JPS60115887A - 触覚センサ - Google Patents
触覚センサInfo
- Publication number
- JPS60115887A JPS60115887A JP58223203A JP22320383A JPS60115887A JP S60115887 A JPS60115887 A JP S60115887A JP 58223203 A JP58223203 A JP 58223203A JP 22320383 A JP22320383 A JP 22320383A JP S60115887 A JPS60115887 A JP S60115887A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- contactor
- thin film
- force
- contact
- bag
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
- G01L5/226—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to manipulators, e.g. the force due to gripping
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
- G01L1/142—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔分明の技術分野〕
この発明は、ロボットの手先に設けることにより物体の
形状Ｙ Ｍ識することのできる触覚センサに関するもの
である。
形状Ｙ Ｍ識することのできる触覚センサに関するもの
である。
ロボットに人間と同様な高度な作業を行わせるためには
、解決すべき種々の問題があるが、その１つに人間が持
つのと同様な感覚セ／すの開発がある。例えば物体の形
状１位置等ケ人間は眼で見て判断する。その機能を機械
的に実現するものとしてテレビカメラで撮影し、計算機
処理する手段が一般にとられるか、装置が大掛りで高価
となる欠点がある。
、解決すべき種々の問題があるが、その１つに人間が持
つのと同様な感覚セ／すの開発がある。例えば物体の形
状１位置等ケ人間は眼で見て判断する。その機能を機械
的に実現するものとしてテレビカメラで撮影し、計算機
処理する手段が一般にとられるか、装置が大掛りで高価
となる欠点がある。
それに代わるものとして、−ポットの先端に近接センサ
や触覚センサン設け、物体表面をそれでなぞる方法がと
られる。近接センナは、通常数闘から数十ｊ１ｍまでの
距離レンジにおいて、対象物との距離や対象物の傾き夕
測定する非接触センサである。
や触覚センサン設け、物体表面をそれでなぞる方法がと
られる。近接センナは、通常数闘から数十ｊ１ｍまでの
距離レンジにおいて、対象物との距離や対象物の傾き夕
測定する非接触センサである。
センサの原理には光学式、電磁式、超音波式。
空気圧式など各種のものがあり、使用目的、対象物によ
り選択される。しかし５紙のように不導体で薄く軽い対
象物の場合には、何れのセンサも適さない。光学式セン
サの場合、物体の表面に光を投射しその反射光量で検出
するが、表面の反射率が一定でないと検出誤差ケ持つ。
り選択される。しかし５紙のように不導体で薄く軽い対
象物の場合には、何れのセンサも適さない。光学式セン
サの場合、物体の表面に光を投射しその反射光量で検出
するが、表面の反射率が一定でないと検出誤差ケ持つ。
紙はその表面に印刷されていたり、また、しわがあった
りすると反射率は一定ではない。また、紙は不導体のた
め電磁式は使用できない。超音波に対しても紙は多孔質
材料のため反射率が一定でないので、超音波式は使用不
可能である。電気圧式は空気源および配管系が必要であ
り、仕掛が大きくなるという欠点があり、また、空気圧
のため対象物が動く欠点もある。
りすると反射率は一定ではない。また、紙は不導体のた
め電磁式は使用できない。超音波に対しても紙は多孔質
材料のため反射率が一定でないので、超音波式は使用不
可能である。電気圧式は空気源および配管系が必要であ
り、仕掛が大きくなるという欠点があり、また、空気圧
のため対象物が動く欠点もある。
一方、触寛センザは実際に物体表面に触り検知するので
、対象物の材質に左右されないが、対象物に力を与える
ので対象物が変形しない程度の力でなければならない。
、対象物の材質に左右されないが、対象物に力を与える
ので対象物が変形しない程度の力でなければならない。
一般にスト／インゲージを貼った金属薄板や導電性ゴム
を貼ったものが触覚センナとして使用されるが、概して
対象物に与える力が大きく、紙のように薄く軽い材料に
は使用することはできない。
を貼ったものが触覚センナとして使用されるが、概して
対象物に与える力が大きく、紙のように薄く軽い材料に
は使用することはできない。
この分明は、これらの欠点を除去するため、非常に微弱
な接触力を検知することができるようにしたもので、そ
の目的は、人間の指先の感覚にも匹敵する尚感度触覚上
ンサを実現することにある。
な接触力を検知することができるようにしたもので、そ
の目的は、人間の指先の感覚にも匹敵する尚感度触覚上
ンサを実現することにある。
以下、このづ６明の実施例について説明する。
第１図、第２図はこのｙＩ行明の原理ヲ１況明するため
の断面図および部分斜視図である。これらの１ｖ、１で
、１は袋状の接触子であり、金属製の薄膜２０片面を覆
うように筒状の取付枠３の外側に破せである。薄膜２は
筒状の増刊枠３の前面に取り伺けられており、取付枠３
の内部には円錐状部４Ａと基部４Ｂからなる電極４が薄
膜２と対向（−で設置される。５は隔壁であり、取付枠
３に電＆４を固定するとともに、電気的にも薄膜２と電
極４０間を絶縁している。信号線６は電極４と薄膜２の
間の静電容ｉを検出するための回路（図示せず）に接続
する線である。接触子１がなけれレエ、この構造はコン
デンサマイクルホンのそれと同様である。
の断面図および部分斜視図である。これらの１ｖ、１で
、１は袋状の接触子であり、金属製の薄膜２０片面を覆
うように筒状の取付枠３の外側に破せである。薄膜２は
筒状の増刊枠３の前面に取り伺けられており、取付枠３
の内部には円錐状部４Ａと基部４Ｂからなる電極４が薄
膜２と対向（−で設置される。５は隔壁であり、取付枠
３に電＆４を固定するとともに、電気的にも薄膜２と電
極４０間を絶縁している。信号線６は電極４と薄膜２の
間の静電容ｉを検出するための回路（図示せず）に接続
する線である。接触子１がなけれレエ、この構造はコン
デンサマイクルホンのそれと同様である。
接触子１は薄く弾性のある軽い材料よりなり、ゴムでも
高分子材料でもよく、袋状に形成されており、接触子１
と薄膜２０間には空気７を密閉している。
高分子材料でもよく、袋状に形成されており、接触子１
と薄膜２０間には空気７を密閉している。
さて、この接触子１の一部分が物体と接触し力暑受ける
と、接触子１は変形し空気７を介して薄膜２が変形し、
靜電容蓋の変化として検知することができる。
と、接触子１は変形し空気７を介して薄膜２が変形し、
靜電容蓋の変化として検知することができる。
その感度は薄膜２０設計にもよるが、コンデンサマイク
ルホンの膜面上に接触子１を設けたことｙｉ＝想定すれ
ば、音圧／ペルのカまで検出することかできる。
ルホンの膜面上に接触子１を設けたことｙｉ＝想定すれ
ば、音圧／ペルのカまで検出することかできる。
このように高感度である反面、接触子１に過大な力Ｆが
作用する場合には、第３図（ａ）、（ｂ）に示すように
接触子１は座屈したり大きくたわみ、検出器に損傷を与
えることはない。
作用する場合には、第３図（ａ）、（ｂ）に示すように
接触子１は座屈したり大きくたわみ、検出器に損傷を与
えることはない。
接触子１は紀４図（ａ）、（ｂ）に示すように、自由な
形に成形することができ、カＦｇ面で検出したり、力Ｆ
Ｙ点で検出することができる。
形に成形することができ、カＦｇ面で検出したり、力Ｆ
Ｙ点で検出することができる。
第５図は接触子１０表面上に突起１１を分布させたもの
であり、接触子１をカＦを検出すべき物体の表面上で移
動させることにより、前記物体の表面粗さや表面上の突
起１１を検出することができる。
であり、接触子１をカＦを検出すべき物体の表面上で移
動させることにより、前記物体の表面粗さや表面上の突
起１１を検出することができる。
第６図は第１図の構成によるものケ複数個配列した側で
あり、力Ｆの分布も検出することができる。
あり、力Ｆの分布も検出することができる。
なお、ここでは薄膜２を金Ｈ製であるとしたが。
これに限ることなく、プラスチックの膜に金属劇料を蒸
着したもの、高分子フィルムに工／クトンット帯電処理
したものでもよい。
着したもの、高分子フィルムに工／クトンット帯電処理
したものでもよい。
また、ここでは薄膜２で説明したが、スティフネスを持
たせて使用するため、薄板であってもよいことは明白で
ある。弾性体としては紙袋等に空気を入れたものでもよ
い。また、袋状の弾性体は必ずしも密閉型でなくとも所
要の復元力が得られるものであればよい。
たせて使用するため、薄板であってもよいことは明白で
ある。弾性体としては紙袋等に空気を入れたものでもよ
い。また、袋状の弾性体は必ずしも密閉型でなくとも所
要の復元力が得られるものであればよい。
［ｘＡＩＪＡの効果〕
以上説明したように、この発明は、薄膜あるいは薄板を
袋状の接触子で覆い、接触子内の電気圧の変化による薄
膜あるいは薄板の動きヲｉｌＪ！寛容量の変化として検
出するようにしたもので、極めてｌトさな力を検出する
ことができるという利点がある。
袋状の接触子で覆い、接触子内の電気圧の変化による薄
膜あるいは薄板の動きヲｉｌＪ！寛容量の変化として検
出するようにしたもので、極めてｌトさな力を検出する
ことができるという利点がある。
また、接触子の形は自由に選ぶことができ、カを検出す
べき物体の形に応じたセンサを構成することができると
い５利点がある。さらに、簡易な構造であるので、高感
度な接触センサケ安価に提供できるという利点もある。
べき物体の形に応じたセンサを構成することができると
い５利点がある。さらに、簡易な構造であるので、高感
度な接触センサケ安価に提供できるという利点もある。
第１図、第２図はこの発明の基本構成を示す断面図およ
び部分斜視図、第３図（ａ）、（ｂ）は接触子の変形例
を示す図、第４図（ａ）、（ｂ）は接触子の形を変える
ことによる効果ケ示す断面図、第５図は接触子に突起を
持たせた場合の断面図、第６図は第１図の構成の配列に
よる利点ヲ説明するための図である。 図中、１は接触子、２は薄膜、３は取付枠、４は電極、
５は隔壁、６は信号勝、Ｔは空気、１１は突起である。 第１図 ム 第２図 第３図 （ａ） （ｂ） 第４図 （ａ） ／４．３ 第５図
び部分斜視図、第３図（ａ）、（ｂ）は接触子の変形例
を示す図、第４図（ａ）、（ｂ）は接触子の形を変える
ことによる効果ケ示す断面図、第５図は接触子に突起を
持たせた場合の断面図、第６図は第１図の構成の配列に
よる利点ヲ説明するための図である。 図中、１は接触子、２は薄膜、３は取付枠、４は電極、
５は隔壁、６は信号勝、Ｔは空気、１１は突起である。 第１図 ム 第２図 第３図 （ａ） （ｂ） 第４図 （ａ） ／４．３ 第５図
Claims (1)
- 空気圧に応じて変位する薄膜または薄板の一方の表面を
袋状の弾性体で扱うとともに、前記弾性体の反対側に前
記薄膜または薄板と平行に固定した電極を設けて、前記
薄膜または薄板との間に静電容量を形成せしめたことを
特徴とする触覚センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58223203A JPS60115887A (ja) | 1983-11-29 | 1983-11-29 | 触覚センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58223203A JPS60115887A (ja) | 1983-11-29 | 1983-11-29 | 触覚センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60115887A true JPS60115887A (ja) | 1985-06-22 |
Family
ID=16794403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58223203A Pending JPS60115887A (ja) | 1983-11-29 | 1983-11-29 | 触覚センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60115887A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6610338B2 (en) | 1998-01-05 | 2003-08-26 | Teckson International Limited | Easy tearing bags and packaging material |
| CN109556654A (zh) * | 2017-09-26 | 2019-04-02 | 丰田研究所股份有限公司 | 用于检测物体的力和姿态的可变形传感器和方法 |
| US11628576B2 (en) | 2017-09-26 | 2023-04-18 | Toyota Research Institute, Inc. | Deformable sensors and methods for detecting pose and force against an object |
-
1983
- 1983-11-29 JP JP58223203A patent/JPS60115887A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6610338B2 (en) | 1998-01-05 | 2003-08-26 | Teckson International Limited | Easy tearing bags and packaging material |
| CN109556654A (zh) * | 2017-09-26 | 2019-04-02 | 丰田研究所股份有限公司 | 用于检测物体的力和姿态的可变形传感器和方法 |
| US11465296B2 (en) | 2017-09-26 | 2022-10-11 | Toyota Research Institute, Inc. | Deformable sensors and methods for detecting pose and force against an object |
| US11628576B2 (en) | 2017-09-26 | 2023-04-18 | Toyota Research Institute, Inc. | Deformable sensors and methods for detecting pose and force against an object |
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