CN116723919A - 机器人、末端执行器和机器人*** - Google Patents

机器人、末端执行器和机器人*** Download PDF

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永仮智子
坂仓義晃
小林健
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Abstract

提供一种能够执行精确工作的机器人。所述机器人包括致动器单元和设置在致动器单元的尖端处的末端执行器。所述末端执行器包括能够检测与工件接触的接触区域中的压力分布的第一传感器、以及能够检测所述接触区域的位置信息的第二传感器。

Description

机器人、末端执行器和机器人***
技术领域
本公开涉及一种机器人、末端执行器和机器人***。
背景技术
近年来，工业机器人已被用于各种工业产品的生产线上。作为工业机器人，包括在机械臂尖端处的末端执行器(机械手)的工业机器人是广为人知的。作为末端执行器，提出了一种根据工作内容具有不同配置的末端执行器。
例如，专利文献1提出了一种末端执行器，包括掌部、连接到掌部的多个指部、以及设置在每个指部处的触觉传感器单元和力接受部。
引用列表
专利文献
专利文献1
JP 2020-49581A
发明内容
发明要解决的问题
预计在未来流行的廉价末端执行器(机械手)上可能不会安装能够对每个手指进行精确位置控制的致动器。当没有安装这样的致动器时，会难以执行精确的工作(例如，组装箱体等的工作)。
本公开的目的是提供一种能够执行精确的工作的机器人、末端执行器和机器人***。
问题的解决手段
为了解决上述问题，第一公开是一种机器人，包括：
致动器单元；以及
末端执行器，所述末端执行器设置在致动器单元的尖端，并且所述末端执行器包括：
第一传感器，所述第一传感器被配置为能够检测与工件接触的接触区域中的压力分布；以及
第二传感器，所述第二传感器被配置为能够检测接触区域的位置信息。
第二公开是一种末端执行器，包括：
第一传感器，所述第一传感器被配置为能够检测与工件接触的接触区域中的压力分布；以及
第二传感器，所述第二传感器被配置为能够检测所述接触区域的位置信息。
第三公开是一种机器人***，包括：
机器人；以及
控制装置，所述控制装置被配置为控制机器人，
其中机器人包括：
致动器单元；和
末端执行器，所述末端执行器设置在致动器单元的尖端，
并且，所述末端执行器包括：
第一传感器，所述第一传感器被配置为能够检测与工件接触的接触区域中的压力分布；以及
第二传感器，所述第二传感器被配置为能够检测所述接触区域的位置信息。
附图说明
[图1]图1是示出根据本公开的第一实施方式的机器人***的配置示例的示意图。
[图2]图2是示出根据本公开的第一实施方式的机器人***的配置示例的框图。
[图3]图3是示出机械手的配置示例的示意图。
[图4]图4A和4B是示出用于控制机械手的各阈值的示例的图。
[图5]图5是示出力觉传感器的配置示例的截面图。
[图6]图6是示出检测层的配置示例的平面图。
[图7]图7是示出检测层的配置示例的截面图。
[图8]图8是示出感测部的配置示例的平面图。
[图9]图9是示出多条走线布线的布置示例的平面图。
[图10]图10是示出在检测压力时的力觉传感器的操作示例的截面图。
[图11]图11是示出在检测剪切力时的力觉传感器的操作示例的截面图。
[图12]图12是示出在仅压力作用于力觉传感器的状态下的第一检测层和第二检测层的输出信号分布的示例的图。
[图13]图13是示出在剪切力作用于力觉传感器的状态下的第一检测层和第二检测层的输出信号分布的示例的图。
[图14]图14是图6中沿XIV-XIV线得到的截面图。
[图15]图15A、15B和15C是示出根据本公开的第一实施方式的机器人***的操作示例的示意图。
[图16]图16是示出根据本公开的第一实施方式的机器人***的操作示例的流程图。
[图17]图17是示出根据本公开的第一实施方式的机器人***的操作示例的流程图。
[图18]图18是示出根据本公开的第二实施方式的机械手中包括的力觉传感器的配置示例的截面图。
[图19]图19是示出在检测压力时的力觉传感器的操作示例的截面图。
[图20]图20是示出在检测剪切力时的力觉传感器的操作示例的截面图。
[图21]图21是示出根据本公开的第三实施方式的机械手中包括的力觉传感器的配置示例的截面图。
[图22]图22是示出在检测压力时的力觉传感器的操作示例的截面图。
[图23]图23是示出在检测剪切力时的力觉传感器的操作示例的截面图。
[图24]图24是示出根据本公开的第四实施方式的机械手中包括的力觉传感器的配置示例的截面图。
[图25]图25是示出在检测压力时的力觉传感器的操作示例的截面图。
[图26]图26是示出在检测剪切力时的力觉传感器的操作示例的截面图。
[图27]图27是示出根据本公开的第五实施方式的机械手中包括的力觉传感器的配置示例的截面图。
[图28]图28是示出根据本公开的第六实施方式的机械手中包括的力觉传感器的配置示例的截面图。
[图29]图29是示出双臂型机器人的配置示例的示意图。
[图30]图30是示出机械手的配置示例的示意图。
具体实施方式
将参照附图按以下顺序描述本公开的实施方式。此外，在下列实施方式的所有附图中，相同或相应的部分用相同的附图标记表示。
1第一实施方式(机械手、多关节机器人和机器人***的示例)
2第二实施方式(力觉传感器的示例)
3第三实施方式(力觉传感器的示例)
4第四实施方式(力觉传感器的示例)
5第五实施方式(力觉传感器的示例)
6第六实施方式(力觉传感器的示例)
7修改示例
<1第一实施方式>
[机器人***的配置]
图1是示出根据本公开的第一实施方式的机器人***的配置示例的示意图。图2是示出根据本公开的第一实施方式的机器人***的配置示例的框图。机器人***包括机器人控制装置1、多关节机器人10、照相机13和夹具装置14。多关节机器人10可用于诸如组装工作、装配工作、运输工作、码垛工作或拆包工作等工作。组装工作的具体示例包括用于组装箱体(例如，纸板箱)的工作、用于组装车辆(例如，汽车)的工作和用于组装电子设备的工作等等，但本公开不限于此工作。组装箱体的工作包括使箱体弯折的工作。
(多关节机器人)
多关节机器人10是一种工业机器人，可用于执行组装工作、装配工作、运输工作、码垛工作、拆包工作等。多关节机器人10是一种垂直多关节型机器人，包括机械臂11和机械手12。
(机械臂)
机械臂11是致动器单元的示例，并且被配置为能够在三维空间内移动末端执行器的位置。机械臂11包括基座部111，关节部112A、112B、112C和112D，以及连杆113A、113B、113C。基座部111支撑机械臂11整体。关节部112A、112B和112C被配置为允许机械臂11上下、左右移动和机械臂11旋转。关节部112D被配置为允许机械手12旋转。
关节部112A、112B、112C和112D分别包括驱动单元114A、114B、114C和114D。作为驱动单元114A、114B、114C和114D，例如，使用电磁驱动式致动器、液压驱动式致动器、气动驱动式致动器等。关节部112A将基座部111与连杆113A相连接。关节部112B将连杆113A与连杆113B相连接。关节部112C将连杆113B与连杆113C相连接。关节部112D将连杆113C与机械手12相连接。
(机械手)
图3是示出机械手12的配置示例的示意图。机械手12被配置为能够抓持工件。机械手12设置在机械臂11的尖端。机械手是末端执行器的示例。机械手12包括连杆120C、多个指部120A和120B，以及多个驱动单元125A和125B。在此，将描述其中机械手12包括两个指部120A和120B的示例，但是指部的数量不限于此，并且可以是一个或三个或更多个。
连杆120C连接到关节部112D。连杆120C可构成掌部。指部120A和120B连接到连杆120C。指部120A和指部120B被配置为能够抓持工件。指部120A具有在进行规定工作时与工件接触的接触区域122AS。指部120B具有在规定工作时与工件接触的接触区域122BS。例如，当工件被指部120A和120B抓持时，接触区域122AS和122BS与工件接触。驱动单元125A用于驱动指部120A。驱动单元125B用于驱动指部120B。
指部120A包括两个连杆121A和122A、关节部123A、力觉传感器(第一传感器)20A和位置传感器(第二传感器)124A。指部120B包括两个连杆121B和122B、关节部123B、力觉传感器(第一传感器)20B和位置传感器(第二传感器)124B。
关节部123A将连杆121A与连杆122A相连接。指部120A被配置为使得手指可以围绕关节部123A弯折。关节部123B将连杆121B与连杆122B相连接。指部120B被配置为使得手指可以围绕关节部123B弯折。在此，将描述其中指部120A和120B中包括的关节部的数量为一个的示例，但是关节部的数量可以是两个或更多个。
连杆122A构成指部120A的指尖。连杆122A包括上述的接触区域122AS。力觉传感器20A设置在接触区域122AS中。位置传感器124A设置在接触区域122AS中或其附近。连杆122B构成指部120B的指尖。连杆122B包括上述的接触区域122BS。力觉传感器20B设置在接触区域122BS中。位置传感器124B设置在接触区域122BS中或其附近。
力觉传感器20A被配置为能够检测接触区域122AS中的压力分布和剪切力。更具体地说，力觉传感器20A基于传感器IC 4A的控制，检测施加在接触区域122AS中的压力分布和剪切力，并将检测结果输出到传感器IC 4A。力觉传感器20B被配置为能够检测接触区域122BS中的压力分布和剪切力。更具体地说，力觉传感器20B基于传感器IC 4B的控制，检测施加在接触区域122BS中的压力分布和剪切力，并将检测结果输出到传感器IC 4A。
位置传感器124A被配置为能够检测接触区域122AS的位置信息。更具体地说，位置传感器124A检测接触区域122AS的位置(例如，接触区域122AS的中心位置)，并将检测结果输出到传感器IC 4A。位置传感器124B被配置为能够检测接触区域122BS的位置信息。更具体地说，位置传感器124B检测接触区域122BS的位置(例如，接触区域122BS的中心位置)，并将检测结果输出到传感器IC 4B。
优选地，力觉传感器20A包括基板，并且位置传感器124A设置在该基板上。以这种方式，由于力觉传感器20A和位置传感器124A的布线可以在同一基板上形成，因此可以简化力觉传感器20A和位置传感器124A与控制IC之间的连接。
优选地，力觉传感器20B包括基板，并且位置传感器124B设置在该基板上。因此，由于可以在同一基板上形成力觉传感器20B和位置传感器124B的布线，因此可以简化力觉传感器20B和位置传感器124B与控制IC之间的连接。
力觉传感器20A中包括的基板可以是柔性基板。在这种情况下，力觉传感器20A可以很容易地设置在具有曲面形状的接触区域122AS中。柔性基板可以是力觉传感器20A的组成部件之一。力觉传感器20B中包括的基板可以是柔性基板。在这种情况下，力觉传感器20B可以很容易地设置在具有曲面形状的接触区域122BS中。柔性基板可以是力觉传感器20B的组成部件之一。
(机器人控制装置)
机器人控制装置1用于控制多关节机器人10。机器人控制装置1包括操作单元2、控制单元3、传感器IC 4A和4B以及通知单元5。
(操作单元)
操作单元2用于操作多关节机器人10。操作单元2包括用于操作多关节机器人10的显示器、按钮、触摸面板等。
(控制装置)
控制单元3根据工作人员对操作单元2的操作控制驱动单元114A、114B、114C和114D以及驱动单元125A和125B，以使多关节机器人10执行规定工作。控制单元3从传感器IC4A和4B接收接触区域122AS和122BS中的压力分布和剪切力，并基于该压力分布和剪切力控制多关节机器人10。
控制单元3包括存储装置3A。例如，存储装置3A存储第一阈值、第二阈值、第三阈值以及指部120A和120B的位置信息。存储装置3A可进一步存储工件的尺寸信息。
图4A和4B是示出第一阈值、第二阈值和第三阈值的设置示例的图形。第一阈值是用于确定指部120A的接触区域122AS和指部120B的接触区域122BS是否与工件接触的阈值。第二阈值是用于确定规定工作是否正常进行的阈值。例如，在弯折工件的工作的情况下，第二阈值是用于确定是否超过在正常弯折工作中施加在接触区域122AS和122BS的荷重范围的阈值。第三阈值是用于确定工件是否已弯折的阈值。
如下所述，力觉传感器20A和20B具有多个检测单元，并且与每个检测单元相对应的信号值被输出到传感器IC 4A和4B。每个检测单元的输出值是无量纲的值(例如0～4095)。传感器IC 4A和4B可以将所有检测单元的输出值原样相加，以计算输出值的总和，并将该总和输出到控制单元3，控制单元3可以将该输出值的总和与阈值进行比较。或者，传感器IC 4A和4B可对每个检测单元的输出值进行预校准(校正)并转换为压力值(kPa)，并将该压力值输出到控制单元，控制单元3可将每个检测单元的输出值中的最大输出值(最大压力)与阈值进行比较。在本实施方式中，将描述后一示例。
第一阈值、第二阈值、第三阈值优选根据工作情况设置为适当的值。例如，第一阈值和第二阈值设置为1kPa和为10kPa。然而，这些数值是在已执行校准的情况下的值。
指部120A和120B的位置信息是在执行规定工作时的接触区域122AS和122BS的三维坐标位置信息，例如包括在规定工作中的接触区域122AS和122BS的初始位置和结束位置，以及在规定工作中的工件与接触区域122AS和122BS之间的接触位置。接触区域122AS和122BS的三维坐标位置信息例如是接触区域122AS和122BS的中心的三维坐标位置信息。
例如，当规定工作是弯折工件(例如，箱体材料)的工作时，接触区域122AS和122BS的位置信息例如可以是接触区域122AS和122BS的初始位置，将接触区域122AS和122BS从该初始位置向着工件移动时的工件与接触区域122AS和122BS之间的接触位置(弯折操作的开始位置)，以及将指部120A和120B从该接触位置移动并且执行工件弯折时的接触区域122AS和122BS的停止位置(弯折操作的结束位置)。然而，可以移动指部120A和120B中的一个以执行工件弯折。
控制单元3基于从传感器IC 4A和4B接收的压力分布和位置信息，确定在由多关节机器人10进行的工作的每个操作中，规定压力是否在规定位置作用于接触区域122AS和122BS。当确定规定压力在规定位置作用于接触区域122AS和122BS时，控制单元3使多关节机器人10执行下一操作。另一方面，当确定规定压力没有在规定位置作用于接触区域122AS和122BS时，控制单元3使多关节机器人10再次执行相同操作。当确定规定压力没有在规定位置作用于接触区域122AS和122BS时，控制单元3可以停止由多关节机器人10进行的工作。
控制单元3基于从传感器IC 4A和4B接收的压力分布的最大值是否超过第一阈值来确定接触区域122AS和122BS与工件之间的接触(参见图4A中的区域R1)。控制单元3基于从传感器IC 4A和4B接收的压力分布的最大值是否超过第二阈值来确定机器人***的工作是否发生异常(参见图4B中的区域R4)。控制单元3基于从传感器IC 4A和4B接收的压力分布的最大值是否超过第三阈值来确定工件是否已弯折(参见图4A中的区域R2)。
当由机器人***进行的工作发生异常时，控制单元3控制通知单元5以将异常的发生通知给工作人员等，并将异常的发生显示在操作单元2的监视器上。具体而言，例如，当控制单元3确定从传感器IC 4A和4B接收的压力分布超过第二阈值时，控制单元3控制通知单元5以将异常的发生通知给工作人员等，并将异常的发生显示在操作单元2的监视器上。
控制单元3基于从照相机13接收的图像(通过对工件拍摄获得的图像)检测工件的位置，并基于检测结果控制多关节机器人10。
(传感器IC)
传感器IC 4A和4B是控制力觉传感器20A和20B的传感器控制单元的示例。传感器IC 4A控制力觉传感器20A以检测接触区域122AS中的压力分布和剪切力，并将该检测结果输出到控制单元3。传感器IC 4B控制力觉传感器20B以检测接触区域122BS中的压力分布和剪切力，并将该检测结果输出到控制单元3。传感器IC 4A和4B分别在诸如工作开始前等的规定时间校准(校正)力觉传感器20A和20B的输出值。以这种方式，传感器IC 4A和4B能够检测到准确的压力分布和剪切力。尽管在本实施方式中将描述传感器IC 4A和4B包括在机器人控制装置1中的示例，但传感器IC 4A和4B可以分别包括在力觉传感器20A和20B所包括的柔性基板上。
传感器IC 4A控制位置传感器124A以检测接触区域122AS的位置信息(例如接触区域122AS的中心的位置信息)，并将该检测结果输出到控制单元3。传感器IC 4B控制位置传感器124B以检测接触区域122BS的位置信息(例如接触区域122BS的中心的位置信息)，并将该检测结果输出至控制单元3。尽管在第一实施方式中将描述力觉传感器20A和位置传感器124A两者由一个传感器IC 4A控制的示例，但是力觉传感器20A和位置传感器124A可以分别由单独的传感器IC控制。此外，尽管在第一实施方式中将描述力觉传感器20B和位置传感器124B两者由一个传感器IC 4B控制的示例，但是力觉传感器20B和位置传感器124B可以分别由单独的传感器IC控制。
传感器IC 4A优选与接触区域122AS中的压力分布的检测相对应地检测接触区域122AS的位置信息。传感器IC 4B优选与接触区域122BS中的压力分布的检测相对应地检测接触区域122BS的位置信息。由传感器IC 4A对压力分布的检测和对位置信息的检测可以同时进行。同样，由传感器IC 4B对压力分布的检测和对位置信息的检测可以同时进行。
(通知单元)
通知单元5用于将机器人***的工作中的异常发生通知给工作人员等。例如，使用指示灯、报警装置等作为通知单元5。这些可以单独使用，也可以组合使用。
(照相机)
照相机13对工件进行拍摄，并向控制单元3输出拍摄的图像。照相机13可以设置在机械手12中，或者可以设置在机械手12以外的能够拍摄工件的地方。
(夹具装置)
夹具装置14包括夹具14A和驱动单元14B。夹具14A用于引导工件的弯折位置，使工件在规定位置弯折。驱动单元14B用于移动夹具14A。
[力觉传感器的配置]
由于力觉传感器20B与力觉传感器20A具有相同的配置，下文将描述力觉传感器20A的配置。
图5是示出力觉传感器20A的配置示例的截面图。力觉传感器20A是一种能够检测三轴力分布的电容式传感器，并检测作用于力觉传感器20A表面上的压力和力觉传感器20A面内方向上的剪切力。力觉传感器20A呈膜状。在本公开中，膜被定义为包括片材。由于力觉传感器20A具有膜形状，因此力觉传感器20A不仅可以应用于平面，还可以应用于曲面。在本说明书中，在处于平坦状态的力觉传感器20A的表面的平面内，相互正交的轴称为X轴和Y轴，与处于平坦状态的力觉传感器20A的表面垂直的轴称为Z轴。
力觉传感器20A包括检测层(第一检测层)21A、检测层(第二检测层)21B、隔离层22、变形层(第一变形层)23A、变形层(第二变形层)23B、导电层(第一导电层)24A、导电层(第二导电层)24B。在力觉传感器20A的各层之间包括未示出的粘合层，并且各层被粘合。然而，当相邻的两层中的至少一层具有粘合性时，可以省略粘合层。在力觉传感器20A的两个表面之中的位于导电层24A侧的第一表面是检测压力和剪切力的感测表面20S，与感测表面20S相对侧的第二表面是与指部120A的接触区域122AS粘合的背表面。检测层21A和21B经由布线连接到传感器IC 4A。可以在导电层24A上设置外部材料，诸如外部膜。
检测层21A包括第一表面21AS1和与第一表面21AS1相对侧的第二表面21AS2。检测层21B包括面对第一表面21AS1的第一表面21BS1和与第一表面21BS1相对侧的第二表面21BS2。检测层21A与检测层21B平行地布置。隔离层22设置在检测层21A和检测层21B之间。导电层24A设置为面对检测层21A的第一表面21AS1。导电层24A与检测层21A平行地布置。导电层24B设置为面对检测层21B的第二表面21BS2。导电层24B与检测层21B平行地布置。变形层23A设置在检测层21A和导电层24A之间。变形层23B设置在检测层21B和导电层24B之间。
(检测层)
检测层21A和检测层21B是电容式检测层，更具体地说，是互电容式检测层。检测层21A具有柔性。当压力作用于感测表面20S时，检测层21A朝向检测层21B弯曲。检测层21A包括多个感测部(第一感测部)SE21。感测部SE21检测作用于感测表面20S上的压力，并将检测结果输出到传感器IC 4A。具体地说，感测部SE21检测与感测部SE21与导电层24A之间的距离相对应的电容，并将检测结果输出到传感器IC 4A。
检测层21B具有柔性。当压力作用于感测表面20S时，检测层21B朝向导电层24B弯曲。检测层21B包括多个感测部(第二感测部)SE22。感测部SE22检测作用于感测表面20S上的压力，并将检测结果输出到传感器IC 4A。具体地说，感测部SE22检测与感测部SE22与导电层24B之间的距离相对应的电容，并将检测结果输出到传感器IC 4A。
检测层21A中包括的多个感测部SE21的布置间距P1与检测层21B中包括的多个感测部SE22的布置间距P2相同。在没有施加剪切力的初始状态下，感测部SE22设置在面对感测部SE21的位置。即，在没有施加剪切力的初始状态下，感测部SE22与感测部SE22在力觉传感器20A的厚度方向上重叠。然而，也可以采用一种配置，其中在没有施加剪切力的初始状态下，感测部SE22不设置在面对感测部SE21的位置。
由于检测层21B与检测层21A具有相同的配置，下文仅描述检测层21A的配置。
图6是示出检测层21A的配置示例的平面图。多个感测部SE21以矩阵形式排列。感测部SE21例如具有正方形形状。然而，感测部SE21的形状并没有特别的限制，可以是圆形、椭圆形、除正方形以外的多边形等。
图6中，符号X1～X10表示在X轴方向上的感测部SE21的中心位置，符号Y1～Y10表示在Y轴方向上的感测部SE21的中心位置。
膜状的连接部21A1从检测层21A的周缘的一部分延伸。在连接部21A1的尖端处设置用于连接到其它基板的多个连接端子21A2。
检测层21A和连接部21A1优选由一个柔性印刷电路(FPC)一体构成。检测层21A和连接部21A1以这种方式一体构成，使得能够减少力觉传感器20A的部件数量。
图7是示出检测层21A的配置示例的截面图。检测层21A包括基材31、多个感测部SE21、多条走线布线32、多条走线布线33、覆盖膜34A、覆盖膜34B、粘合层35A、粘合层35B。
基材31包括第一表面31S1和与第一表面31S1相对侧的第二表面31S2。多个感测部SE21和多条走线布线32设置在基材31的第一表面31S1上。多条走线布线33设置在基材的第二表面31S2上。覆盖膜34A通过粘合层35A粘合到基材31的其上设有多个感测部SE21和多条走线布线32的第一表面31S1。覆盖膜34B通过粘合层35B粘合到基材31的其上设有多条走线布线33的第二表面31S2。
基材31具有柔性。基材31具有膜形状。基材31A含有聚合物树脂。聚合物树脂的示例可以包括：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、丙烯酸树脂(PMMA)、聚酰亚胺(PI)、三乙酰纤维素(TAC)、聚酯、聚酰胺(PA)、芳纶、聚乙烯(PE)、聚丙烯酸酯、聚醚砜、聚砜、聚丙烯(PP)、二乙酰纤维素、聚氯乙烯、环氧树脂、尿素树脂、聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂、环烯烃聚合物(COP)和降冰片烯热塑性树脂。但是，本发明不限于这些聚合物树脂。
图8是示出感测部SE21的配置示例的平面图。感测部SE21由感测电极(接收电极(第一电极))36和脉冲电极(传输电极(第二电极))37构成。感测电极36和脉冲电极37被配置为能够形成电容耦合。更具体地说，感测电极36和脉冲电极37具有梳状形状，并且被设置成使梳状部分彼此啮合。
在X轴方向上彼此相邻的感测电极36通过连接线36A连接。在每个脉冲电极37中设有引出布线37A，该引出布线37A的尖端经由通孔37B连接到走线布线33。走线布线33连接在Y轴方向上彼此相邻的脉冲电极37。
图9是示出多条走线布线32和多条走线布线33的布置示例的平面图。从通过多个连接线36A连接的多个感测电极36之中的位于X轴方向上的一端的感测电极36引出走线布线32。多条走线布线32走线至基材31的第一表面31S1的周缘部分，并通过连接部21A1连接至连接端子21A2。
检测层21A进一步包括多条走线布线38。走线布线38连接到从通过走线布线33连接的多个脉冲电极37之中的位于Y轴方向上的一端的脉冲电极37引出的引出布线37A。多条走线布线38与多条走线布线32一起走线至基材31的第一表面31S1的周缘部分，并通过连接部21A1与连接端子21A2相连。
检测层21A进一步包括接地电极39A和接地电极39B。接地电极39A和接地电极39B连接到参考电位。接地电极39A和接地电极39B与多条走线布线32平行地延伸。在接地电极39A和接地电极39B之间设置多条走线布线32。以这种方式在接地电极39A和接地电极39B之间设置多条走线布线32，使得能够抑制外部噪声(外部电场)进入多条走线布线32。因此，能够抑制由外部噪声导致的力觉传感器20A的检测精度降低或错误检测。
(隔离层)
隔离层22将检测层21A与检测层21B隔离。以这种方式，能够抑制检测层21A和检测层21B之间的电磁干扰。隔离层22被配置为可以由于在感测表面20S的面内方向(即力觉传感器20A的面内方向)上作用的剪切力而在感测表面20S的面内方向上发生弹性变形。
隔离层22优选包含凝胶。隔离层22包含凝胶，使得隔离层22不易被作用于感测表面20S上的压力挤压变形，并且易于通过在感测表面20S的面内方向上作用的剪切力产生弹性变形，从而使隔离层22获得期望的特性。例如，凝胶是选自由硅凝胶、聚氨酯凝胶、丙烯酸凝胶和苯乙烯凝胶构成的群组中的至少一种聚合物凝胶。隔离层22可通过未示出的基材支撑。
隔离层22的25％ CLD(压缩载荷变形，Compression-Load-Deflection)值为变形层23A的25％ CLD值的10倍或更多倍，优选为变形层23A的25％ CLD值的30倍或更多倍，更优选为变形层23A的25％ CLD值的50倍或更多倍。如果隔离层22的25％ CLD值为变形层23A的25％ CLD值的10倍或更多倍，当压力作用于感测表面20S时，变形层23A比隔离层22更容易被充分挤压变形，因此可以提高感测部SE21的检测灵敏度。
隔离层22的25％ CLD值为变形层23B的25％ CLD值的10倍或更多倍，优选为变形层23B的25％ CLD值的30倍或更多倍，更优选为变形层23B的25％ CLD值的50倍或更多倍。如果隔离层22的25％ CLD值为变形层23B的25％ CLD值的10倍或更多倍，当压力作用于感测表面20S时，变形层23B比隔离层22更容易被充分挤压变形，因此可以提高感测部SE22的检测灵敏度。
隔离层22的25％ CLD值优选为500kPa或更小。当隔离层22的25％ CLD值超过500kPa时，由于在感测表面20S的面内方向(即力觉传感器20A的面内方向)上作用的剪切力，有可能难以在感测表面20S的面内方向上发生弹性变形。因此，力觉传感器20A对面内方向的剪切力的检测灵敏度有可能会降低。
隔离层22、变形层23A、变形层23B的25％ CLD值根据JIS K 6254进行测量。
隔离层22的厚度优选为变形层23A的厚度的两倍或更多倍，更优选为变形层23A的厚度的四倍或更多倍，进一步更优选为变形层23A的厚度的八倍或更多倍。如果隔离层22的厚度为变形层23A厚度的两倍或更多倍，当剪切力在感测表面20S的面内方向上作用时，隔离层22比变形层23A更容易在感测表面20S的面内方向发生充分变形，因此能够进一步提高剪切力的检测灵敏度。
隔离层22的厚度优选为变形层23B的厚度的两倍或更多倍，更优选为变形层23B的厚度的四倍或更多倍，进一步更优选为变形层23B的厚度的八倍或更多倍。如果隔离层22的厚度为变形层23B厚度的两倍或更多倍，当剪切力在感测表面20S的面内方向上作用时，隔离层22比变形层23B更容易在感测表面20S的面内方向发生充分变形，因此能够进一步提高剪切力的检测灵敏度。
隔离层22的厚度优选为10000μm或更小，更优选为4000μm或更小。当隔离层22的厚度超过10000μm时，力觉传感器20A将难以应用于电子设备等。
隔离层22、变形层23A、变形层23B的厚度按下述方式获得。首先，采用聚焦离子束(FIB)等方法对力觉传感器20A进行处理，从而产生截面，并使用扫描电子显微镜(SEM)捕获截面图像。接下来，利用该截面图像，测量隔离层22、变形层23A和变形层23B的厚度。
隔离层22的基重优选为变形层23A的基重的10倍或更多倍，更优选为变形层23A的基重的25倍或更多倍。如果隔离层22的基重为变形层23A的基重的10倍或更多倍，当压力作用于感测表面20S时，变形层23A比隔离层22更容易被充分挤压变形，因此能够进一步提高感测部SE21的检测灵敏度。
隔离层22的基重优选为变形层23B的基重的10倍或更多倍，更优选为变形层23B的基重的25倍或更多倍。如果隔离层22的基重为变形层23B的基重的10倍或更多倍，当压力作用于感测表面20S时，变形层23B比隔离层22更容易被充分挤压变形，因此能够进一步提高感测部SE22的检测灵敏度。
隔离层22的基重优选为1000mg/cm2或更小。当隔离层22的基重超过1000mg/cm2时，由于在感测表面20S的面内方向(即力觉传感器20A的面内方向)上作用的剪切力，有可能难以在感测表面20S的面内方向上发生弹性变形。因此，力觉传感器20A对面内方向的剪切力的检测灵敏度有可能会降低。
隔离层22的基重按如下方式获得。首先，通过从力觉传感器20A上剥离导电层24A、变形层23A和检测层21A等方式，使隔离层22的表面露出，然后在此状态下测量力觉传感器20A的质量M1。接下来，通过用溶剂溶解隔离层22等方式移除隔离层22，然后在此状态下测量力觉传感器20A的质量M2。最后，由下式获得变形层23的基重。
隔离层22的基重[mg/cm2]＝(质量M1-质量M2)/(隔离层22的面积S1)
变形层23A的基重按如下方法获得。首先，通过从力觉传感器20A上剥离导电层24A等方式，使变形层23A的表面露出，然后在此状态下测量力觉传感器20A的质量M3。接下来，通过用溶剂溶解变形层23A等方式移除变形层23A，然后在此状态下测量力觉传感器20A的质量M4。最后，由下式获得变形层23A的基重。
变形层23A的基重[mg/cm2]＝(质量M3-质量M4)/(变形层23A的面积S2)
变形层23B的基重按如下方法获得。首先，通过从力觉传感器20A上剥离导电层24B等方式，使变形层23B的表面露出，然后在此状态下测量力觉传感器20A的质量M5。接下来，通过用溶剂溶解变形层23B等方式移除变形层23B，然后在此状态下测量力觉传感器20A的质量M6。最后，由下式获得变形层23B的基重。
变形层23B的基重[mg/cm2]＝(质量M5-质量M6)/(变形层23B面积S3)
(导电层)
导电层24A具有柔性和可拉伸性中的至少一种。当压力作用于感测表面20S时，导电层24A朝向检测层21A弯曲。导电层24B可具有柔性和可拉伸性中的至少一种，或者不具有柔性和可拉伸性中的至少一种，但是优选具有柔性，以便使力觉传感器20A能够安装在曲面上。
导电层24A包括第一表面24AS1和与第一表面24AS1相对侧的第二表面24AS2。第二表面24AS2面对检测层21A的第一表面21AS1。导电层24B包括第一表面24BS1和与第一表面24BS1相对侧的第二表面24BS2。第一表面24BS1面对检测层21B的第二表面21BS2。
导电层24A的弹性模量优选为10MPa或更小。当导电层24A的弹性模量是10MPa或更小时，可提高导电层24A的柔性，当压力作用于感测表面20S时，压力容易传递到检测层21B，检测层21B容易变形。因此，可以提高感测部SE22的检测灵敏度。弹性模量根据JIS k7161测量。
导电层24A和导电层24B是所谓的接地电极，并连接到参考电位。导电层24A和导电层24B的形状的示例包括薄膜形状、箔状形状和网状形状，但形状不限于这些形状。导电层24A和24B各自可由未示出的基材支撑。
导电层24A和24B可以具有导电性，并且例如是包括无机导电材料的无机导电层、包括有机导电材料的有机导电层，或者是包括无机导电材料和有机导电材料两者的有机-无机导电层等等。无机导电材料和有机导电材料可以是颗粒。导电层24A、24B可以是导电布。
无机导电材料的示例包括金属和金属氧化物。在这里，金属被定义为包括半金属。金属的示例可以包括诸如铝、铜、银、金、铂、钯、镍、锡、钴、铑、铱、铁、钌、锇、锰、钼、钨、铌、钽、钛、铋、锑或铅等金属，以及含有这些金属中的两种或更多种的合金，但本公开不限于这些金属。合金的具体示例可以包括不锈钢，但本公开不限于此。金属氧化物的示例可包括氧化铟锡(ITO)、氧化锌、氧化铟、添加锑的氧化锡、添加氟的氧化锡、添加铝的氧化锌、添加镓的氧化锌、添加硅的氧化锌、氧化锌-氧化锡、氧化铟-氧化锡和氧化锌-氧化铟-氧化镁，但本公开不限于这些金属氧化物。
有机导电材料的示例包括碳材料和导电性聚合物。碳材料的示例可包括炭黑、碳纤维、富勒烯、石墨烯、碳纳米管、碳微线圈和纳米角，但本公开不限于这些碳材料。导电性聚合物，例如可以使用取代的或未取代的聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等，但本公开不限于这些导电性聚合物。
导电层24A和24B可以是通过干法或湿法制备的薄膜。干法例如可以使用溅射法或气相沉积法，但是本公开并不特别限于此。
在力觉传感器20A的两个表面上均设置导电层24A和24B，由此可以抑制外部噪声(外部电场)从力觉传感器20A的两个主表面侧进入力觉传感器20A。因此，能够抑制由外部噪声导致的力觉传感器20A的检测精度降低或错误检测。
(变形层)
变形层23A将检测层21A与导电层24A隔离，以使检测层21A与导电层24A平行。可以根据变形层23A的厚度来调整感测部SE21的灵敏度和动态范围。变形层23A被配置为可以根据作用于感测表面20S上的压力，即，在力觉传感器20A的厚度方向上作用的压力，而发生弹性变形。变形层23A可以由未示出的基材支撑。
变形层23B将检测层21B与导电层24B隔离，以使检测层21B与导电层24B平行。可以根据变形层23B的厚度来调整感测部SE22的灵敏度和动态范围。变形层23B被配置为可以根据作用于感测表面20S上的压力，即，在力觉传感器20A的厚度方向上作用的压力，而发生弹性变形。变形层23A可以由未示出的基材支撑。
变形层23A和变形层23B的25％ CLD值可以相同或基本相同。变形层23A和变形层23B例如含有发泡树脂或绝缘弹性体。发泡树脂即所谓海绵，并且例如是发泡聚氨酯(聚氨酯泡沫)、发泡聚乙烯(聚乙烯泡沫)、发泡聚烯烃(聚烯烃泡沫)、发泡丙烯酸(丙烯酸泡沫)、海绵橡胶等中的至少一种。绝缘弹性体例如是硅橡胶弹性体、丙烯酸弹性体、聚氨酯弹性体、苯乙烯弹性体等中的至少一种。
(粘合层)
粘合层被配置为通过具有绝缘性的粘合剂或双面粘合膜构成。作为粘合剂，例如可以使用丙烯酸粘合剂、硅酮粘合剂和聚氨酯粘合剂中的至少一种。在本公开中，压敏粘合被定义为粘合的一种类型。根据这一定义，压敏粘合层被认为是粘合层的一种类型。
[力觉传感器的操作]
(在检测压力时的力觉传感器的操作)
图10是示出在检测压力时的力觉传感器20A的操作示例的截面图。当由物体41按压感测表面20S，且压力作用于感测表面20S时，导电层24A以压力作用的位置为中心朝向检测层21A弯曲，以使变形层23A的一部分挤压变形。由此，导电层24A和检测层21A的一部分相互接近。结果，在检测层21A之中的与导电层24A接近的一部分中包括的多个感测部SE21的一些电力线(即，在感测电极36与脉冲电极37之间的一些电力线)流入导电层24A，并且多个感测部SE21的电容发生变化。
此外，通过如上所述挤压变形的变形层23A的一部分，压力作用于检测层21A的第一表面21AS1，并且检测层21A、隔离层22和检测层21B以压力作用的位置为中心朝向导电层24B弯曲。由此，检测层21B和导电层24B的一部分相互接近。结果，在检测层21B之中的与导电层24B接近的一部分中包括的多个感测部SE22的一些电力线(即，在感测电极36与脉冲电极37之间的一些电力线)流入导电层24B，并且多个感测部SE22的电容发生变化。
传感器IC 4A依次扫描检测层21A中包括的多个感测部SE21，以从多个感测部SE21获取输出信号分布，即电容分布。类似地，传感器IC 4A依次扫描检测层21B中包括的多个感测部SE22，以从多个感测部SE21获取输出信号分布，即电容分布。传感器IC 4A将获取的输出信号分布输出到控制单元3。
控制单元3基于经由传感器IC 4A从检测层21A接收的输出信号分布计算压力的大小和压力作用的位置。基于来自检测层21A的输出信号分布计算压力的大小和压力作用的位置的原因在于检测层21A比检测层21B更靠近感测表面20S，并且具有较高的检测灵敏度。然而，控制单元3可以基于经由传感器IC 4A从检测层21B接收的输出信号分布计算压力的大小和压力作用的位置，并且可以基于经由传感器IC 4A从检测层21A和检测层21B接收的输出信号分布计算压力的大小和压力作用的位置。
(在检测剪切力时的力觉传感器的操作)
图11是示出在检测剪切力时的力觉传感器20A的操作示例的截面图。当物体41在感测表面20S的面内方向上移动，且剪切力作用于力觉传感器20A时，隔离层22在力觉传感器20A的面内方向上发生弹性变形，检测层21A和检测层21B在力觉传感器20A的面内方向(X和Y方向)上的相对位置发生偏移。即，感测部SE21和SE22在力觉传感器20A的面内方向上的相对位置发生偏移。由此，检测层21A的输出信号分布(电容分布)的重心位置和检测层21B的输出信号分布(电容分布)的重心位置在力觉传感器20A的面内方向(X和Y方向)上发生偏移。为了检测剪切力，需要由物体41对感测表面20S施加压力，但在图11中省略了力觉传感器20A的各层由于该压力而产生的变形。
图12是示出仅压力作用于力觉传感器20A的状态下的检测层21A的输出信号分布DB1和检测层21B的输出信号分布DB2的示例的图。输出信号分布DB1和输出信号分布DB2对应于电容分布(压力分布)。在仅压力作用于力觉传感器20A的状态下，检测层21A的输出信号分布DB1的重心位置与检测层21B的输出信号分布DB2的重心位置一致。
图13是示出在剪切力作用于力觉传感器20A的状态下的检测层21A的输出信号分布DB1和检测层21B的输出信号分布DB2的示例的图。在剪切力作用于力觉传感器20A的状态下，检测层21A的输出信号分布DB1和检测层21B的输出信号分布DB2的重心位置发生偏移。
控制单元3基于从传感器IC 4A输出的检测层21A的输出信号分布和检测层21B的输出信号分布计算三轴力。更具体地说，控制单元3根据检测层21A的输出信号分布DB1计算检测层21A中的压力的重心位置，并且根据检测层21B的输出信号分布DB2计算检测层21B中的压力的重心位置。控制单元3根据检测层21A中的压力的重心位置与检测层21B中的压力的重心位置之间的差值计算剪切力的大小和方向。
控制单元3基于从传感器IC 4A输出的检测层21A的输出信号分布和检测层21B的输出信号分布计算在末端执行器中抓持的工件的位置偏移量。更具体地说，控制单元3根据检测层21A中的压力的重心位置与检测层21B中的压力的重心位置之间的差值计算末端执行器中抓持的工件的位置偏移量。
[位置传感器的配置]
由于位置传感器124B与位置传感器124A具有相同的配置，下文将描述位置传感器124A的配置。
位置传感器124A被配置为能够检测接触区域122AS在空间中的位置。位置传感器124A优选设置在力觉传感器20A的检测部以外的位置。
图14是沿图6中XIV-XIV线得到的截面图。如图6和图14所示，柔性印刷电路板包括检测层21A、连接部21A1、突出部21A3和位置传感器124A。
突出部21A3是用于支撑位置传感器124A的支撑件。突出部21A3从连接部21A1突出。突出部21A3具有与连接部21A1相似的膜形状。在突出部21A3的一个主表面上设置用于安装位置传感器124A的电极(未示出)。
位置传感器124A检测接触区域122AS的位置，并将所获取的结果经由传感器IC 4A向控制单元3输出。因此，控制单元3能够一起接收来自力觉传感器20A的位置信息和来自力觉传感器20A的压力分布。因此，控制单元3可以基于经由传感器IC 4A从力觉传感器20A和位置传感器124A接收的压力分布和位置信息，检测接触区域122AS在三维空间中的位置、以及施加在该位置的接触区域122AS中的压力分布和剪切力。
位置传感器124A设置在突出部21A3的一个主表面上。例如，位置传感器124A经由焊料126安装在设置在突出部21A3的一个主表面上的电极上。图14示出其中焊料126为锡球的示例。上述电极与多个连接端子21A2通过布线(未示出)连接。
[机器人***的操作]
将参照图15A、15B、15C和图16，作为根据本公开的第一实施方式的机器人***的操作的示例，对弯折作为工件的箱体的材料(例如纸板)101的操作进行描述。在此，将描述一种情况，其中通过带式输送机等输送装置将材料101从前一工序的工作位置输送到弯折工序的工作位置，并在弯折工作完成后从弯折工序的工作位置输送到下一工序的工作位置。如图15A所示，可以在材料101上形成沟状的划线101A。划线101A用于便于材料101在规定位置弯折。
首先，在步骤S11中，当材料101通过带式输送机等输送装置送入并停止在规定位置时，控制单元3控制照相机13以通过照相机13对材料101进行拍摄，并从拍摄材料101所获得的图像中获取材料101的位置信息。
接下来，在步骤S12中，控制单元3基于通过步骤S11获取的位置信息控制驱动单元114A、114B、114C和114D，以使机械臂11和机械手12移动到初始位置。在这种情况下，控制单元3控制驱动单元125A和125B以打开指部120A和120B。接下来，控制单元3控制驱动单元14B以将夹具14A移动到规定位置(具体而言，在材料101的划线101A上的位置)。
接下来，在步骤S13中，控制单元3控制驱动单元125A和125B以将指部120A和120B移动到初始位置，如图15A所示。接下来，在步骤S14中，控制单元3控制驱动单元125A和125B以分别将指部120A和120B朝向材料101移动，如图15B所示。
接下来，在步骤S15中，控制单元3经由传感器IC 4A获取位置传感器124A的压力分布，并判断压力分布的最大值是否超过第一阈值(参见图4A中的区域R1)。进一步，在步骤S15中，控制单元3经由传感器IC 4B获取位置传感器124B的压力分布，并判断压力分布的最大值是否超过第一阈值(参见图4A中的区域R1)。
当在步骤S15中确定位置传感器124A的压力分布的最大值超过第一阈值时，在步骤S16中，控制单元3停止移动指部120A。另一方面，当步骤S15中确定位置传感器124A的压力分布的最大值不超过第一阈值时，控制单元3将处理返回步骤S14。以这种方式，继续指部120A朝向材料101的移动。
当在步骤S15中确定位置传感器124B的压力分布的最大值超过第二阈值时，在步骤S16中，控制单元3停止移动指部120B。另一方面，当步骤S15中确定位置传感器124A的压力分布的最大值不超过第一阈值时，控制单元3将处理返回步骤S14。以这种方式，继续指部120B朝向材料101的移动。
接下来，在步骤S17中，控制单元3经由传感器IC 4A和4B从位置传感器124A和124B获取位置信息(接触区域122AS和122BS的规定位置信息)，并与存储在存储装置3A中的位置信息(接触区域122AS和122BS的位置信息)进行对照。当在步骤S17中取得了接触区域122AS和122BS两者的位置信息的对照时，控制单元3将处理进行至步骤S18。另一方面，当在步骤S17中未取得接触区域122AS和122BS中的一个或两者的位置信息的对照时，控制单元3将处理返回至步骤S12。由此，将机械臂11和机械手12返回到初始位置，并再次进行指部120B朝向材料101的移动(参见图4B中的区域R3)。
接下来，在步骤S18中，控制单元3控制多关节机器人10以执行弯折材料101的工作，如图15C所示。
将参照图17进行描述弯折材料101的工作(步骤S18)的细节。
首先，在步骤S21中，控制单元3控制驱动单元125B以移动指部120B，由此使材料101弯折，如图15C所示。
接下来，在步骤S22中，控制单元3经由传感器IC 4B从力觉传感器20B获取压力分布，并判断压力分布的最大值是否超过第三阈值(参见图4A中的R2区域)。当在步骤S22中确定压力分布的最大值超过第三阈值时，控制单元3将处理进行至步骤S23。另一方面，当控制单元3在步骤S22中确定压力分布的最大值不超过第三阈值时，控制单元3将处理返回到步骤S21。由此，继续进行弯折材料101的工作。
接下来，在步骤S23中，控制单元3经由传感器IC 4B从力觉传感器20B获取压力分布，并判断压力分布的最大值是否超过第二阈值(参见图4B中的区域R4)。当在步骤S23中控制单元3确定压力分布之中的最大值不超过所述第二阈值时，将处理进行至步骤S24。另一方面，当在步骤S23中控制单元3确定压力分布之中的最大值超过第二阈值时，在步骤S25中，控制单元3停止弯折材料101的工作，然后在步骤S26中，由通知单元5将异常的发生通知给工作人员。
接下来，在步骤S24中，控制单元3经由传感器IC 4B从位置传感器124B获取位置信息，并与存储在存储装置3A中的位置信息(接触区域122BS的位置信息)进行对照。在步骤S24中取得了位置信息的对照时，在步骤S27中，控制单元3控制驱动单元125B以停止指部120B的移动，由此停止弯折材料101的工作。另一方面，当在步骤S24中未取得位置信息的对照时，控制单元3将处理返回到步骤S21。由此，继续进行弯折材料101的工作。
[效果]
在根据第一实施方式的机器人***中，机械手12包括指部120A和指部120B。指部120A包括被配置为能够检测与工件接触的接触区域122AS中的压力分布的力觉传感器(第一传感器)20A，以及被配置为能够检测接触区域122AS的位置信息的位置传感器(第二传感器)124A。指部120B包括被配置为能够检测与工件接触的接触区域122BS中的压力分布的力觉传感器(第一传感器)20B，以及被配置为能够检测接触区域122BS的位置信息的位置传感器(第二传感器)124B。由此，控制单元3基于由力觉传感器20A检测的压力分布和由位置传感器124A检测的位置信息，确定在工作过程中的每个操作中规定压力是否在规定位置作用于指部120A的接触区域122AS。类似地，控制单元3基于由力觉传感器20B检测的压力分布和由位置传感器124B检测的位置信息，确定在工作过程中的每个操作中规定压力是否在规定位置作用于指部120B的接触区域122BS。因此，即使在没有安装能够对每个指部120A和120B进行精确位置控制的致动器的情况下，也可以执行精确工作(例如，用于组装箱体等的工作)。
力觉传感器20A和20B能够以整体简单且节省空间的配置来检测三轴力的分布。此外，可以在感测表面20S的有效区域内的任意位置检测出三轴力的分布。
<2第二实施方式>
[力觉传感器的配置]
图18是示出在根据第二实施方式的机械手12中包括的力觉传感器40的配置示例的截面图。根据第二实施方式的机械手12包括如图18所示的力觉传感器40，以代替力觉传感器20A(参见图5)，并且包括如图18所示的力觉传感器40，以代替力觉传感器20B。
力觉传感器40与根据第一实施方式的力觉传感器20的不同之处在于，包括具有层叠结构的隔离层25以代替隔离层22(参见图5)。此外，在第二实施方式中，与第一实施方式相同的位置用相同的附图标记表示，并将省略其描述。
(隔离层)
隔离层25包括导电层(第三导电层)24C、隔离层(第一隔离层)25A和隔离层(第二隔离层)25B。导电层24C设置在隔离层25A与隔离层25B之间。隔离层25A设置在检测层21A与导电层24C之间，以将检测层21A与导电层24C隔离。隔离层25B设置在检测层21B和导电层24C之间，以将检测层21B与导电层24C隔离。隔离层25A和隔离层25B被配置为可以由于在感测表面20S的面内方向(即力觉传感器20的面内方向)上作用的剪切力而在感测表面20S的面内方向上发生弹性变形。
隔离层25A和隔离层25B的材料与第一实施方式中的隔离层22的材料相同。
隔离层25A和隔离层25B各自的25％ CLD值为变形层23A的25％ CLD值的10倍或更多倍，优选为变形层23A的25％ CLD值的30倍或更多倍，更优选为变形层23A的25％CLD值的50倍或更多倍。当隔离层25A和隔离层25B各自的25％ CLD值为变形层23A的25％ CLD值的10倍或更多倍时，可以提高感测部SE21的检测灵敏度。
隔离层25A和隔离层25B各自的25％ CLD值为变形层23B的25％ CLD值的10倍或更多倍，优选为变形层23B的25％ CLD值的30倍或更多倍，更优选为变形层23B的25％ CLD值的50倍或更多倍。当隔离层25A和隔离层25B各自的25％ CLD值是变形层23B的25％CLD值的10倍或更多倍时，可提高感测部SE22的检测灵敏度。
隔离层25A和隔离层25B各自的25％ CLD值优选为500kPa或更小。当隔离层25A和隔离层25B各自的25％ CLD值超过500kPa时，由于在感测表面20S的面内方向(即力觉传感器40的面内方向)上作用的剪切力，有可能难以在感测表面20S面内方向上发生弹性变形。因此，力觉传感器40对面内方向的剪切力的检测灵敏度有可能会降低。
隔离层25A和隔离层25B的25％ CLD值根据JIS K 6254进行测量。
隔离层25A和隔离层25B的总厚度优选为变形层23A的厚度的两倍或更多倍，更优选为变形层23A的厚度的四倍或更多倍，进一步更优选为变形层23A的厚度的八倍或更多倍。当隔离层25A和隔离层25B的总厚度为变形层23A厚度的两倍或更多倍时，能够进一步提高剪切力的检测灵敏度。
隔离层25A和隔离层25B的总厚度优选为变形层23B的厚度的两倍或更多倍，更优选为变形层23B的厚度的四倍或更多倍，进一步更优选为变形层23B的厚度的八倍或更多倍。当隔离层25A和隔离层25B的总厚度为变形层23B厚度的两倍或更多倍时，能够进一步提高剪切力的检测灵敏度。
隔离层25A和隔离层25B的总厚度优选为10000μm或更小，更优选为4000μm或更小。当隔离层25A和隔离层25B的总厚度超过10000μm时，力觉传感器40将难以应用于电子设备等。
隔离层25A和隔离层25B的厚度参照在第一实施方式中测量隔离层22的厚度的方法获得。
隔离层25A和隔离层25B的总基重优选为变形层23A的基重的10倍或更多倍，更优选为变形层23B的基重的25倍或更多倍。当隔离层25A和隔离层25B的总基重为变形层23A的基重的10倍或更多倍时，能够进一步提高感测部SE21的检测灵敏度。
隔离层25A和隔离层25B的总基重优选为变形层23B的基重的10倍或更多倍，更优选为变形层23B的基重的25倍或更多倍。当隔离层25A和隔离层25B的总基重为变形层23B的基重的10倍或更多倍时，能够进一步提高感测部SE22的检测灵敏度。
隔离层25A和隔离层25B的总基重优选为1000mg/cm2或更小。当隔离层25A和隔离层25B的总基重超过1000mg/cm2时，由于在感测表面20S的面内方向(即力觉传感器40的面内方向)上作用的剪切力，有可能难以在感测表面20S的面内方向上发生弹性变形。因此，力觉传感器40对面内方向的剪切力的检测灵敏度有可能会降低。
隔离层25A和隔离层25B的基重参照在第一实施方式中测量隔离层22的基重的方法获得。
(导电层)
导电层24C如上所述设置在隔离层25A和隔离层25B之间，用于抑制检测层21A与检测层21B之间的电磁干扰。导电层24C具有柔性和可拉伸性中的至少一种。当压力作用于感测表面20S时，导电层24C朝向检测层21B弯曲。导电层24C的形状和材料与第一实施方式中的导电层24A的形状和材料相同。
[力觉传感器的操作]
(在检测压力时的力觉传感器的操作)
图19是示出在检测压力时的力觉传感器40的操作示例的截面图。在检测压力时的力觉传感器40的操作与第一实施方式中的在检测压力时的力觉传感器20的操作相同，但除了以下不同之处：当由物体41按压感测表面20S，且通过挤压变形的变形层23A的一部分对检测层21A的第一表面21AS1施加压力时，检测层21A、隔离层25、检测层21B以压力作用的位置为中心朝向导电层24B弯曲。
(在剪切力检测时的力觉传感器的操作)
图20是示出在检测剪切力时的力觉传感器40的操作示例的截面图。在检测剪切力时的力觉传感器40的操作与第一实施方式中的在检测压力时的力觉传感器40的操作相同，但除了以下不同之处：当剪切力作用于力觉传感器20时，隔离层25A和隔离层25B在力觉传感器20的面内方向上发生弹性变形，检测层21A和检测层21B在力觉传感器20的面内方向上的相对位置发生偏移。
[效果]
根据第二实施方式的力觉传感器40进一步包括位于检测层21A和检测层21B之间的导电层24C。以这种方式，能够进一步抑制检测层21A与检测层21B之间的电磁干扰。因此，与根据第一实施方式的力觉传感器20相比，力觉传感器40能够抑制由外部噪声导致的力觉传感器20A的检测精度降低或错误检测。
<3第三实施方式>
[力觉传感器的配置]
图21是示出在根据第三实施方式的机械手12中包括的力觉传感器50的配置示例的截面图。根据第三实施方式的机械手12包括如图21所示的力觉传感器50，以代替力觉传感器20A(参见图5)，并且包括如图21所示的力觉传感器50，以代替力觉传感器20B。
力觉传感器50包括检测层(第一检测层)21A、检测层(第二检测层)51B、隔离层52、变形层(第一变形层)23A、变形层(第二变形层)53B、导电层(第一导电层)24A、导电层(第二导电层)54B、导电层(第三导电层)54C、粘合层55。根据需要包括导电层54C和粘合层55，也可以省略。此外，在第三实施方式中，与第一实施方式相同的位置由相同的附图标记表示，并将省略其描述。
除了检测层51B与粘合层55之间以及导电层54C与粘合层55之间以外，在力觉传感器50的各层之间包括未示出的粘合层，并且粘合。然而，当相邻两层中的至少一层具有粘合性时，可以省略粘合层。
检测层51B包括面对检测层21A的第二表面21AS2的第一表面51BS1、以及与第一表面51BS1相对侧的第二表面51BS2。检测层21A与检测层51B平行地布置。导电层54B设置在检测层21A和检测层51B之间。导电层54B与检测层21A和检测层51B平行地布置。导电层54C被设置为面对检测层51B的第二表面51BS2。导电层54B与检测层51B平行地布置。隔离层52设置在检测层21A和导电层54B之间。粘合层55设置在检测层51B和导电层54C之间。
(检测层)
检测层51B是互电容性检测层。检测层51B包括多个感测部(第二感测部)SE52。感测部SE52检测作用于感测表面20S上的压力，并将检测结果输出到传感器IC 4A。具体地说，感测部SE52检测与感测部SE52与导电层54B之间的距离相对应的电容，并将检测结果输出到传感器IC 4A。
检测层51B的配置与第一实施方式中的检测层21A的配置相同。
(隔离层)
隔离层52将检测层21A与导电层54B隔离。隔离层52被配置为可以由于在感测表面20S的面内方向(即力觉传感器50的面内方向)上作用的剪切力而在感测表面20S的面内方向上发生弹性变形。
隔离层52的材料与第一实施方式中的隔离层22的材料相同。
隔离层52的25％ CLD值为变形层23A的25％ CLD值的10倍或更多倍，优选为变形层23A的25％ CLD值的30倍或更多倍，更优选为变形层23A的25％ CLD值的50倍或更多倍。当隔离层52的25％ CLD值为变形层23A的25％ CLD值的10倍或更多倍时，可以提高感测部SE21的检测灵敏度。
隔离层52的25％ CLD值为变形层53B的25％ CLD值的10倍或更多倍，优选为变形层53B的25％ CLD值的30倍或更多倍，更优选为变形层53B的25％ CLD值的50倍或更多倍。当隔离层52的25％ CLD值为变形层53B的25％ CLD值的10倍或更多倍时，可以提高感测部SE52的检测灵敏度。
隔离层52的25％ CLD值优选为500kPa或更小。当隔离层52的25％ CLD值超过500kPa时，由于在感测表面20S的面内方向(即力觉传感器50的面内方向)上作用的剪切力，有可能难以在感测表面20S的面内方向上发生弹性变形。因此，力觉传感器50对面内方向的剪切力的检测灵敏度有可能会降低。
隔离层52和变形层53B的25％ CLD值根据JIS K 6254进行测量。
隔离层52的厚度优选为变形层23A的厚度的两倍或更多倍，更优选为变形层23A的厚度的四倍或更多倍，进一步更优选为变形层23A的厚度的八倍或更多倍。当隔离层的厚度52为变形层23A的厚度的两倍或更多倍时，可以进一步提高剪切力的检测灵敏度。
隔离层52的厚度优选为变形层53B的厚度的两倍或更多倍，更优选为变形层23A的厚度的四倍或更多倍，进一步更优选为变形层53B的厚度的八倍或更多倍。当隔离层的厚度52为变形层53B的厚度的两倍或更多倍时，可以进一步提高剪切力的检测灵敏度。
隔离层52的厚度优选为10000μm或更小，更优选为4000μm或更小。当隔离层52的厚度超过10000μm时，力觉传感器50将难以应用于电子设备等。
隔离层52和变形层53B的厚度参照在第一实施方式中测量隔离层22、变形层23A和变形层23B的厚度的方法获得。
隔离层52的基重优选为变形层23A的基重的10倍或更多倍，更优选为变形层23A的基重的25倍或更多倍。当隔离层52的基重为变形层23A的基重的10倍或更多倍时，可以进一步提高感测部SE21的检测灵敏度。
隔离层52的基重优选为变形层53B的基重的10倍或更多倍，更优选为变形层53B的基重的25倍或更多倍。当隔离层52的基重为变形层53B的基重的10倍或更多倍时，可以进一步提高感测部SE52的检测灵敏度。
隔离层52的基重优选为1000mg/cm2或更小。当隔离层52的基重超过1000mg/cm2时，由于在感测表面20S的面内方向(即力觉传感器50的面内方向)上作用的剪切力，有可能难以在感测表面20S的面内方向上发生弹性变形。因此，力觉传感器50对面内方向的剪切力的检测灵敏度有可能会降低。
隔离层52和变形层53B的基重参照在第一实施方式中测量隔离层22、变形层23A和变形层23B的基重的方法获得。
(导电层)
导电层54B具有柔性和可拉伸性中的至少一种。当压力作用于感测表面20S时，导电层54B朝向检测层51B弯曲。导电层54C可具有柔性和可拉伸性中的至少一种，或者不具有柔性和可拉伸性中的至少一种，但优选具有柔性和可拉伸性中的至少一种，以便使力觉传感器50能够安装在曲面上。
导电层54B包括第一表面54BS1和与第一表面54BS1相对侧的第二表面54BS2。第二表面54BS2面对检测层51B的第一表面21BS1。导电层54C包括第一表面54CS1和与第一表面54CS1相对侧的第二表面54CS2。第一表面54CS1面对检测层51B的第二表面21BS2。
导电层54B和导电层54C是所谓的接地电极，并连接到参考电位。导电层54B和导电层54C的形状和材料与第一实施方式中的导电层24A相同。
(变形层)
变形层53B将检测层51B与导电层54B隔离，以使检测层51B与导电层54B平行。可以根据变形层53B的厚度来调整检测层51B的灵敏度和动态范围。变形层53B被配置为可以根据作用于感测表面20S上的压力，即，在力觉传感器50的厚度方向上作用的压力，而发生弹性变形。
(粘合层)
粘合层55将检测层51B与导电层54C相粘合，并将检测层51B与导电层54C隔离。可以根据粘合层55的厚度来调整检测层51B的灵敏度和动态范围。粘合层55例如是在两个表面上都设有粘合层的基材。粘合层55可通过使多个上述基材层叠来配置。
[力觉传感器的操作]
(在检测压力时的力觉传感器的操作)
图22是示出在检测压力时的力觉传感器50的操作示例的截面图。当由物体41按压感测表面20S，且压力作用于感测表面20S时，如与根据第一实施方式的力觉传感器20的操作类似地，导电层24A和检测层21A的一部分相互接近，多个感测部SE21的电容发生变化。
此外，通过如上所述挤压变形的变形层23A的一部分，压力作用于检测层21A的第一表面21AS1，并且检测层21A、隔离层52和导电层54B以压力作用的位置为中心朝向检测层51B弯曲，以使变形层53B的一部分挤压变形。由此，导电层54B和检测层51B的一部分相互接近。结果，在检测层51B之中的与导电层54B接近的一部分中包括的多个感测部SE52的一些电力线(即，在感测电极36与脉冲电极37之间的一些电力线)流入导电层54B，并且感测部SE52的电容发生变化。
(在检测剪切力时的力觉传感器的操作)
图23是示出在检测剪切力时的力觉传感器50的操作示例的截面图。当剪切力作用于力觉传感器50时，隔离层52在力觉传感器50的面内方向上发生弹性变形，并且感测部SE21和感测部SE52在力觉传感器50的面内方向(X和Y方向)上的相对位置发生偏移。由此，检测层21A的输出信号分布(电容分布)的重心位置和检测层51B的输出信号分布(电容分布)的重心位置在力觉传感器50的面内方向(X和Y方向)上发生偏移。
[效果]
根据第三实施方式的力觉传感器50包括位于检测层51B上的变形层53B。因此，与包括检测层21B下方的变形层23B的根据第一实施方式的力觉传感器20相比，可以提高压力和剪切力的检测灵敏度。
<4第四实施方式>
[力觉传感器的配置]
图24是示出在根据第四实施方式的机械手12中包括的力觉传感器60的配置示例的截面图。根据第四实施方式的机械手12包括如图24所示的力觉传感器60，以代替力觉传感器20A(参见图5)，并且包括如图24所示的力觉传感器60，以代替力觉传感器20B。
图24是示出根据本公开的第四实施方式的力觉传感器60的配置示例的截面图。力觉传感器60包括检测层(第一检测层)61A、检测层(第二检测层)61B、隔离层62、变形层(第一变形层)23A、变形层(第二变形层)23B、变形层(第三变形层)63A、变形层(第四变形层)63B、导电层(第一导电层)24A、导电层(第二导电层)24B、导电层(第三导电层)64A、导电层(第四导电层)64B。此外，在第四实施方式中，与第一实施方式相同的位置由相同的附图标记表示，并将省略其描述。
导电层64A、变形层63A、检测层21A、变形层23A和导电层24A的层叠体构成第一力觉传感器60A。导电层24B、变形层23B、检测层61B、变形层63B、导电层64B的层叠体构成第二力觉传感器60B。
在力觉传感器60的各层之间包括未示出的粘合层，并且粘合。然而，当相邻两层中的至少一层具有粘合性时，可以省略粘合层。
检测层61A包括第一表面61AS1和与第一表面61AS1相对侧的第二表面61AS2。检测层61B包括面对第二表面61AS2的第一表面61BS1、以及与第一表面61BS1相对侧的第二表面61BS2。检测层61A和检测层61B平行地布置。隔离层62设置在检测层61A和检测层21B之间。即，隔离层62设置在第一力觉传感器60A和第二力觉传感器60B之间。
导电层24A被设置为面对检测层61A的第一表面61AS1。导电层24A与检测层61A平行地布置。导电层24B被设置为面对检测层61B的第二表面21BS2。导电层24B与检测层61B平行地布置。导电层64A设置在检测层61A和隔离层62之间。导电层64A与检测层61A平行地布置。导电层64B设置在检测层61B和隔离层62之间。导电层64B与检测层61B平行地布置。变形层23A设置在检测层61A和导电层24A之间。变形层23B设置在检测层61B和导电层24B之间。变形层63A设置在检测层61A和导电层64A之间。变形层63B设置在检测层61B和导电层64B之间。
(检测层)
检测层61A和检测层61B是互电容性检测层。检测层61A具有柔性。当压力作用于感测表面20S时，检测层61A朝向导电层64A弯曲。检测层61A包括多个感测部(第一感测部)SE61。感测部SE61检测作用于感测表面20S上的压力，并将检测结果输出到传感器IC 4A。具体地说，感测部SE61检测与感测部SE61与导电层24A之间的距离以及感测部SE21与导电层64A之间的距离相对应的电容，并将检测结果输出到传感器IC 4A。
检测层61B具有柔性。当压力作用于感测表面20S时，检测层61B朝向导电层24B弯曲。检测层61B包括多个感测部(第二感测部)SE62。感测部SE62检测作用于感测表面20S上的压力，并将检测结果输出到传感器IC 4A。具体地说，感测部SE62检测与感测部SE62与导电层64B之间的距离以及感测部SE62与导电层24B之间的距离相对应的电容，并将检测结果输出到传感器IC 4A。
检测层61A和检测层61B的配置与第一实施方式中的检测层21A的配置相同。
(隔离层)
隔离层62将导电层64A与导电层64B隔离。即，隔离层62将第一力觉传感器60A与第二力觉传感器60B隔离。隔离层62被配置为可以由于在感测表面20S的面内方向(即力觉传感器20的面内方向)上作用的剪切力而在感测表面20S的面内方向上发生弹性变形。
隔离层62的材料与第一实施方式中的隔离层22的材料相同。
隔离层62的25％ CLD值为变形层23A的25％ CLD值的10倍或更多倍，优选为变形层23A的25％ CLD值的30倍或更多倍，更优选为变形层23A的25％ CLD值的50倍或更多倍。当隔离层62的25％ CLD值是变形层23A的25％ CLD值的10倍或更多倍时，可以提高感测部SE61的检测灵敏度。
隔离层62的25％ CLD值为变形层63A的25％ CLD值的10倍或更多倍，优选为变形层63A的25％ CLD值的30倍或更多倍，更优选为变形层63A 25％ CLD值的50倍或更多倍。当隔离层62的25％ CLD值是变形层63A的25％ CLD值的10倍或更多倍时，可以提高感测部SE61的检测灵敏度。
隔离层62的25％ CLD值为变形层23B的25％ CLD值的10倍或更多倍，优选为变形层23B的25％ CLD值的30倍或更多倍，更优选为变形层23B的25％ CLD值的50倍或更多倍。当隔离层62的25％ CLD值是变形层23B的25％ CLD值的10倍或更多倍时，可以提高感测部SE62的检测灵敏度。
隔离层62的25％ CLD值为变形层63B的25％ CLD值的10倍或更多倍，优选为变形层63B的25％ CLD值的30倍或更多倍，更优选为变形层63B的25％ CLD值的50倍或更多倍。当隔离层62的25％ CLD值是变形层63B的25％ CLD值的10倍或更多倍时，可以提高感测部SE62的检测灵敏度。
隔离层62的25％ CLD值优选为500kPa或更小。当隔离层62的25％ CLD值超过500kPa时，由于在感测表面20S的面内方向(即力觉传感器60的面内方向)上作用的剪切力，有可能难以在感测表面20S的面内方向上发生弹性变形。因此，力觉传感器60对面内方向的剪切力的检测灵敏度有可能会降低。
隔离层62、变形层63A、变形层63B的25％ CLD值根据JIS K 6254进行测量。
隔离层62的厚度优选为变形层23A的厚度的两倍或更多倍，更优选为变形层23A的厚度的四倍或更多倍，进一步更优选为变形层23A的厚度的八倍或更多倍。当隔离层22的厚度为变形层23A的厚度的两倍或更多倍时，可以进一步提高剪切力的检测灵敏度。
隔离层62的厚度优选为变形层63A厚度的两倍或更多倍，更优选为变形层63A的厚度的四倍或更多倍，进一步更优选为变形层63A的厚度的八倍或更多倍。当隔离层62的厚度为变形层63A厚度的两倍或更多倍时，可以进一步提高剪切力的检测灵敏度。
隔离层62的厚度优选为变形层23B的厚度的两倍或更多倍，更优选为变形层23B的厚度的四倍或更多倍，进一步更优选为变形层23B的厚度的八倍或更多倍。当隔离层62的厚度为变形层23B厚度的两倍或更多倍时，可以进一步提高剪切力的检测灵敏度。
隔离层62的厚度优选为变形层63B厚度的两倍或更多倍，更优选为变形层63B的厚度的四倍或更多倍，进一步更优选地为变形层63B的厚度的八倍或更多倍。当隔离层62的厚度为变形层63B的厚度的两倍或更多倍时，可以进一步提高剪切力的检测灵敏度。
隔离层62的厚度优选为10000μm或更小，更优选为4000μm或更小。当隔离层的厚度超过10000μm，力觉传感器60将难以应用于电子设备等。
隔离层62、变形层63A和变形层63B的厚度参照第一实施方式中测量隔离层22、变形层23A和变形层23B的厚度的方法获得。
隔离层62的基重优选为变形层23A的基重的10倍或更多倍，更优选为变形层23A的基重的25倍或更多倍。当隔离层62的基重为变形层23A的基重的10倍或更多倍时，可以进一步提高感测部SE61的检测灵敏度。
隔离层62的基重优选为变形层63A的基重的10倍或更多倍，更优选为变形层63A的基重的25倍或更多倍。当隔离层62的基重为变形层63A的基重的10倍或更多倍时，可以进一步提高感测部SE61的检测灵敏度。
隔离层62的基重优选为变形层23B的基重的10倍或更多倍，更优选为变形层23B的基重的25倍或更多倍。当隔离层62的基重为变形层23B的基重的10倍或更多倍时，可以进一步提高感测部SE62的检测灵敏度。
隔离层62的基重优选为变形层63B基重的10倍或更多倍，更优选为变形层63B的基重的25倍或更多倍。当隔离层62的基重为变形层63B的基重的10倍或更多倍时，可以进一步提高感测部SE62的检测灵敏度。
隔离层62的基重优选为1000mg/cm2或更小。当隔离层62的基重超过1000mg/cm2时，由于在感测表面20S的面内方向(即力觉传感器60的面内方向)上作用的剪切力，有可能难以在感测表面20S的面内方向上发生弹性变形。因此，力觉传感器60对面内方向的剪切力的检测灵敏度有可能会降低。
隔离层62、变形层63A和变形层63B的基重参照在第一实施方式中测量隔离层22、变形层23A和变形层23B的基重的方法获得。
(导电层)
导电层64A具有柔性和可拉伸性中的至少一种。当压力作用于感测表面20S时，导电层64A朝向检测层61B弯曲。导电层64B具有柔性和可拉伸性中的至少一种。当压力作用于感测表面20S时，导电层64B朝向检测层61B弯曲。
导电层64A包括第一表面64AS1和与第一表面64AS1相对侧的第二表面64AS2。第一表面64AS1面对检测层61A的第二表面61AS2。导电层64B包括第一表面64BS1和与第一表面64BS1相对侧的第二表面64BS2。第二表面64BS2面对检测层61B的第一表面61BS1。
导电层64A和导电层64B是所谓的接地电极，并连接到参考电位。导电层64A和导电层64B的形状和材料与第一实施方式中的导电层24A的形状和材料相同。
(变形层)
变形层63A将检测层61A与导电层62A隔离，以使检测层61A与导电层64A平行。可以根据变形层63A的厚度来调整检测层61A的灵敏度和动态范围。变形层63A被配置为可以根据作用于感测表面20S上的压力，即，在力觉传感器60的厚度方向上作用的压力，而发生弹性变形。
变形层63B将检测层61B与导电层64B隔离，以使检测层61B与导电层64B平行。可以根据变形层63B的厚度来调整检测层61B的灵敏度和动态范围。变形层63B被配置为可以根据作用于感测表面20S上的压力，即，在力觉传感器60的厚度方向上作用的压力，而发生弹性变形。
变形层63A和63B的材料与第一实施方式中的变形层23A的材料相同。
[力觉传感器的操作]
(在检测压力时的力觉传感器的操作)
图25是示出在检测压力时的力觉传感器60的操作示例的截面图。当由物体41按压感测表面20S，且压力作用于感测表面20S时，如与根据第一实施方式的力觉传感器20的操作类似地，导电层24A和检测层61A的一部分相互接近。此外，当通过由导电层24A挤压变形的变形层23A的一部分，压力作用于检测层61A的第一表面61AS1时，检测层61A以压力作用的位置为中心朝向导电层64A弯曲，以使变形层63A的一部分挤压变形。由此，检测层61A和导电层64A的一部分相互接近。
如上所述，导电层24A和检测层61A的一部分相互接近，并且检测层61A和导电层64A的一部分相互接近，使得检测层61A之中的与导电层24A和导电层64A接近的一部分中包括的多个感测部SE61中的一些电力线(即，在感测电极36与脉冲电极37之间的一些电力线)流入导电层24A和导电层64A，并且感测部SE61的电容发生变化。
当通过如上所述挤压变形的变形层63A的一部分，压力作用于导电层64A的第一表面时，导电层64A、隔离层62和导电层64B以压力作用的位置为中心朝向检测层61B弯曲，以使变形层63B的一部分挤压变形。由此，导电层64B和检测层61B的一部分相互接近。此外，当通过如上所述挤压变形的变形层63B的一部分，压力作用于检测层61B的第一表面61BS1时，检测层61B以压力作用的位置为中心朝向导电层24B弯曲，以使变形层23B的一部分挤压变形。由此，检测层61B与导电层24B的一部分相互接近。
如上所述，导电层64B与检测层61B的一部分相互接近，并且检测层61B与导电层24B的一部分相互接近，使得检测层61B之中的与导电层64B和导电层24B接近的一部分中包括的多个感测部SE62中的一些电力线(即，在感测电极36和脉冲电极37之间的一些电力线)流入导电层64B和导电层24B，并且多个感测部SE62的电容发生变化。
(在检测剪切力时的力觉传感器的操作)
图26是示出在检测剪切力时的力觉传感器60的操作示例的截面图。当剪切力作用于力觉传感器60时，隔离层62在力觉传感器60的面内方向上发生弹性变形，并且感测部SE61和感测部SE62在力觉传感器60的面内方向(X和Y方向)上的相对位置发生偏移。由此，将检测层61A的输出信号分布(电容分布)的重心位置和检测层61B的输出信号分布(电容分布)的重心位置在力觉传感器60的面内方向(X和Y方向)上发生偏移。
[效果]
根据第四实施方式的力觉传感器60在检测层61A的第一表面61AS1侧和第二表面61AS2侧分别包括导电层24A和导电层64A。此外，在检测层61B的第一表面61BS1侧和第二表面61BS2侧分别包括导电层24B和导电层64B。因此，可以使感测部SE61和感测部SE62的检测灵敏度高于第一实施方式中的感测部SE21和感测部SE22的检测灵敏度。因此，通过使用力觉传感器60，可以获得高于根据第一实施方式的力觉传感器20的检测灵敏度。
此外，根据第四实施方式的力觉传感器60可以通过在具有相同结构的第一力觉传感器60A和第二力觉传感器60B之间***隔离层62来构成。因此，类似于根据第一实施方式的力觉传感器20，能够以整体比较简单且节省空间的配置来检测三轴力的分布。
<5第五实施方式>
[力觉传感器的配置]
图27是示出在根据第五实施方式的的机械手12中包括的力觉传感器70的配置示例的截面图。根据第五实施方式的机械手12包括如图27所示的力觉传感器70，以代替力觉传感器20A(参见图5)，并且包括如图27所示的力觉传感器70，以代替力觉传感器20B。
力觉传感器70包括检测层71、隔离层72、变形层73、导电层74A和导电层74B。
检测层71包括第一表面71S1和与第一表面71S1相对侧的第二表面71S2。导电层74A被设置为面对检测层71的第一表面71S1。导电层74A与检测层71平行地布置。导电层74B被设置为面对检测层71的第二表面71S2。导电层74B与检测层71平行地布置。隔离层72设置在检测层71和导电层74A之间。变形层73设置在检测层71和导电层74B之间。
(检测层)
检测层71是互电容性检测层。检测层71具有柔性。当压力作用于感测表面20S时，检测层71朝向导电层74B弯曲。检测层71包括多个感测部SE71。感测部SE71检测作用于感测表面20S上的压力，并将检测结果输出到传感器IC 4A。具体地说，感测部SE71检测与感测部SE71和导电层74B之间的距离相对应的电容，并将检测结果输出到传感器IC 4A。
检测层71的配置与第一实施方式中的检测层21A的配置相同。
(隔离层)
隔离层72将检测层71与导电层74A隔离，以使检测层71与导电层74A平行。隔离层72被配置为可以由于在感测表面20S的面内方向(即力觉传感器20的面内方向)上作用的剪切力而在感测表面20S的面内方向上发生弹性变形。
隔离层72的材料与第一实施方式中的隔离层22的材料相同。
隔离层72的25％ CLD值为变形层73的25％ CLD值的10倍或更多倍，优选为变形层73的25％ CLD值的30倍或更多倍，更优选为变形层73的25％ CLD值的50倍或更多倍。当隔离层72的25％ CLD值为变形层73的25％ CLD值的10倍或更多倍时，可以提高力觉传感器70的压力和剪切力的检测灵敏度。
隔离层72的25％ CLD值优选为500kPa或更小。当隔离层72的25％ CLD值超过500kPa时，由于在感测表面20S的面内方向(即力觉传感器70的面内方向)上作用的剪切力，有可能难以在感测表面20S的面内方向上发生弹性变形。因此，力觉传感器70对面内方向的剪切力的检测灵敏度有可能会降低。
隔离层72和变形层73的25％ CLD值根据JIS K 6254进行测量。
隔离层72的厚度优选为变形层73的厚度的两倍或更多倍，更优选为变形层73的厚度的四倍或更多倍，进一步更优选为变形层23A的厚度的八倍或更多倍。当隔离层72的厚度为变形层73的厚度的两倍或更多倍时，可以进一步提高力觉传感器70的剪切力的检测灵敏度。
隔离层72的厚度优选为10000μm或更小，更优选为4000μm或更小。当隔离层的厚度超过10000μm，力觉传感器70将难以应用于电子设备等。
隔离层72和变形层73的厚度参照第一实施方式中测量隔离层22、变形层23A和变形层23B厚度的方法获得。
隔离层72的基重优选为变形层73的基重的10倍或更多倍，更优选为变形层73的基重的25倍或更多倍。当隔离层72的基重为变形层73的基重的10倍或更多倍时，可以进一步提高力觉传感器70的压力和剪切力的检测灵敏度。
隔离层72的基重优选为1000mg/cm2。当隔离层72的基重超过1000mg/cm2时，由于在感测表面20S的面内方向(即力觉传感器70的面内方向)上作用的剪切力，有可能难以在感测表面20S的面内方向上发生弹性变形。因此，力觉传感器70对面内方向的剪切力的检测灵敏度有可能会降低。
隔离层72和变形层73的基重参照在第一实施方式中测量隔离层22、变形层23A和变形层23B的基重的方法获得。
(导电层)
导电层74A具有柔性和可拉伸性中的至少一种。当压力作用于感测表面20S时，导电层74A朝向检测层71弯曲。导电层74B可具有柔性和可拉伸性中的至少一种，或者不具有柔性和可拉伸性中的至少一种，但优选具有柔性和可拉伸性中的至少一种，以便使力觉传感器70能够安装在曲面上。
导电层74A包括第一表面74AS1和与第一表面74AS1相对侧的第二表面74AS2。第二表面74AS2面对检测层71的第一表面71S1。导电层74B包括第一表面74BS1和与第一表面74BS1相对侧的第二表面74BS2。第一表面74BS1面对检测层71的第二表面71S2。
导电层74A和导电层74B是所谓的接地电极，并连接到参考电位。导电层74A和导电层74B的形状和材料与第一实施方式中的导电层24A的形状和材料相同。
(变形层)
变形层73将检测层71与导电层74B隔离，以使检测层71与导电层74B平行。可以根据变形层73的厚度来调整检测层71的灵敏度和动态范围。
变形层73被配置为可以根据作用于感测表面20S上的压力，即，在力觉传感器70的厚度方向上作用的压力，而发生弹性变形。变形层73的材料与第一实施方式中的变形层23A的材料相同。
[力觉传感器的操作]
(在检测压力时的力觉传感器的操作)
当由物体41按压感测表面20S，且压力作用于感测表面20S时，导电层74A、隔离层72、检测层71以压力作用的位置为中心朝向导电层74B弯曲，以使变形层73的一部分挤压变形。由此，检测层71和导电层74B的一部分相互接近。结果，在检测层71之中的与导电层74A接近的一部分中包括的多个感测部SE71的一些电力线(即，在感测电极36和脉冲电极37之间的一些电力线)流入导电层74A，并且多个感测部SE71的电容发生变化。
(在检测剪切力时的力觉传感器的操作)
当剪切力作用于力觉传感器70时，隔离层72在力觉传感器70的面内方向上发生弹性变形，并且感测表面20S中的压力作用的位置在力觉传感器70的面内方向上发生偏移。控制单元3可以以时间序列方式检测在力觉传感器70的面内方向上的信号分布的变化，由此检测剪切力。
[效果]
根据第五实施方式的力觉传感器50可以用比根据第一实施方式的力觉传感器20更简单的配置检测三轴力。
<6第六实施方式>
[力觉传感器的配置]
图28是示出根据第六实施方式的机械手12中包括的力觉传感器80的配置示例的截面图。根据第六实施方式的机械手12包括如图28所示的力觉传感器80，以代替力觉传感器20A(参见图5)，并且包括如图28所示的力觉传感器80，以代替力觉传感器20B。
力觉传感器80被配置为能够检测接触区域122AS中的压力分布。根据第五实施方式，力觉传感器80与力觉传感器70的不同之处在于，包括变形层81以代替隔离层72(参见图27)。力觉传感器80可包括导电层74A的第一表面74AS1上的外部材料82。此外，在第六实施方式中，与第五实施方式相同的位置用相同的附图标记表示，并将省略其描述。
变形层81具有与第一实施方式中的变形层23A相同的功能和结构。外部材料82具有柔性。当压力作用于表面时，外部材料82朝向检测层71弯曲。外部材料82例如包括选自由聚合物树脂层、金属层和金属氧化物层组成的组中的至少一种。
[力觉传感器的操作]
(在检测压力时的力觉传感器的操作)
当由物体41按压外部材料82的表面，且压力作用于感测表面20S时，导电层74A以压力作用的位置为中心朝向检测层71弯曲，以使变形层81的一部分挤压变形。由此，导电层74A和检测层71的一部分相互接近。结果，检测层71之中的与导电层74接近的一部分中包括的多个感测部SE71的一些电力线流入导电层74A，并且多个感测部SE71的电容发生变化。
此外，通过如上所述挤压变形的变形层81的一部分，压力作用于检测层71的第一表面71S1，并且检测层71以压力作用的位置为中心朝向导电层74B弯曲。由此，检测层71和导电层74B的一部分相互接近。结果，检测层71之中的与导电层74B接近的一部分中包括的多个感测部SE71的一些电力线流入导电层74B，并且多个感测部SE71的电容发生变化。
传感器IC 4A依次扫描检测层71中包括的多个感测部SE71，并从多个感测部SE21获取输出信号分布，即电容分布。传感器IC 4A将获取的输出信号分布输出到控制单元3。控制单元3基于从传感器IC 4A接收的输出信号分布计算压力的大小和压力作用的位置。
<7修改示例>
(修改示例1)
在上述第一实施方式中，描述了将本公开应用于垂直多关节型机器人的示例，但是可以应用本公开的机器人不限于此示例。例如，也可以将本发明应用于双臂型机器人、并行汇聚(parallel sink)型机器人等。
图29是示出双臂型机器人的配置示例的示意图。双臂型机器人包括机械臂211A、机械臂211B、机械手212A、机械手212B和身体(未图示)。机械臂211A和机械臂211B附装在身体上。机械手212A设置于机械臂211A的尖端处。机械手212B设置于机械臂211B的尖端。
机械手212A包括掌部213A、力觉传感器20A和位置传感器124A。掌部213A包括在进行规定工作时与工件接触的接触区域212AS。力觉传感器20A和位置传感器124A设置在接触区域212AS中。力觉传感器20A基于传感器IC 4A的控制，检测施加到接触区域212AS中的压力分布和剪切力，并将检测结果输出到传感器IC 4A。位置传感器124A基于传感器IC 4A的控制，检测接触区域212AS的位置(例如，接触区域212AS的中心位置)，并将检测结果输出到传感器IC 4A。
机械手212B包括掌部213B、力觉传感器20B和位置传感器124B。掌部213B包括在规定工作时与工件接触的接触区域212BS。力觉传感器20B和位置传感器124B设置在接触区域212BS中。力觉传感器20B基于传感器IC 4B的控制，检测施加到接触区域212BS中的压力分布和剪切力，并将检测结果输出到传感器IC 4B。位置传感器124B基于传感器IC 4B的控制，检测接触区域212BS的位置(例如，接触区域212BS的中心位置)，并将检测结果输出到传感器IC 4B。
在具有上述结构的双臂型机器人中，由掌部213A和掌部213B抓持工件213。
(修改示例2)
尽管在第一实施方式中已描述了机器人***包括夹具装置14的示例，但夹具装置14可以根据需要来包括，并且机器人***可以不包括夹具装置14。
(修改示例3)
如图30所示，指部120A可在接触区域122AS中进一步包括角度传感器(第三传感器)126A，并且指部120B可在接触区域122BS中进一步包括角度传感器(第三传感器)126B。
尽管在本修改示例3中将描述指部120A分离地包括位置传感器124A和角度传感器126A的示例，但是可以在接触区域122AS中包括兼具位置传感器124A和角度传感器126A两者功能的位置角度传感器。此外，尽管在本修改示例3中将描述指部120B分离地包括位置传感器124B和角度传感器126B的示例，但是可以在接触区域122BS中包括兼具位置传感器124B和角度传感器126B两者功能的位置角度传感器。
角度传感器126A被配置为能够检测接触区域122AS的角度信息。更具体地说，角度传感器126A是三轴角度传感器，并且基于传感器IC 4A的控制，测量接触区域122AS的法线方向的三维角度(接触区域122AS的姿态角)。角度传感器126A的具体示例可以包括地磁传感器。
角度传感器126B被配置为能够检测接触区域122BS的角度信息。更具体地说，角度传感器126B是三轴角度传感器，并且基于传感器IC 4B的控制，测量接触区域122BS的法线方向的三维角度(接触区域122BS的姿态角)。角度传感器126B的具体示例可以包括地磁传感器。
角度传感器126A可以设置在力觉传感器20A所包括的基板(例如，构成检测层21A的柔性印刷基板)上。角度传感器126B可以设置在力觉传感器20B所包括的基板(例如，构成检测层21A的柔性印刷基板)上。
此外，存储装置3A可进一步存储接触区域122AS的角度信息和接触区域122BS的角度信息。接触区域122AS的角度信息是接触区域122AS的法线方向的三维角度信息(接触区域122AS的姿态角信息)。接触区域122BS的角度信息是接触区域122BS的法线方向的三维角度信息(接触区域122BS的姿态角信息)。
传感器IC 4A控制角度传感器126A以检测接触区域122AS的角度信息，并将检测结果输出到控制单元3。传感器IC 4B控制角度传感器126B以检测接触区域122BS的角度信息，并将检测结果输出到控制单元3。
控制器3基于从传感器IC 4A和4B接收的压力分布、位置信息和角度信息，在由多关节机器人10进行的工作的每个操作中，确定规定压力是否在规定位置处以规定角度作用于接触区域122AS和122BS。当确定规定压力在规定位置以规定角度作用于接触区域122AS和122BS时，控制单元3使多关节机器人10执行下一操作。另一方面，当确定规定压力没有在规定位置以规定角度作用于接触区域122AS和122BS时，控制单元3可以使多关节机器人10再次执行相同的操作。当确定规定压力没有在规定位置以规定角度作用于接触区域122AS和122BS时，控制单元3可以停止由多关节机器人10进行的工作。
具体而言，例如，在第一实施方式的步骤S17(参见图16)中，控制单元3将经由传感器IC 4A和4B接收的接触区域122AS和122BS的位置信息和角度信息与存储装置3A中存储的接触区域122AS和122BS的位置信息和角度信息进行对照。当在步骤S17中取得了接触区域122AS和122BS两者的位置信息和角度信息的对照时，控制单元3将处理进行至步骤S18。另一方面，当在步骤S17中未取得接触区域122AS和122BS中的一个或两者的位置信息和角度信息的对照时，控制单元3将处理返回步骤S12。
即使在由机械手12抓持的工件滑动，并且接触区域122AS和122BS与工件之间的接触位置发生偏移的情况下，控制单元3也可以基于位置传感器124A和124B的位置信息(三维坐标信息和角度信息)以及接触区域122AS和122BS的面内方向上的位置偏移量来估计准确的位置信息。因此，可以执行其中在不倾斜的情况下进行保持非常重要的工作(例如，精确的装配工作)等等。例如，在装配工作中，由剪切力导致力觉传感器20A和20B发生变形，并且可以对工件的绝对位置的变化量进行校正。在由机械手12抓持的工件不滑动，并且由剪切力导致力觉传感器20A和20B发生变形和移动的情况下，控制单元3可以根据力觉传感器20A和20B的输出计算出其移动矢量。控制单元3可以执行返回其移动量的学习，并在此学习的基础上控制机械手12。
(修改示例4)
可以重复执行相同的工作，以使控制单元3执行机器学习。存储装置3A可以存储学习完的模型。
(修改示例5)
控制单元3可以基于从传感器IC 4A和4B接收的压力分布计算抓持力。传感器IC4A可以基于从力觉传感器20A获得的压力分布计算抓持力，或者传感器IC 4B可以基于从力觉传感器20B获得的压力分布计算抓持力。
(修改示例6)
虽然在第一实施方式中描述了控制单元3确定接触区域122BS是否已到达规定位置以停止弯折材料101的工作的示例，但是可以基于规定位置以外的信息停止弯折材料101的工作。
例如，控制单元3可以基于接触区域122AS与接触区域122BS之间的距离停止弯折材料101的工作。下面，将描述这个示例的细节。
存储装置3A存储用于停止弯折材料101的工作的规定距离。控制单元3根据从位置传感器124A接收的接触区域122AS的位置信息和从位置传感器124B接收的接触区域122BS的位置信息，计算接触区域122AS与接触区域122BS之间的距离。控制单元3确定计算距离是否等于或小于存储装置3A中存储的规定距离。当确定计算距离等于或小于存储装置3A中存储的规定距离时，控制单元3停止由多关节机器人10进行的弯折材料101的工作。另一方面，当确定计算距离不等于或小于存储装置3A中存储的规定距离时，控制单元3继续由多关节机器人10进行的弯折材料101的工作。
例如，控制单元3可以基于接触区域122AS的法线方向与接触区域122BS的法线方向形成的角度停止弯折材料101的工作。下面，将描述这个示例的细节。
如图30所示，指部120A和120B进一步在接触区域122AS和122BS中分别包括角度传感器126A和126B。此外，存储装置3A存储用于停止弯折材料101的工作的规定角度。控制单元3根据从角度传感器126A接收的接触区域122AS的法线方向的角度和从角度传感器126B接收的接触区域122BS的法线方向的角度，计算由接触区域122AS的法线方向和接触区域122BS的法线方向形成的角度。控制单元3确定所计算的由法线方向形成的角度是否等于或小于存储装置3A中存储的规定角度。当确定所形成的角度等于或小于存储装置3A中存储的规定角度时，控制单元3停止由多关节机器人10进行的弯折材料101的工作。另一方面，当确定所形成的角度不等于或小于存储装置3A中存储的规定角度时，控制单元3继续由多关节机器人10进行的弯折材料101的工作。
(其他修改示例)
上面已经详细描述了本公开的实施方式和修改示例，但是本公开不限于上述实施方式和修改示例，基于本公开的技术思想可以进行各种修改。例如，在上述实施方式和修改示例中给出的配置、方法、工序、形状、材料、数值等仅仅是示例，并且可以根据需要使用不同的配置、方法、工序、形状、材料、数值等。上述实施方式和修改示例的结构、方法、工序、形状、材料、数值等可以在不偏离本公开的主旨的情况下彼此组合。在上述实施方式和修改示例中阶段式描述的数值范围中，可以用另一阶段的数值范围的上限值或下限值代替某一阶段的数值范围的上限值或下限值。除非另有说明，上述实施方式和修改示例中所示的材料可以单独使用一种类型或使用两种或更多种类型的组合。
此外，本发明还可以采用以下配置。
(1)
一种机器人，包括：
致动器单元；以及
末端执行器，所述末端执行器设置在所述致动器单元的尖端处，
其中所述末端执行器包括：
第一传感器，所述第一传感器被配置为能够检测与工件接触的接触区域中的压力分布；以及
第二传感器，所述第二传感器被配置为能够检测所述接触区域的位置信息。
(2)
根据(1)所述的机器人，其中
所述第一传感器包括基板，并且
所述第二传感器设置在所述基板上。
(3)
根据(2)所述的机器人，其中所述基板是柔性基板。
(4)
根据(1)至(3)中的任一项所述的机器人，其中所述第一传感器被配置为能够检测所述接触区域的剪切力。
(5)
根据(1)至(4)中的任一项所述的机器人，进一步包括第三传感器，所述第三传感器被配置为能够检测所述接触区域的角度信息。
(6)
根据(1)至(5)中的任一项所述的机器人，进一步包括照相机，所述照相机被配置为拍摄所述工件。
(7)
根据(1)至(6)中的任一项所述的机器人，其中所述第一传感器包括：
检测层，所述检测层包括第一表面和与所述第一表面相对侧的第二表面，并且包括电容式的感测部；
第一导电层，所述第一导电层被设置为面对所述检测层的所述第一表面；
第二导电层，所述第二导电层被设置为面对所述检测层的所述第二表面；
第一变形层，所述第一变形层设置在所述第一导电层与所述检测层之间，并且根据在所述第一传感器的厚度方向上作用的压力而弹性变形；以及
第二变形层，所述第二变形层设置在所述第二导电层与所述检测层之间，并且根据在所述第一传感器的厚度方向上作用的压力而弹性变形。
(8)
根据(1)至(6)中的任一项所述的机器人，其中所述第一传感器包括：
第一检测层，所述第一检测层包括第一表面和与所述第一表面相对侧的第二表面，并且包括电容式的第一感测部；
第二检测层，所述第二检测层包括面对所述第一检测层的所述第二表面的第一表面，并且包括电容式的第二感测部；
第一导电层，所述第一导电层被设置为面对所述第一检测层的所述第一表面；
第二导电层，所述第二导电层设置在所述第一检测层与所述第二检测层之间；
隔离层，所述隔离层设置在所述第一检测层与所述第二导电层之间，以将所述第一检测层与所述第二导电层隔离；
第一变形层，所述第一变形层设置在所述第一导电层与所述第一检测层之间，并且根据在所述第一传感器的厚度方向上作用的压力而弹性变形；以及
第二变形层，所述第二变形层设置在所述第二导电层与所述第二检测层之间，并且根据在所述第一传感器的厚度方向上作用的压力而弹性变形，
所述隔离层的25％ CLD值是所述第一变形层的25％ CLD值的10倍或更多倍，并且
所述隔离层的25％ CLD值是所述第二变形层的25％ CLD值的10倍或更多倍。
(9)
根据(1)至(6)中的任一项所述的机器人，其中所述第一传感器包括：
第一检测层，所述第一检测层包括第一表面和与所述第一表面相对侧的第二表面，并且包括电容式的第一感测部；
第二检测层，所述第二检测层包括面对所述第一检测层的所述第二表面的第一表面和与所述第一表面相对侧的第二表面，并且包括电容式的第二感测部；
隔离层，所述隔离层设置在所述第一检测层与所述第二检测层之间，以将所述第一检测层与所述第二检测层隔离；
第一导电层，所述第一导电层被设置为面对所述第一检测层的所述第一表面；
第二导电层，所述第二导电层被设置为面对所述第二检测层的所述第二表面；
第一变形层，所述第一变形层设置在所述第一导电层与所述第一检测层之间，并且根据在所述第一传感器的厚度方向上作用的压力而弹性变形；以及
第二变形层，所述第二变形层设置在所述第二导电层与所述第二检测层之间，并且根据在所述第一传感器的厚度方向上作用的压力而弹性变形；
所述隔离层的25％ CLD值是所述第一变形层的25％ CLD值的10倍或更多倍，并且
所述隔离层的25％ CLD值是所述第二变形层的25％ CLD值的10倍或更多倍。
(10)
根据(9)所述的机器人，其中所述隔离层包括：
第三导电层；
第一隔离层，所述第一隔离层设置在所述第一检测层与所述第三导电层之间，以将所述第一检测层与所述第三导电层隔离；以及
第二隔离层，所述第二隔离层设置在所述第三导电层与所述第二检测层之间，以将所述第三导电层与所述第二检测层隔离。
(11)
根据(9)所述的机器人，其中所述第一传感器还包括：
第四导电层，所述第四导电层设置在所述第一检测层与所述隔离层之间；
第三变形层，所述第三变形层设置在所述第一检测层与所述第四导电层之间；
第五导电层，所述第五导电层设置在所述隔离层与所述第二检测层之间；以及
第四变形层，所述第四变形层设置在所述第五导电层与所述第二检测层之间。
(12)
根据(8)至(11)中的任一项所述的机器人，其中隔离层的厚度是第一变形层的厚度的两倍或更多倍，并且隔离层的厚度是第二变形层的厚度的两倍或更多倍。
(13)
根据(8)至(12)中的任一项所述的机器人，其中所述隔离层的基重是所述第一变形层的基重的10倍或更多倍，并且
所述隔离层的基重是所述第二变形层的基重的10倍或更多倍。
(14)
根据(8)至(13)中的任一项所述的机器人，其中所述隔离层包含凝胶。
(15)
一种末端执行器，包括：
第一传感器，所述第一传感器被配置为能够检测与工件接触的接触区域中的压力分布；以及
第二传感器，所述第二传感器被配置为能够检测所述接触区域的位置信息。
(16)
一种机器人***，包括：
机器人；以及
控制装置，所述控制装置被配置为控制所述机器人，
其中所述机器人包括
致动器单元；以及
末端执行器，所述末端执行器设置在所述致动器单元的尖端处，并且
所述末端执行器包括：
第一传感器，所述第一传感器被配置为能够检测与工件接触的接触区域中的压力分布；以及
第二传感器，所述第二传感器被配置为能够检测所述接触区域的位置信息。
(17)
根据(16)所述的机器人***，其中所述控制装置基于由所述第一传感器检测的压力分布和由所述第二传感器检测的位置信息，确定规定压力是否在规定位置作用于所述接触区域。
(18)
根据(16)或(17)所述的机器人***，其中第一传感器包括：
第一检测层，所述第一检测层包括第一表面和与所述第一表面相对侧的第二表面，并且包括电容式的第一感测部；
第二检测层，所述第二检测层包括面对所述第一检测层的所述第二表面的第一表面，并且包括电容式的第二感测部；
第一导电层，所述第一导电层被设置为面对所述第一检测层的所述第一表面；
第二导电层，所述第二导电层设置在所述第一检测层与所述第二检测层之间；
隔离层，所述隔离层设置在所述第一检测层与所述第二导电层之间，以将所述第一检测层与所述第二导电层隔离；
第一变形层，所述第一变形层设置在所述第一导电层与所述第一检测层之间，并且根据在所述第一传感器的厚度方向上作用的压力而弹性变形；以及
第二变形层，所述第二变形层设置在所述第二导电层与所述第二检测层之间，并且根据在所述第一传感器的厚度方向上作用的压力而弹性变形，
所述隔离层的25％ CLD值是所述第一变形层的25％ CLD值的10倍或更多倍，并且
所述隔离层的25％ CLD值是所述第二变形层的25％ CLD值的10倍或更多倍。
(19)
根据(18)所述的机器人***，其中所述控制装置根据由所述第一检测层检测的电容分布和由所述第二检测层检测的电容分布计算剪切力。
(20)
根据(18)或(19)所述的机器人***，其中所述控制装置根据由所述第一检测层检测的电容分布和由所述第二检测层检测的电容分布，计算在所述末端执行器中抓持的所述工件的位置偏移量。
附图标记列表
1 机器人控制装置
2 操作单元
3 控制单元
3A 存储装置
4A,4B 传感器IC
5 通知单元
10 多关节机器人
11 机械臂
12 机械手
13 照相机
14 夹具装置
14A 夹具
14B 驱动单元
20A、20B、40、50、60、70、80 力觉传感器
20S 感测表面
21A、21B、21C、51B、61A、61B、71 检测层
21A1 连接部
21A2 连接端子
21AS1、21BS1、31S1、51BS1、61AS1、61BS1、71AS1、71BS1 第一表面
21AS2、21BS2、31S2、51BS2、61AS2、61BS2、71AS2、71BS2 第二表面
22、25、25A、25B、52、62、72 隔离层
23A、23B、53B、63A、63B、73、81 变形层
24A、24B、24C、54B、54C、64A、64B、74A、74B 导电层
31 基材
32、33、38 多条走线布线
34A,34B 覆盖膜
35A,35B 粘合层
36 感测电极
36A 连接线
37 脉冲电极
37A 引出布线
37B 通孔
41 物体
55 粘合层
60A 第一力觉传感器
60B 第二力觉传感器
82 外部材料
111 基座部
112A、112B、112C和112D、123A、123B 关节部
113A、113B、113C、120C、121A、121B、122A、122B 连杆
114A、114B、114C、114D、125A、125B 驱动单元
120A和120B 指部
122AS和122BS 接触区域
124A,124B 位置传感器
126A,126B 角度传感器
DB1,DB2 输出信号分布
P1,P2 布置间距
SE21,SE22,SE23,SE52,SE61,SE62,SE71 感测部

Claims (20)

1.一种机器人，包括：
致动器单元；以及
末端执行器，所述末端执行器设置在所述致动器单元的尖端处，
其中所述末端执行器包括：
第一传感器，所述第一传感器被配置为能够检测与工件接触的接触区域中的压力分布；以及
第二传感器，所述第二传感器被配置为能够检测所述接触区域的位置信息。
2.根据权利要求1所述的机器人，其中
所述第一传感器包括基板，并且
所述第二传感器设置在所述基板上。
3.根据权利要求2所述的机器人，其中所述基板是柔性基板。
4.根据权利要求1所述的机器人，其中所述第一传感器被配置为能够检测所述接触区域的剪切力。
5.根据权利要求1所述的机器人，进一步包括第三传感器，所述第三传感器被配置为能够检测所述接触区域的角度信息。
6.根据权利要求1所述的机器人，进一步包括照相机，所述照相机被配置为拍摄所述工件。
7.根据权利要求1所述的机器人，其中所述第一传感器包括：
检测层，所述检测层包括第一表面和与所述第一表面相对侧的第二表面，并且包括电容式的感测部；
第一导电层，所述第一导电层被设置为面对所述检测层的所述第一表面；
第二导电层，所述第二导电层被设置为面对所述检测层的所述第二表面；
第一变形层，所述第一变形层设置在所述第一导电层与所述检测层之间，并且根据在所述第一传感器的厚度方向上作用的压力而弹性变形；以及
第二变形层，所述第二变形层设置在所述第二导电层与所述检测层之间，并且根据在所述第一传感器的厚度方向上作用的压力而弹性变形。
8.根据权利要求1所述的机器人，其中所述第一传感器包括：
第一检测层，所述第一检测层包括第一表面和与所述第一表面相对侧的第二表面，并且包括电容式的第一感测部；
第二检测层，所述第二检测层包括面对所述第一检测层的所述第二表面的第一表面，并且包括电容式的第二感测部；
第一导电层，所述第一导电层被设置为面对所述第一检测层的所述第一表面；
第二导电层，所述第二导电层设置在所述第一检测层与所述第二检测层之间；
隔离层，所述隔离层设置在所述第一检测层与所述第二导电层之间，以将所述第一检测层与所述第二导电层隔离；
第一变形层，所述第一变形层设置在所述第一导电层与所述第一检测层之间，并且根据在所述第一传感器的厚度方向上作用的压力而弹性变形；以及
第二变形层，所述第二变形层设置在所述第二导电层与所述第二检测层之间，并且根据在所述第一传感器的厚度方向上作用的压力而弹性变形，
所述隔离层的25％CLD值是所述第一变形层的25％CLD值的10倍或更多倍，并且
所述隔离层的25％CLD值是所述第二变形层的25％CLD值的10倍或更多倍。
9.根据权利要求1所述的机器人，其中所述第一传感器包括：
第一检测层，所述第一检测层包括第一表面和与所述第一表面相对侧的第二表面，并且包括电容式的第一感测部；
第二检测层，所述第二检测层包括面对所述第一检测层的所述第二表面的第一表面和与所述第一表面相对侧的第二表面，并且包括电容式的第二感测部；
隔离层，所述隔离层设置在所述第一检测层与所述第二检测层之间，以将所述第一检测层与所述第二检测层隔离；
第一导电层，所述第一导电层被设置为面对所述第一检测层的所述第一表面；
第二导电层，所述第二导电层被设置为面对所述第二检测层的所述第二表面；
第一变形层，所述第一变形层设置在所述第一导电层与所述第一检测层之间，并且根据在所述第一传感器的厚度方向上作用的压力而弹性变形；以及
第二变形层，所述第二变形层设置在所述第二导电层与所述第二检测层之间，并且根据在所述第一传感器的厚度方向上作用的压力而弹性变形；
所述隔离层的25％CLD值是所述第一变形层的25％CLD值的10倍或更多倍，并且
所述隔离层的25％CLD值是所述第二变形层的25％CLD值的10倍或更多倍。
10.根据权利要求9所述的机器人，其中所述隔离层包括：
第三导电层；
第一隔离层，所述第一隔离层设置在所述第一检测层与所述第三导电层之间，以将所述第一检测层与所述第三导电层隔离；以及
第二隔离层，所述第二隔离层设置在所述第三导电层与所述第二检测层之间，以将所述第三导电层与所述第二检测层隔离。
11.根据权利要求9所述的机器人，其中所述第一传感器还包括：
第四导电层，所述第四导电层设置在所述第一检测层与所述隔离层之间；
第三变形层，所述第三变形层设置在所述第一检测层与所述第四导电层之间；
第五导电层，所述第五导电层设置在所述隔离层与所述第二检测层之间；以及
第四变形层，所述第四变形层设置在所述第五导电层与所述第二检测层之间。
12.根据权利要求9所述的机器人，其中所述隔离层的厚度是所述第一变形层的厚度的两倍或更多倍，并且
所述隔离层的厚度是所述第二变形层的厚度的两倍或更多倍。
13.根据权利要求9所述的机器人，其中所述隔离层的基重是所述第一变形层的基重的10倍或更多倍，并且
所述隔离层的基重是所述第二变形层的基重的10倍或更多倍。
14.根据权利要求9所述的机器人，其中所述隔离层包含凝胶。
15.一种末端执行器，包括：
第一传感器，所述第一传感器被配置为能够检测与工件接触的接触区域中的压力分布；以及
第二传感器，所述第二传感器被配置为能够检测所述接触区域的位置信息。
16.一种机器人***，包括：
机器人；以及
控制装置，所述控制装置被配置为控制所述机器人，
其中所述机器人包括
致动器单元；以及
末端执行器，所述末端执行器设置在所述致动器单元的尖端处，并且
所述末端执行器包括：
第一传感器，所述第一传感器被配置为能够检测与工件接触的接触区域中的压力分布；以及
第二传感器，所述第二传感器被配置为能够检测所述接触区域的位置信息。
17.根据权利要求16所述的机器人***，其中所述控制装置基于由所述第一传感器检测的压力分布和由所述第二传感器检测的位置信息，确定规定压力是否在规定位置作用于所述接触区域。
18.根据权利要求16所述的机器人***，其中所述第一传感器包括：
第一检测层，所述第一检测层包括第一表面和与所述第一表面相对侧的第二表面，并且包括电容式的第一感测部；
第二检测层，所述第二检测层包括面对所述第一检测层的所述第二表面的第一表面，并且包括电容式的第二感测部；
第一导电层，所述第一导电层被设置为面对所述第一检测层的所述第一表面；
第二导电层，所述第二导电层设置在所述第一检测层与所述第二检测层之间；
隔离层，所述隔离层设置在所述第一检测层与所述第二导电层之间，以将所述第一检测层与所述第二导电层隔离；
第一变形层，所述第一变形层设置在所述第一导电层与所述第一检测层之间，并且根据在所述第一传感器的厚度方向上作用的压力而弹性变形；以及
第二变形层，所述第二变形层设置在所述第二导电层与所述第二检测层之间，并且根据在所述第一传感器的厚度方向上作用的压力而弹性变形，
所述隔离层的25％CLD值是所述第一变形层的25％CLD值的10倍或更多倍，并且
所述隔离层的25％CLD值是所述第二变形层的25％CLD值的10倍或更多倍。
19.根据权利要求18所述的机器人***，其中所述控制装置根据由所述第一检测层检测的电容分布和由所述第二检测层检测的电容分布计算剪切力。
20.根据权利要求18所述的机器人***，其中所述控制装置根据由所述第一检测层检测的电容分布和由所述第二检测层检测的电容分布，计算在所述末端执行器中抓持的所述工件的位置偏移量。
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