JP3076402U - 衝撃吸収近接センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基体端部の側部から端部下方にわたりあらゆ
る方向からの障害物に対して敏感に感知し、そして外力
に対しスイッチが作動した後、ロボット等の動体が停止
するまでのラグタイムを許容する適度の撓みを具備した
もので、接地電極と検出電極間の静電容量の変化を感知
する衝撃吸収近接センサを提供する衝撃吸収近接センサ
を提供する。 【解決手段】 基体２の端部に接地電極３を固着し、こ
の電極３の外周部に緩衝部材４を配置し、その外側に撓
みのある検出電極６を積層した可撓性表皮材５を被覆
し、そして可撓性表皮材５の内側に積層した接地電極３
と検出電極６間の静電容量の変化を感知する検知装置７
を設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は衝撃吸収近接センサに係り、詳しくはロボット等の動体の端部等に装 着しこれを保護するとともに近接する障害物に対して敏感に感知する衝撃吸収近 接センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、ロボット等の動体の端部外周にテープ状のスイッチを巻き付けたり、あ るいはロボット端部の局部的な部位にスイッチを張り付けたものが提案されてい る。これらのスイッチはリン青銅等からなる上下電極とその間にスペーサを介在 させて上下電極間に間隙を設け、更にこれらの上下電極をシート状の緩衝部材で 被覆したものである。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、円筒外周にテープ状のスイッチを巻き付けたスイッチ部材は、円筒側 方（ラジアル方向）からの力には作動しても円筒端部の下方からの力には感知し ないし、また別のスイッチを端部に張り付けても、多方向からの力にはやはり対 応できるものではなかった。

【０００４】 更には、従来のスイッチ部材は、スイッチが作動した後、ロボットが停止する までのラグタイムを許容するような変形に対する余裕がなく、強い衝撃を基体に 与えることがあり、軽荷重で確実に停止するスイッチ部材が求められていた。

【０００５】 本考案はこのような問題点を改善するものであり、基体端部の側部から端部下 方にわたりあらゆる方向からの障害物に対して敏感に感知し、そして外力に対し スイッチが作動した後、ロボット等の動体が停止するまでのラグタイムを許容す る適度の撓みを具備したもので、接地電極と検出電極間の静電容量の変化を感知 する衝撃吸収近接センサを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的に適合する本願請求項１記載の考案では、基体の端部に接地電極を固 着し、この電極の外周部に緩衝部材を配置し、その外側に撓みのある検出電極を 積層した可撓性表皮材を被覆し、そして可撓性表皮材の内側に積層した接地電極 と検出電極間の静電容量の変化を感知する検知装置を設けた衝撃吸収近接センサ にあり、接地電極と検出電極間の静電容量の変化を敏感に感知でき、かつ検出電 極を撓みのある素材にすることにより衝撃を吸収することが可能になり、更に接 地電極と検出電極間の静電容量の間に緩衝部材を設けることにより、その吸収は 完全なものになる。

【０００７】 本願請求項２記載の考案では、可撓性表皮材の内側に積層した検出電極が高分 子中にカーボンブラックを混入したものを塗付した導電部材である衝撃吸収近接 センサにある。

【０００８】 本願請求項３記載の考案では、可撓性表皮材の内側に積層した検出電極がカー ボンブラックもしくは金属粉末を含む導電ペーストからなる導電部材である衝撃 吸収近接センサにある。

【０００９】 本願請求項４記載の考案では、可撓性表皮材の内側に積層した導電部材は、１ ０²〜１０⁶Ωの電気抵抗値を有している衝撃吸収近接センサにある。

【００１０】

【考案の実施の形態】

以下、添付図面を参照し、本考案の実施例を説明する。 図１は本考案に係る衝撃吸収近接センサの部分拡大断面図、図２は本考案に係 る衝撃吸収近接センサを用いた障害物の検出手段を示す説明図、そして図３は図 ３における検知回路の構成図である。 これによると、本考案に係る衝撃吸収近接センサ１は、例えばロボット等の動 体に装着するほぼ円筒状、楕円状の基体２の端部コーナ部にリン青銅等でできた 非収縮性のリング状でＬ字型に屈曲した接地電極３を固着し、この電極３の外部 に緩衝部材４を配置し、その外側に撓みのある検出電極６を積層した可撓性表皮 材５を被覆している。そして、可撓性表皮材５の内側に積層した接地電極３と検 出電極６との間に電圧を印加してこの間の静電容量の変化を検出する検出装置７ を設けている。

【００１１】 ここで使用する緩衝部材４は非通電性の天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、 ブチルゴム、クロロプレンゴム、水素化ニトリルゴム、ＥＰＤＭ等のゴム発泡体 、ウレタンフォーム、ポリエチレン、ＰＥＴ、塩化ビニル等の熱可塑性樹脂の発 泡体が使用され、発泡倍率も２〜１０倍程度のものであり、接地電極３を包囲し ている。

【００１２】 また可撓性表皮材５は、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロプレン ゴム、水素化ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコンゴム等のゴム、 ウレタン、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリエステル等の熱可塑性樹脂などの厚 ０．１〜２０ｍｍの成形体であり、その内側に撓みのある検出電極６を積層して いる。

【００１３】 この検出電極６はスチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、 水素化ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコンゴム等のゴム、ウレタ ン、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリエステル等の熱可塑性樹脂からなる高分子 １００重量部にカーボンブラック１０〜５０重量部を混入し、カルビトール、カ ルビトールアセテート、テレピネオール（ターピノール）、メタクレゾール、ジ メチルイミダゾリジノン、ジメチルホルムアミド、ターピノール、ジアセトンア ルコール、トリエチレングリコール、パラキシレン、乳酸エチル、イソホロン、 トルエン等の有機溶剤に溶かしたものを厚さ０．０１〜０．１ｍｍに塗付して得 られた導電部材である。

【００１４】 また他には、カーボンブラック、銅、銅酸化物、銀等の導体粉体に、例えばニ トロセルロース、エチルセルロース、酢酸セルロース、ブチルセルロース等のセ ルロース類、ポリオキシメチレン等のポリエーテル類、ポリブタジエン、ポリイ ソプレン等のポリビニル類、ポリブチルメタクリレート、ポリメチルメタクリレ ート等のアクリル類、ナイロン６、ナイロン６．６、ナイロン１１等のポリアミ ド等のバインダー樹脂を上記のような有機溶剤に溶かした導体ペーストを厚さ０ ．０１〜０．１ｍｍに塗付して得られた導電部材である

【００１５】 上記衝撃吸収近接センサ１で障害物８の近接を検出しようとする場合、その一 例として図２と図３に示すように接地電極３と検出電極６間に、静電容量（Ｃ１ ＋Ｃ２）が一定以上になったことを検知して判別表示する検出装置７が接続され ている。接地電極３と検出電極６間には所定の電圧が印加されている。障害物８ がつくる静電容量はＣ２、衝撃吸収近接センサ１の静電容量はＣ１であり、障害 物８が衝撃吸収近接センサ１側へ近接すると静電容量Ｃ２が変化し、これに伴っ て静電容量（Ｃ１＋Ｃ２）も変化して、出力電圧の変化量として障害物８の近接 を検知する。

【００１６】

【考案の効果】

以上のように本願では、基体の端部に設置電極を固着し、この電極の外部に緩 衝部材を配置し、その外側に撓みのある検出電極を積層した可撓性表皮材を被覆 し、そして可撓性表皮材の内側に積層した設置電極と検出電極間の静電容量の変 化を感知する検出センサを設けた衝撃吸収センサにあり、接地電極と検出電極間 の静電容量の変化を敏感に感知でき、かつ検出電極を撓みのある素材にすること により衝撃を吸収することが可能になり、更に設置電極と検出電極間の静電容量 の間に緩衝部材を設けることにより、その吸収は完全なものになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る衝撃吸収近接センサの部分拡大断
面図である。

【図２】本考案に係る衝衝撃吸収近接センサを用いた障
害物の検出手段を示す説明図である。

【図３】図２における検知回路の構成図である。

【符号の説明】

１ 衝撃吸収近接センサ ２ 基体 ３ 接地電極 ４ 緩衝部材 ５ 可撓性表皮材 ６ 検出電極 ７ 検出装置

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体の端部に接地電極を固着し、この電
   極の外周部に緩衝部材を配置し、その外側に撓みのある
   検出電極を積層した可撓性表皮材を被覆し、そして可撓
   性表皮材の内側に積層した接地電極と検出電極間の静電
   容量の変化を感知する検知装置を設けたことを特徴とす
   る衝撃吸収近接センサ。
2. 【請求項２】 可撓性表皮材の内側に積層した検出電極
   が高分子中にカーボンブラックを混入したものを塗付し
   た導電部材である請求項１記載の衝撃吸収近接センサ。
3. 【請求項３】 可撓性表皮材の内側に積層した検出電極
   がカーボンブラックもしくは金属粉末を含む導電ペース
   トからなる導電部材である請求項１記載の衝撃吸収近接
   センサ。
4. 【請求項４】 可撓性表皮材の内側に積層した導電部材
   は、１０²〜１０⁶Ωの電気抵抗値を有している請求項
   １、２、または３記載の衝撃吸収近接センサ。