JPS63217241A - 接触覚センサ - Google Patents
接触覚センサInfo
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- JPS63217241A JPS63217241A JP62049996A JP4999687A JPS63217241A JP S63217241 A JPS63217241 A JP S63217241A JP 62049996 A JP62049996 A JP 62049996A JP 4999687 A JP4999687 A JP 4999687A JP S63217241 A JPS63217241 A JP S63217241A
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Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (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】
(a業上の利用分野)
本発明は例えばロボットのハンドに装着して、把握物か
ら受ける力を検出する接触覚センサに関する。
ら受ける力を検出する接触覚センサに関する。
近年、産業用ロボットの技術進歩にはめざましいものが
ある。特にロボットのハンドに接触覚センサをとりつけ
てロボットを知能化する傾向が益々強まりつつある。
ある。特にロボットのハンドに接触覚センサをとりつけ
てロボットを知能化する傾向が益々強まりつつある。
接触覚センサに要求される性能・条件には次のものがあ
る。
る。
■高感度二角を検出する感度が高いこと。一つの素子で
数グラムを検出できることが望ましい。
数グラムを検出できることが望ましい。
■高分解能:センサの素子は小型で、密度の高いものが
望まれる。
望まれる。
■広いダイナミック・レンジ:できるだけ動作範囲が広
くとれること。
くとれること。
■高信頼性・高耐久性:過酷な環境、長時間の使用に耐
えること。
えること。
■直線性とヒステリシス:圧力と出力が比例し、ヒステ
リシスがないこと。
リシスがないこと。
■応答速度:物を把握した時、その信号が制御部へ早く
伝わること。
伝わること。
■柔軟性:人間の手の皮膚のように軟かいことが好まし
い。
い。
■すべり感覚:圧力だけでなく、すべりも検出すること
。
。
■小型・安価:薄くて小型で安価なこと。
これらのいくつかを満足する接触覚センサがいくつか提
案ないし開発されてきた。たとえば第15図は押ボタン
方式のセンサである。1は金属製押ボタン、2は絶縁板
、3はばねコイル、4.5は電極である。金属製押ボタ
ン1を押していない時には電極4と5の間にばねコイル
3を通して電気的導通があるが、ハンドが物をつかんた
時、押ボタン1がへこむので、導通がなくなり、物をつ
かんだことを検出する方式である。しかし、この方式は
ONとOFFの状態しか分からず、連続的には力を検出
できない欠点がある。
案ないし開発されてきた。たとえば第15図は押ボタン
方式のセンサである。1は金属製押ボタン、2は絶縁板
、3はばねコイル、4.5は電極である。金属製押ボタ
ン1を押していない時には電極4と5の間にばねコイル
3を通して電気的導通があるが、ハンドが物をつかんた
時、押ボタン1がへこむので、導通がなくなり、物をつ
かんだことを検出する方式である。しかし、この方式は
ONとOFFの状態しか分からず、連続的には力を検出
できない欠点がある。
第16図は導電ゴムを利用したもので、6は把握物、7
は電極、8は導電ゴムである6把握物6により力が加わ
った所の導電率(抵抗)が変化するので、この変化から
把握の状態を知ることができる。しかしこの方式には力
と導電率との間に非直素子11をマトリックス状に配列
させた基板12を設置する。13は光源である。今把握
物14がシリコンゴム9を押すと突起がへこみ、アクリ
ル板lO内で均一に反射していた光がこのへこみの部分
で乱反射を起し、受光素子11の感度が変化するので、
これから接触覚を知る。しかしこの方式には、構造が複
雑であること、非直線性やヒステリシスが生じること、
などの欠点がある。
は電極、8は導電ゴムである6把握物6により力が加わ
った所の導電率(抵抗)が変化するので、この変化から
把握の状態を知ることができる。しかしこの方式には力
と導電率との間に非直素子11をマトリックス状に配列
させた基板12を設置する。13は光源である。今把握
物14がシリコンゴム9を押すと突起がへこみ、アクリ
ル板lO内で均一に反射していた光がこのへこみの部分
で乱反射を起し、受光素子11の感度が変化するので、
これから接触覚を知る。しかしこの方式には、構造が複
雑であること、非直線性やヒステリシスが生じること、
などの欠点がある。
これら3例以外に提案されている接触覚センサはそれぞ
れ一長一短があり、十分満足されていないばかりか、圧
力の方向がいずれも一方向すなわち接触面に垂直な方向
の力のみを感するものである、面に平行な力をも検出す
るものは皆無に近いのが現状である。
れ一長一短があり、十分満足されていないばかりか、圧
力の方向がいずれも一方向すなわち接触面に垂直な方向
の力のみを感するものである、面に平行な力をも検出す
るものは皆無に近いのが現状である。
最近3分力を検出できる接触覚センサが開発される傾向
にあるが、先に述べた性能・条件をすべて満足するもの
ではなく、特に薄型で、3分力を測れるものは皆無であ
る。面に垂直な方向だけでなく、面に平行な方向の力を
検出できることは、すべりを高感度に検出する上では必
須の要件であり、今後の技術開発に期待が寄せられてい
る。
にあるが、先に述べた性能・条件をすべて満足するもの
ではなく、特に薄型で、3分力を測れるものは皆無であ
る。面に垂直な方向だけでなく、面に平行な方向の力を
検出できることは、すべりを高感度に検出する上では必
須の要件であり、今後の技術開発に期待が寄せられてい
る。
本発明は上述した従来の欠点を解消し、薄型構造でしか
も3方向の力を検出する接触覚センサを提供することを
目的とする。
も3方向の力を検出する接触覚センサを提供することを
目的とする。
かかる目的を達成するために、本発明においては、3方
向の力に対応して3組の歪ゲージが配設されているセン
サセルと、セルの上部に固着されている受圧板と、セン
サセルを載置し、かつ複数の接続端子を介して3組の歪
ゲージと電気的に接続されている配線基板とからなるこ
とを特徴とするものである。
向の力に対応して3組の歪ゲージが配設されているセン
サセルと、セルの上部に固着されている受圧板と、セン
サセルを載置し、かつ複数の接続端子を介して3組の歪
ゲージと電気的に接続されている配線基板とからなるこ
とを特徴とするものである。
(作用)
本発明によれば、接触覚センサセル内に3分力Fx、
Fy%Fzに対応させて歪ゲージを簡単な構造で配置し
たので、小型で薄く、さらに安価な構成で3分力を検出
できる。
Fy%Fzに対応させて歪ゲージを簡単な構造で配置し
たので、小型で薄く、さらに安価な構成で3分力を検出
できる。
以下、実施例によって本発明の詳細な説明する。
第1図(A) 、(B)は本発明による接触覚センサの
基本構造を説明する図であり、同図(A)は上面図、(
B)は断面図である。シリコンからなるセンサセル21
には接続端子(こぶ状のはんだ)22及びで形成される
。セルの歪ゲージを設ける部分は薄内部としておく。セ
ラミック製受圧板25の中央凹部は受圧部24の凸部に
はめこまれ、接着剤26で接合される。受圧部の凸部は
そのまわりをエツチングして作る。配線基板27は強度
と耐熱性が要求されるので、セラミック多゛層配線基板
が望ましい。
基本構造を説明する図であり、同図(A)は上面図、(
B)は断面図である。シリコンからなるセンサセル21
には接続端子(こぶ状のはんだ)22及びで形成される
。セルの歪ゲージを設ける部分は薄内部としておく。セ
ラミック製受圧板25の中央凹部は受圧部24の凸部に
はめこまれ、接着剤26で接合される。受圧部の凸部は
そのまわりをエツチングして作る。配線基板27は強度
と耐熱性が要求されるので、セラミック多゛層配線基板
が望ましい。
この配線基板27の上部にも、セルの端子の位置に合わ
せて、端子28が設けられ、端子22.28を介して歪
ゲージ23は配線基板27の配線と接続される。
せて、端子28が設けられ、端子22.28を介して歪
ゲージ23は配線基板27の配線と接続される。
第2図は歪センサの斜視図である。このセンサは歪ゲー
ジが設けられている面と平行で、かつ互いに直交する力
FxとFMおよび面に垂直方向の力Fzを検出する。
ジが設けられている面と平行で、かつ互いに直交する力
FxとFMおよび面に垂直方向の力Fzを検出する。
第3図に3方向の力Fx、 Fy%Fzを検出するため
の歪ゲージの配列を示す。xl、×2はX方向の力Fx
を検出するための歪ゲージで、セル薄肉部の同一直径上
にあり、それぞれ長手方向を半径方向に揃えである。Y
l、Ylは力Fyを検出するための歪ゲージで、ゲージ
×1、×2と直交する方向に配設される。zl、zlは
垂直方向の力Fzを検出するための歪ゲージで、×1、
xl、Yl、Ylとそれぞれ45°の方向に配設される
。
の歪ゲージの配列を示す。xl、×2はX方向の力Fx
を検出するための歪ゲージで、セル薄肉部の同一直径上
にあり、それぞれ長手方向を半径方向に揃えである。Y
l、Ylは力Fyを検出するための歪ゲージで、ゲージ
×1、×2と直交する方向に配設される。zl、zlは
垂直方向の力Fzを検出するための歪ゲージで、×1、
xl、Yl、Ylとそれぞれ45°の方向に配設される
。
第4図(八) 、(B) 、 (C)および第5図によ
ってられている。厚肉部には温度補償用の歪ゲージ(ダ
ミーゲージ) 23G 、 230が、ゲージ23A1
23Bの配列の延長上に、長手方向をそれぞれ23A
、 23Bと直角方向にして設けられている。第4図(
B)に矢印して示す荷重が受圧部24に作用した時、歪
ゲージ23Aには圧縮応力−〇、歪ゲージ23Bに引張
り応力十〇が働く。第4図(C)に応力分布を示す。歪
ゲージ23C、23Dの長手方向には応力はほとんど作
用しない。従って歪ゲージ23A 、 23Bの抵抗は
変化し、23G 、 23Dの抵抗はほとんど変化しな
い。第5図は、歪ゲージ23A123B 、 23C、
23Dで構成したホイートストンブリッジを示し、抵抗
R1、R2、R3、R4はそれぞれ歪ゲージ23A 、
23B 、 23fl: 、 23Dに対応する。第
4図CB) 、 (C) に示したような力が作用す
ると、R1、R2が変化するので、電圧Eを入力すると
、電圧変化■が力に応じて出力されるので、力の大きさ
を検出することができる。
ってられている。厚肉部には温度補償用の歪ゲージ(ダ
ミーゲージ) 23G 、 230が、ゲージ23A1
23Bの配列の延長上に、長手方向をそれぞれ23A
、 23Bと直角方向にして設けられている。第4図(
B)に矢印して示す荷重が受圧部24に作用した時、歪
ゲージ23Aには圧縮応力−〇、歪ゲージ23Bに引張
り応力十〇が働く。第4図(C)に応力分布を示す。歪
ゲージ23C、23Dの長手方向には応力はほとんど作
用しない。従って歪ゲージ23A 、 23Bの抵抗は
変化し、23G 、 23Dの抵抗はほとんど変化しな
い。第5図は、歪ゲージ23A123B 、 23C、
23Dで構成したホイートストンブリッジを示し、抵抗
R1、R2、R3、R4はそれぞれ歪ゲージ23A 、
23B 、 23fl: 、 23Dに対応する。第
4図CB) 、 (C) に示したような力が作用す
ると、R1、R2が変化するので、電圧Eを入力すると
、電圧変化■が力に応じて出力されるので、力の大きさ
を検出することができる。
第6図(A) 、 (B) 、(C)はX方向の力Fx
の検出を説明する図である。同図(A)は第3図に示し
たRx2は歪ゲージ×1、×2の抵抗である。歪ゲージ
×1と×2はハーフブリッジをなしている。第6図(C
)は、同図(A)に示す力Fxが受圧部24に作用した
時、各歪ゲージの長手方向に加わる応力を示す。
の検出を説明する図である。同図(A)は第3図に示し
たRx2は歪ゲージ×1、×2の抵抗である。歪ゲージ
×1と×2はハーフブリッジをなしている。第6図(C
)は、同図(A)に示す力Fxが受圧部24に作用した
時、各歪ゲージの長手方向に加わる応力を示す。
第7図(A) 、(B) 、(C)はY方向の力Fyの
検出を説明する図で、同図(A)は歪ゲージY1%Y2
の配線、同図CB)はゲージY1%Y2で構成されるハ
ーフブリッジの等価回路を、同図(C)は力Fyが受圧
部24に作用した時に各歪ゲージに作用する応力を示す
6図において、35は出力端子、RYI 、RY2はそ
れぞれ歪ゲージY1、Ylの抵抗、vyは出力電圧であ
る。
検出を説明する図で、同図(A)は歪ゲージY1%Y2
の配線、同図CB)はゲージY1%Y2で構成されるハ
ーフブリッジの等価回路を、同図(C)は力Fyが受圧
部24に作用した時に各歪ゲージに作用する応力を示す
6図において、35は出力端子、RYI 、RY2はそ
れぞれ歪ゲージY1、Ylの抵抗、vyは出力電圧であ
る。
第8図(八)、 (B) 、(C)は受圧部24の表
面に垂直(歪ゲージ設置面に垂O1りな力Fzの検出を
説明する図である。同図(八)は歪ゲージの配皿と結線
を示し、第3図で説明した歪ゲージz1、zlの他に、
円周方向に長手方向をもつダミーゲージz3、z4が配
設され、各ゲージ21〜z4で同図(B) に示すよう
にブリッジを構成している。36は出力端子、第6図に
もどり、受圧部24にFxの力が加わると、歪ゲージX
Iは圧縮力(−〇)を受け、その抵抗値は小さくなる。
面に垂直(歪ゲージ設置面に垂O1りな力Fzの検出を
説明する図である。同図(八)は歪ゲージの配皿と結線
を示し、第3図で説明した歪ゲージz1、zlの他に、
円周方向に長手方向をもつダミーゲージz3、z4が配
設され、各ゲージ21〜z4で同図(B) に示すよう
にブリッジを構成している。36は出力端子、第6図に
もどり、受圧部24にFxの力が加わると、歪ゲージX
Iは圧縮力(−〇)を受け、その抵抗値は小さくなる。
一方歪ゲージ×2は引張力(十〇)を受け、その抵抗値
は大きくなる。他の4つの歪ゲージYl、 Yl、zl
、zlニも第6図(c) ニ示すように少し応力を生ず
る。当然ながら、ブリッジの出力Vxは大で、Vzは小
さく、vyは無視できる。出力Vzは、Fxの力によっ
て生じたものであるから、これは補正されねばならない
。このみかけの出力VzはFxにすなわち、Vxに近似
的に比例するからVzの補正式は Vz −a−Vx (1)となる。ここ
にaは比例定数である。
は大きくなる。他の4つの歪ゲージYl、 Yl、zl
、zlニも第6図(c) ニ示すように少し応力を生ず
る。当然ながら、ブリッジの出力Vxは大で、Vzは小
さく、vyは無視できる。出力Vzは、Fxの力によっ
て生じたものであるから、これは補正されねばならない
。このみかけの出力VzはFxにすなわち、Vxに近似
的に比例するからVzの補正式は Vz −a−Vx (1)となる。ここ
にaは比例定数である。
第7図において、F31が矢印の方向に加わると、歪ゲ
ージY1には圧縮力<−0>が、歪ゲージY2には引張
力(十〇)が働らく、そしてハーフブリッジにはvyが
出力される。歪ゲージの応力は第7図(C)に示すとお
りで、各ブリッジの出力はvyが最大、Vzは小さく、
Vxは無視できる。みかけの出力Vzは近似的にvyに
比例するから、Vzは次式で補正働らくから、同図(B
) に赤すブリッジにはVzが出力される。歪ゲージ
z3と74での応力は小さいから、Vzに寄与しない。
ージY1には圧縮力<−0>が、歪ゲージY2には引張
力(十〇)が働らく、そしてハーフブリッジにはvyが
出力される。歪ゲージの応力は第7図(C)に示すとお
りで、各ブリッジの出力はvyが最大、Vzは小さく、
Vxは無視できる。みかけの出力Vzは近似的にvyに
比例するから、Vzは次式で補正働らくから、同図(B
) に赤すブリッジにはVzが出力される。歪ゲージ
z3と74での応力は小さいから、Vzに寄与しない。
歪ゲージ×1と×2およびYlとYlの抵抗変化量は同
符号でそれぞれ等しいので、出力Vxおよびvyは発生
しない、したがってFzによる影響はv×とvyでは考
慮する必要がない。
符号でそれぞれ等しいので、出力Vxおよびvyは発生
しない、したがってFzによる影響はv×とvyでは考
慮する必要がない。
第9図に力FxとFyとが同時に加わりた時の、各ゲー
ジの長手方向に作用する応力を示す。歪ゲージXiおよ
びYlにはそれぞれ力FxおよびFyによる圧縮応力が
、歪ゲージ×2およびYlにはそれぞれ力Fxおよびp
yによる引張応力が作用する。歪ゲージXI、 X2は
力pyにはほとんど影響されず、また歪ゲージYl、
Ylは力Fxにはほとんど影響されない。
ジの長手方向に作用する応力を示す。歪ゲージXiおよ
びYlにはそれぞれ力FxおよびFyによる圧縮応力が
、歪ゲージ×2およびYlにはそれぞれ力Fxおよびp
yによる引張応力が作用する。歪ゲージXI、 X2は
力pyにはほとんど影響されず、また歪ゲージYl、
Ylは力Fxにはほとんど影響されない。
力FxおよびFMによって歪ゲージL1は圧縮応力を受
け、歪ゲージz2は引張応力を受ける。その結果各ブリ
ッジには出力が生ずる。出力VZ’ は力F×とF31
とによる見かけの出力であり、真の出力VZは次式で補
正して得られる。
け、歪ゲージz2は引張応力を受ける。その結果各ブリ
ッジには出力が生ずる。出力VZ’ は力F×とF31
とによる見かけの出力であり、真の出力VZは次式で補
正して得られる。
Vz −Vz’ −a−Vx −b−Vy
(3)第1O図に力FyとFZとが同時に加った時の、
各歪より歪ゲージY1とZlに圧縮応力が、歪ゲージY
2とによって出力Vxおよびvyは生じない、従ってカ
FYとFzとが同時に作用した時に各ブリッジに生ずる
1こ圧は、力F3/にょる出カシyと、カFYおよびF
zによる出力VZ’である。真の出力Vzはみかけの出
力VZ’ を次式によって補正して得られる。
(3)第1O図に力FyとFZとが同時に加った時の、
各歪より歪ゲージY1とZlに圧縮応力が、歪ゲージY
2とによって出力Vxおよびvyは生じない、従ってカ
FYとFzとが同時に作用した時に各ブリッジに生ずる
1こ圧は、力F3/にょる出カシyと、カFYおよびF
zによる出力VZ’である。真の出力Vzはみかけの出
力VZ’ を次式によって補正して得られる。
Vz = Vz’ −b−Vy (
4)第11図に力FzとFxとが同時に加った時の各歪
ゲージに作用する応力を示す。事情はカFyとFzとが
同時に作用した場合と全く同様で、各ブリッジには、力
Fxにょる出力Vzと、カFxとFzとによる出力Vz
’ とが生ずる。この場合、真の出力Vzは見がけの出
力VZ’ を次式にょフて補正して得られνz −V
z’ −a−Vx (5)第12図に力F
x、 FyおよびFzが同時は加わった時の各歪ゲージ
に作用する応力を示す。2方向の力が同時に働いた時の
説明から明らかなように、各ブリッジには力F×による
出力v×、力ryによる出力vyおよび力Fx、 Fy
およびFzによる見かけの出カシの出力と力の大きさと
の関係を求めておくことは容易である。また上述した補
正係aaおよびbを求めるのも容易である。従つぞあら
かじめこれらの関係および係数を求めておけば、任意の
力、Fx、 FyおよびFzが加わフた時、その大きさ
は、セルのブリッジの出力Vx%vy%VZを読みとれ
ば、VxとVはそのままの値から、Vzは(6)式から
補正演算して求めることができる。また任意の方向の力
が加わった時も、その3方向の分力を知ることができる
。
4)第11図に力FzとFxとが同時に加った時の各歪
ゲージに作用する応力を示す。事情はカFyとFzとが
同時に作用した場合と全く同様で、各ブリッジには、力
Fxにょる出力Vzと、カFxとFzとによる出力Vz
’ とが生ずる。この場合、真の出力Vzは見がけの出
力VZ’ を次式にょフて補正して得られνz −V
z’ −a−Vx (5)第12図に力F
x、 FyおよびFzが同時は加わった時の各歪ゲージ
に作用する応力を示す。2方向の力が同時に働いた時の
説明から明らかなように、各ブリッジには力F×による
出力v×、力ryによる出力vyおよび力Fx、 Fy
およびFzによる見かけの出カシの出力と力の大きさと
の関係を求めておくことは容易である。また上述した補
正係aaおよびbを求めるのも容易である。従つぞあら
かじめこれらの関係および係数を求めておけば、任意の
力、Fx、 FyおよびFzが加わフた時、その大きさ
は、セルのブリッジの出力Vx%vy%VZを読みとれ
ば、VxとVはそのままの値から、Vzは(6)式から
補正演算して求めることができる。また任意の方向の力
が加わった時も、その3方向の分力を知ることができる
。
第13図は、1つのセンサセル内に、3方向の力Fx、
Fy、 FZに対応する歪ゲージと配線及び端子の。
Fy、 FZに対応する歪ゲージと配線及び端子の。
構成を表わしたものである。各端子の信号は、図示しな
い下部の配線基板に内蔵された多層配線に伝えられるこ
とはいうまでもなく、この製作は公知の方法で容易に達
成できる。第14図は第13図の構成の等価回路である
。第13図、第14図における各参照番号は既出の例と
同一なので説明を省略した。また第13図の構成例の動
作も先に説明したとおりである。
い下部の配線基板に内蔵された多層配線に伝えられるこ
とはいうまでもなく、この製作は公知の方法で容易に達
成できる。第14図は第13図の構成の等価回路である
。第13図、第14図における各参照番号は既出の例と
同一なので説明を省略した。また第13図の構成例の動
作も先に説明したとおりである。
以上説明したように本発明によれば、接触覚センサセル
内に3分力Fx%Fy%Fzに対応させて歪ゲージを簡
単な構造で配置したので、小型で薄く、高密度化でき、
安価な構成で3分力を検出できる。このためにこの接触
覚センサをロボットのハンドにとりつければ、ロボット
の知能化を図る上で極めて有効である。
内に3分力Fx%Fy%Fzに対応させて歪ゲージを簡
単な構造で配置したので、小型で薄く、高密度化でき、
安価な構成で3分力を検出できる。このためにこの接触
覚センサをロボットのハンドにとりつければ、ロボット
の知能化を図る上で極めて有効である。
第1図(A)および(B)はそれぞれ本発明の接触覚セ
ンサの基本構造を示す上面図および断面図、 第2図はセンサの斜視図、 第3図は歪ゲージの配置図、 第4図(A) 、(B) 、(C)は本発明の動作の基
本を説明するための図で、同図(A)および(B)はそ
れぞれ歪ゲージの配置を示す上面図および断面図、同図
(C)は歪ゲージの応力分布を示す図、第5図は歪ゲー
ジで構成したホイートストンブリッジ回路図、 第6図(^) 、 (B) 、(C)はX方向の力の検
出、第7図(^) 、(B) 、(C)はY方向の力の
検出、第8図(^) 、(B) 、 (C)はZ方向の
力の検出を説明する図であり、第6図(A)、第7図(
A)および第8図(A)は歪ゲージの配置と結線を示す
図、第6図(B)、第7図(B)および第8図(B)は
歪ゲージで構成したホイートストンブリッジ回路図、第
6図(C)、第7図(C)および第8図(C)は各歪ゲ
ージの応力を示す図、 第9図、第10図、第11図および第12図はそれぞれ
X方向とY方向、Y方向とZ方向、Z方向とX方向およ
びX方向、Y方向およびZ方向の力が加わった時の各歪
ゲージの応力を示す図、第13図はセル内における歪ゲ
ージの配置と結線を示す図、 第14図は第13図の構成の等価回路図、第15図ない
し第17図はそれぞれ従来の接触覚センサの構造を示す
断面図である。 1 ・・・ 金属押ボタン、 2 ・・・ 絶縁板、 3 ・・・ ばねコイル、 4.5 ・・・ 電極、 6 ・・・ 把握物、 7 ・・・ 電極、 8 ・・・ 導電ゴム、 9 ・・・ シリコンゴム、 lO・・・ アクリル板、 11 ・・・ 受光素子、 12 ・・・ 基板、 13 ・・・ 光源、 14 ・・・ 把握物、 21 ・・・ センサセル、 22 ・・・ 接続端子、 23 ・・・ 歪ゲージ、 24 ・・・ 受圧部、 25 ・・・ 受圧板、 26 ・・・ 接着剤、 27 ・・・ 配線基板、 28 ・・・ 端子、 31 ・・・ 配線、 32 ・・・ 入力電圧端子、 33 ・・・ アース端子、 34.35.36 ・・・ 出力端子、×1、×2
・・・ X方向の力用歪ゲージ、Yl、Yl
・・・ Y方向の力用歪ゲージ、Zl、 Z2
・・・ Z方向の力用歪ゲージ、z3、z4
・・・ ダミーゲージ、E ・・・ 入力電
圧、 Vx、 Vy、 Vz ・・・ 出力電圧。 竹こ千が峨人工業りl術−じ介旧家幸ニ24史り那 寸 へ 疼 鵜 叫 亦 (A) (B)第6図 (A) (C) 第7図 (A) (B)(C) 第8図 第10図 第11図 第12図 第13図 第14図 3+を勾コイル 第15図 第16図
ンサの基本構造を示す上面図および断面図、 第2図はセンサの斜視図、 第3図は歪ゲージの配置図、 第4図(A) 、(B) 、(C)は本発明の動作の基
本を説明するための図で、同図(A)および(B)はそ
れぞれ歪ゲージの配置を示す上面図および断面図、同図
(C)は歪ゲージの応力分布を示す図、第5図は歪ゲー
ジで構成したホイートストンブリッジ回路図、 第6図(^) 、 (B) 、(C)はX方向の力の検
出、第7図(^) 、(B) 、(C)はY方向の力の
検出、第8図(^) 、(B) 、 (C)はZ方向の
力の検出を説明する図であり、第6図(A)、第7図(
A)および第8図(A)は歪ゲージの配置と結線を示す
図、第6図(B)、第7図(B)および第8図(B)は
歪ゲージで構成したホイートストンブリッジ回路図、第
6図(C)、第7図(C)および第8図(C)は各歪ゲ
ージの応力を示す図、 第9図、第10図、第11図および第12図はそれぞれ
X方向とY方向、Y方向とZ方向、Z方向とX方向およ
びX方向、Y方向およびZ方向の力が加わった時の各歪
ゲージの応力を示す図、第13図はセル内における歪ゲ
ージの配置と結線を示す図、 第14図は第13図の構成の等価回路図、第15図ない
し第17図はそれぞれ従来の接触覚センサの構造を示す
断面図である。 1 ・・・ 金属押ボタン、 2 ・・・ 絶縁板、 3 ・・・ ばねコイル、 4.5 ・・・ 電極、 6 ・・・ 把握物、 7 ・・・ 電極、 8 ・・・ 導電ゴム、 9 ・・・ シリコンゴム、 lO・・・ アクリル板、 11 ・・・ 受光素子、 12 ・・・ 基板、 13 ・・・ 光源、 14 ・・・ 把握物、 21 ・・・ センサセル、 22 ・・・ 接続端子、 23 ・・・ 歪ゲージ、 24 ・・・ 受圧部、 25 ・・・ 受圧板、 26 ・・・ 接着剤、 27 ・・・ 配線基板、 28 ・・・ 端子、 31 ・・・ 配線、 32 ・・・ 入力電圧端子、 33 ・・・ アース端子、 34.35.36 ・・・ 出力端子、×1、×2
・・・ X方向の力用歪ゲージ、Yl、Yl
・・・ Y方向の力用歪ゲージ、Zl、 Z2
・・・ Z方向の力用歪ゲージ、z3、z4
・・・ ダミーゲージ、E ・・・ 入力電
圧、 Vx、 Vy、 Vz ・・・ 出力電圧。 竹こ千が峨人工業りl術−じ介旧家幸ニ24史り那 寸 へ 疼 鵜 叫 亦 (A) (B)第6図 (A) (C) 第7図 (A) (B)(C) 第8図 第10図 第11図 第12図 第13図 第14図 3+を勾コイル 第15図 第16図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)3方向の力に対応して3組の歪ゲージが配設されて
いるセンサセルと、 該セルの上部に固着されている受圧板と、 前記センサセルを載置し、かつ複数の接続端子を介して
前記3組の歪ゲージと電気的に接続されている配線基板
とからなることを特徴とする接触覚センサ。 2)前記センサセルがシリコンからなり、前記3組の歪
ゲージがそれぞれ高抵抗シリコン層からなることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の接触覚センサ。 3)前記3方向の力のうちの少なくとも一つは他の方向
の力の一次式によって補正されることを特徴とする特許
請求の範囲第1項または第2項記載の接触覚センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62049996A JPH0663893B2 (ja) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | 接触覚センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62049996A JPH0663893B2 (ja) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | 接触覚センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63217241A true JPS63217241A (ja) | 1988-09-09 |
JPH0663893B2 JPH0663893B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=12846617
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62049996A Expired - Lifetime JPH0663893B2 (ja) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | 接触覚センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0663893B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03113334A (ja) * | 1989-09-28 | 1991-05-14 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 接触覚センサ |
US5261266A (en) * | 1990-01-24 | 1993-11-16 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Sensor tip for a robotic gripper and method of manufacture |
JP2008116319A (ja) * | 2006-11-03 | 2008-05-22 | Minebea Co Ltd | 3軸力センサ |
JP2008175644A (ja) * | 2007-01-17 | 2008-07-31 | Ntn Corp | センサ付車輪用軸受 |
JP4987162B1 (ja) * | 2011-12-15 | 2012-07-25 | 株式会社トライフォース・マネジメント | 力覚センサ |
JPWO2011065250A1 (ja) * | 2009-11-25 | 2013-04-11 | アルプス電気株式会社 | フォースセンサ |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60209131A (ja) * | 1984-04-03 | 1985-10-21 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | ユニツト型圧覚センサアレイ |
-
1987
- 1987-03-06 JP JP62049996A patent/JPH0663893B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60209131A (ja) * | 1984-04-03 | 1985-10-21 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | ユニツト型圧覚センサアレイ |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03113334A (ja) * | 1989-09-28 | 1991-05-14 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 接触覚センサ |
US5261266A (en) * | 1990-01-24 | 1993-11-16 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Sensor tip for a robotic gripper and method of manufacture |
JP2008116319A (ja) * | 2006-11-03 | 2008-05-22 | Minebea Co Ltd | 3軸力センサ |
JP2008175644A (ja) * | 2007-01-17 | 2008-07-31 | Ntn Corp | センサ付車輪用軸受 |
JPWO2011065250A1 (ja) * | 2009-11-25 | 2013-04-11 | アルプス電気株式会社 | フォースセンサ |
JP4987162B1 (ja) * | 2011-12-15 | 2012-07-25 | 株式会社トライフォース・マネジメント | 力覚センサ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0663893B2 (ja) | 1994-08-22 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |