定,可列举出例如半导体元件或其封装件、半导体晶片、CLD、OLED及有机EL等的显示设备、水晶器件、各种传感器(加速度传感器、角速度传感器、压力传感器、温度传感器等)、喷墨头及各种MEMS器件等。需要说明的是,在本说明书中,“电子部件”是一个宽泛的概念,除了已完成的电子部件,还包括用于构成电子部件的材料(例如半导体晶片等)、电子部件的一部分部件等。
如图19所示,电子部件检查装置1002具有输送电子部件Q的电子部件输送装置1102和检查电子部件Q的电气特性的***(检查用插座)1900。另外,电子部件输送装置1102具有基台1202和配置于基台1202的侧方的支撑台1302。另外,在基台1202上设置有载置待检查的电子部件Q的上游侧载物台(检查前载物台)1212和载置检查完毕的电子部件Q的下游侧载物台(检查后载物台)1222。并且,在基台1202的上游侧载物台1212和下游侧载物台1222之间设置有***1900。
另外,在支撑台1302上设置有相对于支撑台1302能够在Y轴方向上移动的Y载物台1310。另外,在Y载物台1310上设置有相对于Y载物台1310能够在X轴方向上移动的X载物台1320。另外,在X载物台1320上设置有相对于X载物台1320能够在Z轴方向上移动的Z载物台1330。另外,在Z载物台1330上设置有保持电子部件Q的电子部件保持部(按压装置)9。即,电子部件输送装置1102具有作为按压装置的电子部件保持部9。
需要说明的是,如图20所示,Z载物台1330具有能够在X轴方向和Y轴方向上移动的微调整板1331以及相对于微调整板1331能够绕Z轴转动的转动部1332。并且,在转动部1332上安装有电子部件保持部9。另外,在Z载物台1330中内置有:用于使微调整板1331在X轴方向上移动的驱动源1333x(例如压电致动器);用于使微调整板1331在Y轴方向上移动的驱动源1333y(例如压电致动器);以及用于使转动部1332绕Z轴转动的驱动源1333θ(例如压电致动器)。
在这样的电子部件检查装置1002中,首先,电子部件保持部9保持由上游侧载物台1212输送的电子部件Q,并输送至***1900。然后,在利用电子部件保持部9边握持电子部件Q边将其按压至***1900的状态下,对电子部件Q的电气特性进行检查。然后,如果检查结束,则电子部件保持部9将电子部件Q输送至下游侧载物台1222。通过重复该作业,对多个电子部件Q进行检查。
接着,说明作为按压装置的电子部件保持部9。虽未图示,但电子部件保持部9例如通过螺钉固定等,可装卸地固定于转动部1332。因而,例如能够容易地进行电子部件保持部9的维修、更换。
如图21所示,作为按压装置的电子部件保持部9具有:作为按压部的接触件推动器15,按压作为对象物的电子部件Q;以及传感器部11,检测通过接触件推动器15施加于电子部件Q的按压力。并且,传感器部11具有包括树脂311和碳纳米管312的压力敏感部36。根据这样的构成,由于能够通过传感器部11检测作用于电子部件Q的按压力,因此能够利用接触件推动器15以适当的按压力按压电子部件Q。因而,例如能够有效地抑制因按压力过强而导致电子部件Q破损、因按压力过弱而导致电子部件Q与***1900接触不良等,能够利用***1900进行适当的检查。另外,能够将压力敏感部36形成为片状,能够实现传感器部11的小型化(薄型化)和轻量化。另外,压力敏感部36难以受到温度的影响,能够减少由温度变化引起的检测信号的变化(漂移)。从而,得到小型且难以受到温度的影响的传感器部11。另外,具有这样的电子部件保持部9的电子部件输送装置1102和电子部件检查装置1002分别能够获得电子部件保持部9的效果,能够发挥高可靠性。
下面,对这样的电子部件保持部9进行详细说明。如图21所示,电子部件保持部9具有:设置于转动部1332的下表面的作为移动机构的气缸10;设置于气缸10的前端侧(下侧)的传感器部11和施压部12;设置于施压部12的前端侧(下侧)的隔热部13;设置于隔热部13的前端侧(下侧)的块8;设置于块8的前端侧(下侧)的作为加热部的加热器14;以及设置于加热器14的前端侧(下侧)的作为按压部的接触件推动器15。
气缸
电子部件保持部9具有使作为按压部的接触件推动器15在Z轴方向(按压方向)上移动的作为移动机构的气缸10。根据这样的气缸10,能够更可靠地利用接触件推动器15朝上游侧载物台1212、***1900按压电子部件Q。因而,在利用电子部件保持部9保持载置于上游侧载物台1212的电子部件Q的情况下,通过在气缸10的驱动下将接触件推动器15压靠在电子部件Q上,使触件推动器15(下文所述的吸附垫92)紧贴于电子部件Q,能够更可靠地利用电子部件保持部9保持电子部件Q。另外,在对由电子部件保持部9保持的电子部件Q的电气特性进行检查的情况下,通过在气缸10的驱动下利用接触件推动器15将电子部件Q压靠在***1900上,使电子部件Q紧贴于***1900,能够将它们的导通确保在良好的状态下,能够更可靠地对电子部件Q的电气特性进行检查。
如图21所示,气缸10具有固定于转动部1332的下表面的缸管21。缸管21具有有底筒状的管主体211和堵塞管主体211的开口的前板212,活塞22以能够在Z轴方向上移动的方式配设在由管主体211和前板212形成的缸室内。另外,活塞22具有位于缸室内的活塞主体221和固定于活塞主体221的下端部、位于缸室外的连结块222。
缸室被活塞22(活塞主体221)划分成位于其上侧的第一室D1和位于其下侧的第二室D2。另外,活塞22被弹簧SP抬升到上方,在气缸10不工作的状态下,活塞22处于其上表面(上端)抵接于管主体211的底面的位置(以下,将该位置也称作“最上端位置”)。
另外,如图21所示,在缸管21上形成有与第一室D1相连的空气导入口23,连结端口24连接于空气导入口23。另外,连结端口24连结于未图示的电动气动调节器,如果空气从电动气动调节器供给至第一室D1,则在该空气的压力下,活塞22从最上端位置抵抗弹簧SP的弹力而移动至下方。通过将第一室D1设为规定的空气压,能够以适当的压力按压配置于***1900的电子部件Q。因而,能够可靠地实现电子部件Q与***1900的导通,并且能够抑制电子部件Q破损。
以上,说明了作为移动机构的气缸10。需要说明的是,作为移动机构的构成,并无特别限定,只要能够使接触件推动器15在Z轴方向上移动即可。例如也可以是使用压电电动机等的驱动源使接触件推动器15在Z轴方向上移动的构成。
传感器部
如图21所示,电子部件保持部9具有检测通过接触件推动器15施加于电子部件Q的按压力的传感器部11。传感器部11相对于接触件推动器15,位于作为对象物的电子部件Q的相反侧(按压电子部件Q的方向的相反侧)。即,在电子部件保持部9保持电子部件Q的状态下,传感器部11相对于接触件推动器15位于电子部件Q的相反侧。通过采用这样的配置,能够减少介于接触件推动器15和电子部件Q之间的部件,能够利用接触件推动器15高效地按压电子部件Q。
如图21所示,传感器部11具有压力敏感部36和以夹着压力敏感部36的方式配置的一对电极37、33。
压力敏感部36由压力敏感导电性树脂制成。具体而言,压力敏感部36包括成为基材的绝缘性的树脂311和混合到树脂311中的作为导电性材料(填料)的碳纳米管312。根据这样的构成,如图示那样,能够将压力敏感部36形成为片状,能够实现传感器部11的小型化(薄型化)和轻量化。尤其是,通过使用碳纳米管312作为导电性材料,能够将传感器部11所受的力与从传感器部11输出的检测信号之间的关系形成为线性(接近线性的关系)。另外,碳纳米管312发挥填料的作用,压力敏感部36的机械强度提高,永久应变小,得到历时劣化小的压力敏感部36。
另外,通过使用碳纳米管312作为导电性材料,压力敏感部36难以受到温度的影响,能够减少由温度变化引起的检测信号的变化(变动)。因而,例如无需过度进行温度校正(不依赖于校正电路),能够高精度地检测按压力。对该点进行详细说明。图4所示的表是示出当使用碳纳米管作为导电性材料时的作用于传感器部11的力(负荷)与电极37、33间的阻抗值之间的关系的表。由该表可知,20℃情况下和85℃情况下的负荷-阻抗值特性基本一致。因而,如上所述,通过使用碳纳米管312作为导电性材料,压力敏感部36难以受到温度的影响,能够减少由温度变化引起的检测信号的变化(漂移)。尤其是,在本实施方式中,具有加热器14,存在来自加热器14的热传递至传感器部11从而传感器部11的温度变动的情况。因而,通过将传感器部11设为上述构成,能够更显著地发挥该效果。
优选地,树脂311包含热塑性树脂。由此,例如容易对树脂311和碳纳米管312进行混炼,分散性也好,容易制造压力敏感部36。需要说明的是,作为热塑性树脂,可列举出例如聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等的聚烯烃、改性聚烯烃、聚酰胺、热塑性聚酰亚胺、芳香族聚酯等的液晶聚合物、聚苯醚、聚苯硫醚、聚碳酸酯(PC)、聚酯碳酸酯(PPC)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺、聚缩醛或以它们为主要成分的共聚物、共混物、聚合物合金等,可以使用它们中的一种或者将两种以上混合使用。另外,在它们中,优选地,树脂311包含聚碳酸酯。由此,上述效果(易混炼性)更加显著。另外,由于得到了更硬的树脂311,因此能够提高传感器部11的机械强度。另外,抑制了树脂311的历时变形、永久应变,能够抑制检测特性随时间下降。需要说明的是,利用聚酯碳酸酯、聚醚醚酮等也能够发挥与聚碳酸酯相同的效果。另外,作为树脂311的硬度,并无特别限定,优选地,例如杨氏模量为1GPa以上。
另外,树脂311也可以包含热固性树脂。通过使用热固性树脂,压力敏感部36热稳定化(例如即使在80℃左右的高温下也能够维持充足的硬度),更难以受到温度的影响,并且即使在高温时也能够保持机械强度。需要说明的是,作为热固性树脂,可列举出例如环氧树脂、酚醛树脂、尿素树脂、蜜胺树脂、聚酯(不饱和聚酯)树脂、聚酰亚胺树脂、硅树脂及聚氨酯树脂等,可以使用它们中的一种或将两种以上混合使用。
作为这样的压力敏感部36的厚度,并无特别限定,优选为例如0.05mm以上5mm以下。由此,得到能够充分发挥其功能且足够薄的压力敏感部36。因而,能够维持传感器部11的检测特性,并且能够实现传感器部11的小型化(轻量化)。
另外,如图21所示,传感器部11具有一对电极37、33。另外,一对电极37、33相对于压力敏感部36位于彼此的相反侧。具体而言,在压力敏感部36的上侧(气缸10一侧)配置有电极37,在下侧(接触件推动器15一侧)配置有电极33。如此,通过以在中间夹着压力敏感部36的方式配置电极37、33,能够不相互干扰地配置电极37、33,因此电极37、33的配置自由度提高,并且其配置变得简单。因而,传感器部11的构成变得简单。需要说明的是,作为电极37、33的形状,并无特别限定。
在这样的传感器部11中,如果受到Z轴方向上的力,具体而言,通过用接触件推动器15按压电子部件Q而产生的力F3(来自电子部件Q的反作用力),则电极37、33间的电阻根据力F3的大小而改变。因而,可根据电极37、33间的阻抗值检测力F3。
另外,如图21所示,传感器部11具有支撑电极37的支撑基板34和支撑电极33的支撑基板35。支撑基板34位于电极37的上侧,在支撑基板34的下表面形成有电极37。另一方面,支撑基板35位于电极33的下侧,在支撑基板35的上表面形成有电极33。并且,通过用支撑基板34、35夹持压力敏感部36,电极37、33接触压力敏感部36。即,在本实施方式中,电极37、33仅接触压力敏感部36,而未接合(粘合)于压力敏感部36。
需要说明的是,作为支撑基板34、35,均无特别限定,可以使用例如柔性基板、刚性基板等的各种印刷基板。如此,通过使用印刷基板作为支撑基板34、35,在支撑基板34、35上形成电极37、33变得容易。
以上,说明了传感器部11。需要说明的是,作为传感器部11的构成,并不限定于此,例如也可以省略支撑基板34、35,而在压力敏感部36的表面和背面形成(配置)电极37、33。
施压部
如图21所示,电子部件保持部9具有施压部12,施压部12在接触件推动器15未按压电子部件Q的状态下,在Z轴方向上对传感器部11施压。如此,通过对传感器部11施压,在施加力F3时的传感器部11的响应性变好,即使很小的力F3也能够更准确地检测出等,传感器部11的检测特性提高。因而,传感器部11能够更高精度地检测力F3。另外,不仅能够检测在使传感器部11在厚度方向上压缩的方向上的力(Z轴方向上侧的力),而且能够检测在使传感器部11在厚度方向上扩张的方向上的力(Z轴方向下侧的力)。因而,传感器部11不仅能够检测接触件推动器15的按压力,而且能够检测例如在从上游侧载物台1212、***1900输送电子部件Q时电子部件Q卡在上游侧载物台1212、***1900上的情况。从而,能够抑制上游侧载物台1212、***1900及电子部件Q等的破损。
如图21所示,这样的施压部12具有:基座46,具有向上方开口的凹部411;盖47,设置于凹部411内;以及施力部43,对基座46向上方(盖47一侧)施力。另外,施力部43由固定于基座46的弹簧部件构成,其在弹性变形的状态下接触盖47。在这种构成的施压部12中,在凹部411内配置传感器部11,通过用盖47和基座46夹持传感器部11,在Z轴方向上对传感器部11施压。具体而言,在盖47的下表面固定有支撑基板34,在凹部411的底面固定有支撑基板35,进而,在支撑基板34、35之间夹持压力敏感部36。然后,通过利用施力部43的施力对基座46向上方施力,从而在Z轴方向上对传感器部11施压。
作为基座46和盖47的构成材料,并无特别限定,可列举出例如铁、镍、钴、铝、镁、钛及钨等的各种金属、或者包含它们中的至少一种的合金或金属间化合物、以及它们的金属氧化物、氮化物及碳化物等。
以上,说明了施压部12。需要说明的是,作为施压部12的构成,并无特别限定,只要能够对传感器部11施压即可。
加热器
如图21所示,电子部件保持部9具有作为加热部的加热器14,加热器14相对于接触件推动器15位于作为对象物的电子部件Q的相反侧(按压电子部件Q的方向的相反侧),对接触件推动器15进行加热。如此,通过具备加热器14,能够利用由加热器14加热的接触件推动器15对电子部件Q进行加热。从而,能够通过***1900检查电子部件Q在高温时的电气特性。因此,电子部件检查装置1002(电子部件输送装置1102)的便利性提高。
尤其是,在本实施方式中,加热器14位于比上述传感器部11更靠下侧(靠近接触件推动器15)的位置。换言之,加热器14位于传感器部11和接触件推动器15之间。因而,能够减少介于加热器14和接触件推动器15之间的部件,能够更靠近地配置加热器14和接触件推动器15。因此,能够将加热器14的热高效地传递至接触件推动器15,能够高效地加热保持于接触件推动器15的电子部件Q。
如图21所示,这样的加热器14具有加热器块61和埋设于加热器块61的棒状的加热器元件(加热元件)62。然后,通过利用未图示的控制部控制加热器元件62的驱动,能够将加热器块61加热至规定的温度。
另外,加热器块61是硬质的且具有高导热率。作为加热器块61的构成材料,并无特别限定,可列举出例如铁、镍、钴、金、铂、银、铜、铝、镁、钛及钨等的各种金属、或者包含它们中的至少一种的合金或金属间化合物、以及它们的金属氧化物、氮化物及碳化物等。
另外,作为加热器元件62,并无特别限定,例如可以使用氧化铝加热器、氮化铝加热器、氮化硅加热器、氮化硼加热器等的各种陶瓷加热器、以及使用镍铬丝等的电热丝的各种筒式加热器(cartridge heater)等。另外,加热器元件62并不限定于棒状,也可以是例如面状。
另外,如图21所示,在加热器块61中埋设温度传感器63。通过利用温度传感器63检测加热器块61的温度能够间接地检测电子部件Q的温度。需要说明的是,作为温度传感器63,并无特别限定,可以使用例如铂传感器、热电偶、热敏电阻等。需要说明的是,在电子部件Q内置有热二极管等的温度传感器的情况下,也可以省略温度传感器63,而利用电子部件Q一侧的温度传感器检测电子部件Q的温度。
以上,说明了加热器14。需要说明的是,作为加热器14的构成,并无特别限定,只要能够对电子部件Q加热即可。另外,例如在高温环境下无需检查电子部件Q的情况下、在电子部件检查装置1002一侧内置有加热器的情况下等,也可以省略加热器14。
隔热部
如图21所示,电子部件保持部9具有配置于传感器部11和加热器14之间的隔热部13。这样的隔热部13形成块状,在其上表面侧固定于施压部12,在其下表面侧固定于加热器块61。由此,加热器14的热难以传递至传感器部11,抑制了传感器部11过度升温。另外,由于利用隔热部13抑制了热向上侧移动,因此能够将热高效地传递至位于下侧的接触件推动器15。因而,能够高效地加热电子部件Q。
另外,隔热部13是硬质的且具有高耐热性。作为隔热部13,并无特别限定,只要由例如硬质聚氨酯泡沫等的硬质的发泡塑料制成即可。
以上,说明了隔热部13。需要说明的是,作为隔热部13的构成,并无特别限定,只要能够抑制热向传感器部11移动即可。另外,例如在当省略了加热器14的情况等,不会有过度的热传递至传感器部11的情况下,也可以省略隔热部13。另外,在本实施方式中,隔热部13和施压部12的基座46由不同的部件构成,但例如图22和图23所示,隔热部13既可以兼用作基座46的一部分(底部),也可以兼用作其全部。即,也可以采用在隔热部13的上表面配置传感器部11的构成。由此,能够减少部件件数,能够实现电子部件保持部9的小型化。
如图21所示,电子部件保持部9具有配置于隔热部13和加热器14之间的块8。另外,在块8上形成有在其下表面中央部和侧面开放的真空引导通道81。并且,在真空引导通道81上安装有连结端口82。进而,连结端口82连接于未图示的气体吸引部和气体供给部。
作为这样的块8的构成材料,并无特别限定,可列举出例如铁、镍、钴、金、铂、银、铜、铝、镁、钛及钨等的各种金属、或者包含它们中的至少一种的合金或金属间化合物、以及它们的金属氧化物、氮化物及碳化物等。
接触件推动器
如图21所示,电子部件保持部9具有配置于加热器14的下侧的接触件推动器15。接触件推动器15接触电子部件Q,是朝上游侧载物台1212、***1900按压电子部件Q的部分。这样的接触件推动器15是硬质的且具有高导热率。作为接触件推动器15的构成材料,并无特别限定,可列举出例如铁、镍、钴、金、铂、银、铜、铝、镁、钛及钨等的各种金属、或者包含它们中的至少一种的合金或金属间化合物、以及它们的金属氧化物、氮化物及碳化物等。
以上,说明了接触件推动器15。需要说明的是,作为接触件推动器15的构成,并无特别限定,只要能够按压电子部件Q即可。
另外,在加热器块61和接触件推动器15的中央部形成有容纳孔,容纳孔贯穿加热器块61和接触件推动器15,并与真空引导通道81相连,在容纳孔内配设有吸引管91。另外,在吸引管91的前端部设置有吸附垫(吸附孔)92。因而,通过利用气体吸引部从连结端口82吸引空气,使吸引管91内形成负压状态,从而能够利用吸附垫92吸附保持电子部件Q。相反,通过利用气体供给部从连结端口82供给空气,解除吸引管91内的负压状态,从而能够释放用吸附垫92吸附保持的电子部件Q。
第六实施方式
图24是示出本实施方式的按压装置(电子部件保持部)的截面图。图25是示出图24所示的按压装置(电子部件保持部)的变形例的截面图。
本实施方式的电子部件保持部9主要除了施压部的构成不同外,其余与上述第五实施方式的电子部件保持部9相同。
需要说明的是,在下面的说明中,关于本实施方式的电子部件保持部9,以与上述第五实施方式的不同点为中心进行说明,而省略对相同事项的说明。
如图24所示,本实施方式的施压部12具有从盖47朝传感器部11突出的按压部44。并且,传感器部11受到该按压部44的按压。根据这样的构成,由于按压部44局部(在比上述第五实施方式窄的区域内)按压传感器部11,因此能够将施压、力F3高效地传递至传感器部11。
另外,按压部44具有由变曲面构成的圆顶状的前端部,该前端部接触传感器部11。如此,通过将与传感器部11的接触部设为变曲形状,能够抑制因接触按压部44而对传感器部11造成损伤。不过,作为按压部44的形状,并无特别限定。另外,按压部44也可以为多个。例如,也可以在X轴方向和Y轴方向中的至少一个方向上并排配置多个按压部44。
需要说明的是,在本实施方式中,按压部44与盖47一体形成,但也可以分开形成。另外,在本实施方式中,按压部44接触传感器部11(支撑基板34),但例如图25所示,也可以采用在按压部44和传感器部11之间设置保护板45、按压部44不直接接触传感器部11的构成。如此,通过设置保护板45,能够保护传感器部11免受按压部44的影响,能够有效地抑制传感器部11受到损伤等。此外,优选地,保护板45是硬质的且具有高刚度。作为这样的保护板45的构成材料,并无特别限定,可列举出例如铁、镍、钴、铝、镁、钛及钨等的各种金属、或者包含它们中的至少一种的合金或金属间化合物、以及它们的金属氧化物、氮化物及碳化物等。
通过这样的本实施方式,也能够发挥与上述第五实施方式相同的效果。
第七实施方式
图26是示出本实施方式的按压装置(电子部件保持部)的截面图。图27是示出传感器部的电极的配置的俯视图。
本实施方式的电子部件保持部9主要除了传感器部的构成不同外,其余与上述第五实施方式的电子部件保持部9相同。
需要说明的是,在下面的说明中,关于本实施方式的电子部件保持部9,以与上述第五实施方式的不同点为中心进行说明,而省略对相同事项的说明。
如图26所示,本实施方式的传感器部11具有压力敏感部36、位于压力敏感部36的下表面侧的一对电极37、33以及支撑电极37、33的支撑基板35。即,电极37、33相对于压力敏感部36位于彼此的同一侧。通过采用这样的构成,例如与上述第五实施方式相比,能够使传感器部11薄型化。需要说明的是,在本实施方式中,电极37、33位于压力敏感部36的下表面侧,但也可以位于压力敏感部36的上表面侧。
如图27所示,电极37、33分别形成梳齿状,以彼此啮合的方式配置。即,以电极37的电极指321和电极33的电极指331交替排列的方式配置电极37、33。由此,由于能够在压力敏感部36的整个区域上同时扩展配置电极37、33,因此传感器部11能够更可靠地检测力F3。
通过这样的本实施方式,也能够发挥与上述第五实施方式相同的效果。
第八实施方式
图28是示出本实施方式的按压装置(电子部件保持部)的截面图。
本实施方式的电子部件保持部主要除了传感器部和施压部的配置不同外,其余与上述第五实施方式的电子部件保持部相同。
需要说明的是,在下面的说明中,关于本实施方式的电子部件保持部,以与上述第五实施方式的不同点为中心进行说明,而省略对相同事项的说明。
如图28所示,本实施方式的加热器14相对于传感器部11位于接触件推动器15的相反侧。换言之,传感器部11位于加热器14和接触件推动器15之间。根据这样的构成,例如与上述第五实施方式相比,传感器部11和接触件推动器15之间的距离变近,能够通过传感器部11更高精度地检测力F3。需要说明的是,在这种配置中,加热器14的热会传递至传感器部11,但如上所述,传感器部11几乎不出现由温度变化引起的检测信号的变化(漂移)。因此,本实施方式的传感器部11与上述第五实施方式同样,能够发挥优异的检测特性。即,可以说因为是采用难以受到热的影响的构成的传感器部11,所以可以采用本实施方式那样的配置。
另外,在本实施方式中,以贯穿传感器部11和施压部12的方式设置吸引管91和吸附垫92。不过,与图28不同,也可以采用吸引管91和吸附垫92绕开传感器部11和施压部12的构成。
通过这样的本实施方式,也能够发挥与上述第五实施方式相同的效果。
第九实施方式
图29是示出本实施方式的机器人的立体图。
图29所示的机器人2002能够进行精密仪器或构成精密仪器的部件(对象物)的供给、移除、输送和组装等的作业。这样的机器人2002具有机器人主体2102和能够连接于机器人主体2102的电子部件保持部9。
另外,机器人主体2102具有:固定于地板或天花板的基座2202;能够转动地连接于基座2202的臂2302;以及控制臂2302的驱动的机器人控制部2402。另外,臂2302具有:转动自由地连结于基座2202的第一臂2312;转动自由地连结于第一臂2312的第二臂2322;转动自由地连结于第二臂2322的第三臂2332;转动自由地连结于第三臂2332的第四臂2342;转动自由地连结于第四臂2342的第五臂2352;以及转动自由地连结于第五臂2352的第六臂2362。并且,在第六臂2362上连接有作为按压装置的电子部件保持部9。需要说明的是,作为该电子部件保持部9,可以使用上述第五、第六、第七及第八实施方式中的任一个电子部件保持部9,另外也可以采用本实施方式之外的构成。
这样的机器人2002具有作为按压装置的电子部件保持部9。因而,能够获得上述电子部件保持部9的效果,得到可靠性高的机器人2002。
第十实施方式
图30是示出本实施方式的机器人的侧视图。
图30所示的机器人3002是水平多关节机器人(SCARA机器人)。这样的机器人3002具有机器人主体3102和能够连接于机器人主体3102的电子部件保持部9。此外,以上已对电子部件保持部9进行了说明。
另外,机器人主体3102具有:固定于地板或天花板的基台3202;以及能够转动地连接于基台3202的臂3302。另外,臂3302具有:转动自由地连结于基台3202的第一臂3310;转动自由地连结于第一臂3310的第二臂3320;以及设置于第二臂3320的工作头3330。
工作头3330配置于第二臂3320的前端部。另外,工作头3330具有:同轴配置的花键螺母3331和滚珠丝杠螺母3332;以及插通花键螺母3331和滚珠丝杠螺母3332的花键轴3333。花键轴3333相对于第二臂3320能够绕其轴旋转,且能够在上下方向上升降。并且,在这样的花键轴3333的前端部(下端部)安装有作为按压装置的电子部件保持部9。
这样的机器人3002具有作为按压装置的电子部件保持部9。因而,能够获得上述电子部件保持部9的效果,得到可靠性高的机器人3002。
以上,基于图示的实施方式对本发明的按压装置、电子部件输送装置、电子部件检查装置及机器人进行了说明,但本发明并不限定于此,各部分的构成可以置换为具有同样功能的任意构成。另外,也可以对本发明添加其他任意构成物。另外,也可以适当组合各实施方式。
另外,在上述实施方式中,对作为按压装置的电子部件保持部具有移动机构(气缸)、传感器部、施压部、隔热部、加热部(加热器)及按压部(接触件推动器)的构成进行了说明,但作为电子部件保持部的构成,只要具有传感器部(压力敏感部)和按压部即可,其他构成是任意的,并无特别限定。因而,例如既可以省略移动机构(气缸)、施压部、隔热部及加热部(加热器)中的至少一个,也可以具有除上述之外的部分。
另外,在上述实施方式中,对将电子部件输送装置应用于电子部件检查装置的情况进行了说明,但电子部件输送装置也可以不应用于电子部件检查装置,可以应用于其他装置。这时,作为对象物,并不限定于电子部件(即需要检查的物品)。

Claims (11)

1.一种手,其特征在于,具有:
握持部,握持对象物;以及
传感器部,检测因所述握持部握持所述对象物而作用于所述握持部的力,
所述传感器部具有压力敏感部,所述压力敏感部包括树脂和碳纳米管。
2.根据权利要求1所述的手,其特征在于,
所述传感器部在所述握持部握持所述对象物的状态下配置于所述对象物和所述握持部之间。
3.根据权利要求2所述的手,其特征在于,
所述传感器部能够在多个部位独立地检测所述力。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的手,其特征在于,还具有:
基部;以及
移动部,能够相对于所述基部移动,
所述握持部连接于所述移动部,
所述传感器部还配置于所述移动部和所述握持部之间。
5.根据权利要求4所述的手,其特征在于,
配置于所述移动部和所述握持部之间的传感器部沿与所述移动部的移动方向正交的方向配置有多个。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的手,其特征在于,
所述树脂包含热塑性树脂。
7.根据权利要求6所述的手,其特征在于,
所述树脂包含聚碳酸酯。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的手,其特征在于,
所述树脂包含热固性树脂。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的手,其特征在于,
所述传感器部具有一对电极,
所述压力敏感部配置于所述一对电极之间。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的手,其特征在于,
所述传感器部具有一对电极,
所述一对电极相对于所述压力敏感部位于所述压力敏感部所具有的同一面侧。
11.一种机器人,其特征在于,具有权利要求1至10中任一项所述的手。
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