CN110637217A - 接触检测装置 - Google Patents

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Abstract

在从外部对容积空间施加压力，将其物理变量作为电信号进行检测时，其输出不会根据来自外部的外力被施加的部位不同而大幅变化。本发明是具备由形成为特定形状的安装基体(60)、与安装基体(60)接合并覆盖该安装基体的发泡外观体(10)、安装于安装基体(60)或发泡外观体(10)的限制器(7)形成的规定的容积空间(4)、和将施加于容积空间(4)的来自外部的按压力作为在容积空间(4)形成的物理变化量进行检测的传感器(SEN)，通过以流量、流速、容积的变化等来捕捉上述容积空间的物理变化量的传感器进行检测的接触检测装置，特别是即使与任何位置接触都能够检测出该接触的二维、三维的接触检测装置。

Description

接触检测装置
技术领域
本发明涉及一种由形成为特定形状的安装基体、安装于上述安装基体的将合成树脂材料或合成橡胶材料形成为特定的形状而成的发泡外观体、和在上述发泡外观体的内面侧与发泡合成树脂材料或发泡橡胶材料一体地形成，限制物理变化量的限制器形成容积空间，通过以流量、流速、容积的变化等来捕捉该容积空间的物理变化量的传感器进行检测的接触检测装置，特别是涉及即使与任何位置接触都能够检测出该接触的二维、三维的接触检测装置。
背景技术
作为现有的一般的发泡合成树脂成形体的成形方法和发泡合成树脂成形体，存在使用使聚苯乙烯以微细的泡发泡并固化而成的发泡聚苯乙烯，在其表面涂敷涂料的方法。例如，存在在发泡聚苯乙烯上涂敷木工粘合剂，在该木工粘合剂变硬时，通过喷涂进行涂装的方法。
另外，也存在在水性粘合剂中混合颜料，直接涂敷于发泡聚苯乙烯的方法。而且，还存在如下方法：将日本纸粉碎得较细，在粉体化的日本纸中混炼木工粘合剂、日本糨糊并粘贴于发泡聚苯乙烯，利用水性涂料的新色(ネオカラー)或广告色(ポスターカラー)将其涂装。而且，也存在将发泡聚苯乙烯作为基材并对其进行FRP成形的方法。
这些方法均使涂敷于发泡合成树脂成形体的涂装的厚度变厚，即使形式上的美观性良好，也不耐受实用的使用。
若对相似的技术进行专利检索，则在专利文献1中公开了带发泡层的内饰件的技术。即，专利文献1是一种如下的技术，即，在带发泡层的表皮材料由于来自分散形成于基材的吸气路的真空吸引而被吸附于基材并被粘接而成的带发泡层的内饰件中，表皮材料为热塑性，其表面形状在通过加热处理使表皮材料软化并在该状态下粘接于基材时，通过基于表皮材料用真空吸引模的真空吸引而被赋形，表皮材料沿着表皮材料用真空吸引模的模面被赋形。由此，表面品质提高，且外观的制约变少，其自由度扩大，能够相对于基材表面形成为非相似形状。
专利文献1公开了通过形成为带发泡层的表皮材料由于来自分散形成于基材的吸气路的真空吸引而被吸附于基材并被粘接而成的带发泡层的内饰件，增强发泡层与表皮材料的粘接力的技术。但是，在专利文献1中，没有公开如何能够适应较厚的发泡层。原理上，认为难以将发泡合成树脂材料切削成特定的形状来成形发泡合成树脂。
另外，带发泡层的表皮材料若存在发泡层的厚度的变化、发泡层的形状的变形等，则即使施加均匀压力，也无法作为均匀外压而检测出。
而且，专利文献2公开了如下技术：通过在由发泡合成树脂材料构成的芯材的一面层叠草席面，在另一面层叠含功能化剂的缓冲片材，而且在上述缓冲片材上局部地层叠防滑层，从而薄且重量轻，施工性优异，难以滑动。
该缓冲片材虽然能够对应于榻榻米那样的平坦的构造物，但若存在发泡层的厚度的变化、发泡层的形状的变形等，则即使施加均匀压力，也无法作为均匀外压而检测出。
但是，以往的一般的发泡合成树脂成形体若在例如不量产的产品的罩、特殊的椅子的扶手、特殊车辆或改造车的仪表板等中使用，则机械强度不足，或者涂料像尘埃那样剥落而污染周边，无法廉价地实用。当然，将发泡聚苯乙烯作为基材而对其进行FRP成形的技术能够提高机械强度，但存在弹性欠缺以及高价的问题。
另外，专利文献1及专利文献2公开了增强发泡合成树脂成形体与缓冲片材的粘接力的内容，虽然在形式上作为形成试制品的原材料使用了发泡性合成树脂，但未实现在少量生产品中使用该技术。特别是，例如发泡聚苯乙烯那样的发泡合成树脂成形体较脆，无法切削表面而精加工成规定的形状且使表面美观性良好而平滑化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-125736号公报
专利文献2：日本特开2010-236220号公报
专利文献3：日本特愿2017-170597号
发明内容
发明要解决的课题
之后，本发明人发明了专利文献3所记载的接触检测装置。即，该装置具备：形成为特定的形状的基材；覆盖上述基材的将一张发泡合成树脂材料或发泡橡胶材料形成为特定的形状而成的发泡体；形成于相向的上述基材和上述发泡体的一侧的规定的容积空间；配设于上述容积空间内且具有连续气泡结构的空间维持材料；使上述容积空间内以及上述空间维持材料的被压缩的空气难以从上述基材和/或上述发泡体向外部空气泄漏的形成了上述容积空间的加强层；检测作为由上述加强层形成了的上述容积空间以及上述空间维持材料的物理变化量的传感器。
由此，成为能够检测施加于较广的范围的压力，无论是二维的平面的结构还是三维的立体的结构，都能够进行施工，能够对来自规定以上的外部的压力进行检测的接触检测装置。
但是，在作为上述容积空间的物理变量而检测的接触检测装置中，若基材以及覆盖该基材的由一张发泡合成树脂材料或发泡橡胶材料构成的发泡体弯曲，则有可能产生应力，产生根据施加外部压力和检测输出的位置而变化的检测紊乱。另外，一言之，若对倒U字形施加外部压力，则即使是均匀厚度的发泡体，物理变量也根据倒U字形的长度而变化。另外，若将机器人的位置表现为人体的位置，则为了使腋下、胸的机械强度均匀化，且使外部压力与输出的关系均匀化，需要进行细致的调整。
另外，若该传感器输出根据被施加外部压力的部位而大幅变化，则无法单纯地使用将放大率单一化了的电路，也无法使灵敏度均匀化。例如，若安装有多台传感器，则有时需要多个进行二值化的阈值。另外，根据其设定不同，也会出现无法进行动作的情况。
因此，本发明为了消除以往的问题点，其课题在于，提供一种接触检测装置，在对外观面施加外部压力并将其物理变化量作为电信号进行检测时，传感器输出不会因被施加来自外部的按压力的部位不同而产生大幅变化。
用于解决课题的技术方案
技术方案1的发明的接触检测装置具备：安装基体，形成为特定形状；发泡外观体，与上述安装基体接合并覆盖该安装基体；限制器，形成在上述安装基体和/或上述发泡外观体上，限制上述发泡外观体的外观相反面侧基于来自外部的按压力的物理位移；规定的容积空间，由上述安装基体、上述发泡外观体和上述限制器形成；以及传感器，将施加于上述容积空间的上述发泡外观体的来自外部的按压力作为在上述容积空间形成的物理变化量进行检测。
在此，上述安装基体只要形成为特定形状即可，也可以是发泡合成树脂材料或发泡橡胶材料或不发泡的实心型的材料。以人形机器人为例，上述安装基体相当于机器人自身的外装。特别是，对于不发泡的实心型的材料，在施加来自外部的按压力时，容积空间仅以来自外部的按压力而变形，因此能够增大检测信号。
另外，上述发泡外观体覆盖上述安装基体并接合于该安装基体，将发泡合成树脂材料或发泡橡胶材料形成为特定的形状。该发泡外观体优选由不产生空气泄漏等流体的泄漏的材料形成的、所谓作为独立气泡构造体而发泡的材料。
而且，上述限制器由与上述发泡合成树脂材料或发泡橡胶材料不同的构件或相同的构件一体地形成在形成为特定形状的发泡外观体的内面侧、即外观相反面侧而成，只要将上述发泡合成树脂材料或发泡橡胶材料一体地形成，作为空气路或连通路传递压力即可。另外，上述限制器安装在上述安装基体或上述发泡外观体中的任一方，但也可以将两端分别安装在上述安装基体和上述发泡外观体上。或者，上述限制器也可以与上述安装基体或上述发泡外观体形成为一体。
而且，由上述安装基体、上述发泡外观体与上述限制器的关系形成的规定的容积空间能够通过传感器将施加于上述容积空间的来自外部的按压力作为物理变量进行检测。
另外，上述传感器只要将施加于容积空间的来自外部的按压力作为在上述容积空间形成的物理变量进行检测即可。通常，作为流量、流速、容积的变化来进行检测。
而且，作为对上述空气难以泄漏到外部空气侧而形成的容积空间的物理变量进行检测的传感器，是测量将接触压力、气压、压力等的变化作为应变量或静电电容的变化等，将物理变量作为空气压力、空气的流动、空气的流速、空气流量的变化等来检测的物理变化量的传感器。另外，该传感器也能够使用被称为“MEMS流量传感器”、“MEMS风量传感器”、“流速传感器”的产生空气的流动的市场上出售的微流量传感器(D6F-V03A1)；欧姆龙制)。原理上，在实施本发明的情况下，只要是被称为“MEMS流量传感器”、“MEMS风量传感器”、“流速传感器”等的市场上出售的传感器就能够使用，但本发明人由于需要小型化，所以使用了D6F-V03A1(欧姆龙制)。另外，作为市场上出售的流量传感器，除了欧姆龙产品之外，还实施了(株)KEYENCE、爱知时计电机(株)、(株)山武、ASK(株)的产品，但原理上确认了无论哪家产品的流量传感器都能够实施。
此外，上述传感器SEN是将施加于上述容积空间的来自外部的按压力作为上述容积空间的物理变量，作为空气压力、空气的流动、空气的流速、空气量移动的变化等来进行检测的电路，具体而言，是将施加于上述容积空间的来自外部的按压力作为上述容积空间的物理变化量进行检测，并与特定的阈值进行比较，作为其信号检测输出，得到正常、异常的二值信号的电路。例如，上述传感器输出被输入到附设于微处理器的A-D转换电路，其输出被数字处理，从微处理器输出。
技术方案2的发明的接触检测装置的发泡外观体的作为外观相反面侧的内表面侧的限制器形成为对安装于上述发泡合成树脂材料或发泡橡胶材料的外观相反面侧的上述安装基体进行支承的特定的形状，上述限制器为圆筒状构件、圆柱状构件、多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋。
在此，上述限制器为圆筒状构件、圆柱状构件、多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋，圆筒状构件、圆柱状构件、多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋通过外部压力，既可以进行任意的变形，也可以不变形。另外，也可以不形成为在外观面上显示其存在的结构。
技术方案3的发明的接触检测装置的发泡外观体的内表面侧的限制器是形成有圆形的切口或多边形的切口的结构。
在此，上述限制器是形成有圆形的切口或多边形的切口的结构，空气通过切口而连通，应力(应变)难以产生于上述发泡外观体的外观面。
技术方案4的发明的接触检测装置的发泡外观体的内表面侧的限制器是在均匀厚度的挠性带上形成圆筒状构件、圆柱状构件、多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋的结构，因此，在沿着特定的线强化弹性的情况下，能够呈线状地埋设限制器。对于均匀厚度的挠性带而言，限制器可以形成在带面上，或者也可以是在特定的四边形、长方形的面上形成几个圆筒状构件、圆柱状构件、多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋的结构。
发明效果
技术方案1的发明的接触检测装置的、由形成为特定形状的安装基体、与上述安装基体接合并覆盖该安装基体的将发泡合成树脂材料或发泡橡胶材料形成为特定形状的发泡外观体、与上述发泡合成树脂材料和/或发泡橡胶材料一体地形成或安装而形成于形成为特定形状的发泡外观体的内表面侧、即外观相反面侧，限制基于来自外部的按压力的物理位移的限制器形成的规定的容积空间，利用传感器，将施加于上述容积空间的来自外部的按压力作为在上述容积空间形成的物理变量进行检测。
因此，由于形成为特定形状的发泡外观体与上述安装基体接合并覆盖该安装基体，除了传感器的空气的输入输出之外，对密封状态的部位施加压力，因此，由与上述发泡合成树脂材料和/或发泡橡胶材料一体形成于形成为特定形状的发泡外观体的外观相反面侧的限制器形成的规定的容积空间形成为机器人等特定的外装。因此，若对发泡外观体的外观面侧施加来自外部的按压力，例如若对倒U字形的外观面侧施加按压力，则通过倒U字形的外观相反面侧的两安装间隔，在使按压的部位变化时，发泡外观体的弯曲变化，物理变量也变化。但是，利用与上述发泡合成树脂材料或发泡橡胶材料一体形成的限制器使发泡外观体的弯曲均匀化，也能够使物理变量均匀化。作为限制器，既可以是圆筒状构件、圆柱状构件、多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋、圆形的切口或多边形的切口，也可以是在均匀厚度的挠性带上形成圆筒状构件、圆柱状构件、多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋的结构。另外，限制器与上述安装基体和/或上述发泡外观体一体化或安装于上述安装基体和/或上述发泡外观体，根据使用方式与上述安装基体和/或上述发泡外观体一体化或安装于上述安装基体和/或上述发泡外观体。
这样，由形成为特定形状的安装基体、与上述安装基体接合并覆盖该安装基体的发泡外观体、和与上述发泡外观体一体形成的上述限制器形成规定的容积空间，将施加于上述容积空间的来自外部的按压力作为在上述容积空间形成的物理变化量进行检测的传感器在对上述容积空间施加外部压力，将其物理变化量作为电信号进行检测时，即使被施加外部压力的部位变化，外部压力也不会变化，因此，该传感器输出也不会大幅地紊乱。因此，能够将施加于上述容积空间的按压力作为均匀的传感器输出来判断。
与形成为特定形状的安装基体接合并覆盖该安装基体的发泡外观体在上述发泡外观体的一部分具有外观面。但是，由于仅对发泡外观体的一部分施加外力，因此不会在外观面产生应力等。另外，由于在上述发泡外观体与上述安装基体之间配设有能够设定限制力的限制器，因此能够通过调节上述发泡外观体的外观面的变化而设定为任意的弹性。而且，由于与上述发泡外观体的外观相反面以容许间隙0.5～15mm的间隔位移，因此不会在上述发泡外观体上残留应力，能够在不破坏外观性的情况下进行恢复。虽然上述容许间隙为0.5～15mm以上的间隔没有问题，但从美观度出发，优选在该间隔内。
特别是，本发明的实施方式的接触检测装置能够根据需要通过模具将限制器注射成形，因此能够降低成本。另外，本发明的实施方式的接触检测装置根据需要变更限制器的密度及高度，从而能够任意地设定与物理变化量的关系，能够任意地设定检测传感器SEN的内置的物理变化量的传感器SEN的输出值。
另外，与发泡合成树脂材料和/或发泡橡胶材料一体地形成或安装而形成，限制基于来自外部的按压力的物理位移的限制器，能够通过该限制器任意地设定相对于来自外部的按压力的反应。
在技术方案2的发明的接触检测装置中，将技术方案1的支承安装基体的形成为特定形状的限制器设为圆筒状构件、圆柱状构件、多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋。
因此，除了技术方案1的效果之外，在对容积空间施加外部压力，将其物理变量作为电信号进行检测时，其传感器输出不会由于被施加外部压力的部位的不同而大幅变化。圆筒状构件、圆柱状构件、多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋能够分别作为支柱使用，能够在规定的范围内抑制发泡外观体的弯曲。该圆筒状构件、圆柱状构件、多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋通过相对于平面垂直地配设，能够将外部压力分压，将施加于上述容积空间的按压力作为均匀的传感器输出进行判断。
在技术方案3的发明的接触检测装置中，将技术方案1或技术方案2的支承上述安装基体的形成为特定的形状而成的限制器设为圆形的切口或多边形的切口。因此，通过圆形的切口或三角形以上的多边形的切口形成空气的流通路，能够通过三角形以上的多边形的切口形成空气的流通路，并且能够任意地设定流体阻力，能够不破坏形成为特定的形状的发泡外观体的外观面地使用。
特别是，由于形成为特定的形状而成的限制器是圆形的切口或多边形的切口，因此圆形的切口或多边形的切口在安装基体侧形成空气流，因此，空气的温度被急速冷却，不会产生水滴等。
在技术方案4的发明的接触检测装置中，对上述安装基体进行支承的形成为特定的形状的限制器是在均匀厚度的挠性带上形成有圆筒状构件、圆柱状构件、多棱柱构件状、多棱筒状构件、肋的结构，因此，除了技术方案1或技术方案2的效果之外，通过粘贴形成有圆筒状构件、圆柱状构件、多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋的均匀厚度的挠性带，能够使弹性连续地变化。
特别是，挠性带作为上述安装基体的一部分发挥功能，通过将挠性带粘贴在上述安装基体上，能够先将挠性带粘贴在上述安装基体上，然后组装发泡外观体。
附图说明
图1是例示本发明的实施方式中的接触检测装置的原理的主要部分截面的立体图。
图2是例示本发明的实施方式中的接触检测装置的主要部分剖视图。
图3是本发明的实施方式中的接触检测装置的层叠的发泡外观体的截面的说明图。
图4是本发明的实施方式中的接触检测装置的辅助构成材料的截面的说明图。
图5是从本发明的实施方式中的接触检测装置的外观相反面侧观察到的发泡外观体，(a)是外观相反面侧的主要部分立体图，(b)是切断线A-A线的剖视图。
图6是将本发明的实施方式中的接触检测装置的发泡外观体及限制器一体地安装的截面的说明图。
图7是安装本发明的实施方式中的接触检测装置的人形机器人的整体立体图。
图8是作为安装本发明的实施方式中的接触检测装置的人形机器人的外观面的胸部的整体立体图。
图9是作为安装本发明的实施方式中的接触检测装置的人形机器人的外观相反面的胸部的整体后视图。
图10是将本发明的实施方式中的接触检测装置按压于人形机器人的胸部的外侧时的主要部分立体图。
图11是从本发明的实施方式中的接触检测装置的外观相反面侧观察的其他的发泡外观体，(a)是主要部分立体图，(b)是B-B线的剖视图。
图12是从本发明的实施方式中的接触检测装置的外观相反面侧观察的其他的发泡外观体，(a)是主要部分立体图，(b)是切断线C-C线的剖视图，(c)是切断线D-D线的剖视图。
图13是本发明的实施方式的接触检测装置，(a)是从外观面侧观察的发泡外观体，(b)是切断线H-H线的剖视图，(c)是切断线I-I线的剖视图。
图14是本发明的实施方式的接触检测装置，(a)是从外观面侧观察的发泡外观体，(b)是切断线J-J线的剖视图。
图15是本发明的实施方式的接触检测装置，(a)是表示一列圆筒状构件的主要部分立体图，(b)是表示两列圆筒状构件的主要部分立体图。
图16是将本发明的实施方式中的接触检测装置汇总的图，(a)至(f)是表示各剖视图的主要部分剖视图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在本实施方式中，图示的相同符号及相同附图标记是相同或相当的功能部分，因此在此省略其重复的说明。
[实施方式]
图1～图10是说明本发明的实施方式中的接触检测装置的说明图，形成为特定的形状的安装基体60在人形(人偶)机器人50的构成构件中作为内部搭载有电子零件的保护器而被使用。该安装基体60例如由实心型或发泡性的热塑性树脂材料的合成树脂板、铝、不锈钢、铁、铜、黄铜等金属板构成。特别是，安装基体60优选使用比发泡性的热塑性树脂材料硬且不容易变形的实心型的树脂或金属。
由粘接剂层或双面胶带构成的接合部件2由市场上出售的公知的合成树脂粘接剂或公知的双面胶带构成，与形成为特定的形状而成的发泡外观体10的两端部的安装基体60侧的粘接面1a及粘接面1e的面接合。相反，也可以在安装基体60的粘接面(相当于1a)及粘接面(相当于1e)的位置直接配设粘接剂层或双面胶带作为接合部件2。本实施方式的接合部件2只要能够使由发泡外观体10和安装基体60或发泡外观体10、安装基体60和限制器7形成的空间成为密封状态即可。因此，接合部件2可以是市场上出售的公知的合成树脂粘接剂或公知的双面胶带的任一种。
此外，对于其他实施方式也是同样的。
发泡外观体10的侧面1b和侧面1d以及上表面的外表面1c形成外观面。因此，虽然外观相反面侧由侧面1b和侧面1d、外表面1c形成，但也可以将如侧面1b及侧面1d的内表面那样，与机器人等的安装基体60垂直地形成的面从外观相反面去除。即，若在该状态下从发泡外观体10的上方的面即外表面1c向下方施加按压力，则外表面1c的中央大幅下降。
但是，即使对外表面1c的内侧的中央施加图1所示的下方向的按压力，若立设有作为限制器7的圆筒状构件71，则其垂直方向的位移量被限制器7的前端限制，物理的变异量成为被限制器7限制的残留的变量。即，圆筒状构件71的下表面和/或上表面为凸缘72a，圆筒状构件71的下表面通过由公知的合成树脂粘接剂或公知的市场上出售的双面胶带构成的接合部件2与安装基体60接合。另外，圆筒状构件71的上表面也形成为凸缘72a，但若使圆筒状构件71为尖轴，因为在外表面1c的内侧会产生损伤或破损，所以优选形成为曲面或凸缘72a的平面(与凸缘72a的轴垂直的平面)。圆筒状构件71的上表面既可以是凸缘71a，也可以是由水平面切断而成的形状。另外，既可以粘接于发泡外观体10的外观相反面侧，也可以不粘接而构成。
需要说明的是，之所以将圆筒状构件71的下表面和/或上表面设为扩大面积的凸缘71a，是为了防止由于按压力的集中而使应力进入安装基体60及发泡外观体10地分散按压力。另外，圆筒状构件71既可以由发泡型的树脂形成，也可以为实心型。
这样，若在发泡外观体10的外表面1c的1/2(图的中心)的位置立设作为限制器7的圆筒状构件71，则在从发泡外观体10的外表面1c施加外力时，由于外表面1c的容许间隙δ的间隔以及从限制器7偏离的位置的外力，发泡外观体10的体积减少。因此，由于体积变化成为空气压力而进入未图示的传感器SEN，因此，传感器SEN成为与施加于发泡外观体10的压力相关的检测输出。
但是，在发泡外观体10中未立设作为限制器7的圆筒状构件71时，若对发泡外观体10的外表面1c施加按压力，则外观面伸展或根据位置而收缩，成为应力。若解除外力，则外表面1c由于发泡外观体10所保持的应力而欲缓解这些应力。因此，由于体积变化成为空气压力而进入未图示的传感器SEN，因此，传感器SEN成为与施加于发泡外观体10的压力相关的检测输出。
此外，在此，图1以及图2的实施方式的限制器7仅由圆筒状构件71构成。另外，限制器7既可以配设于发泡外观体10侧，也可以配设于安装基体60侧。
此时，若立设有作为限制器7的圆筒状构件71，则发泡外观体10伸展的物理变量减少，根据需要通过变更限制器7的密度及高度，能够任意地设定与物理变化量的关系，能够任意地设定检测传感器SEN的内置的物理变化量的传感器SEN的输出值。
特别是，本发明的实施方式的接触检测装置能够根据需要通过模具进行注射成形，因此能够降低成本。
圆筒状构件71的上端不固定于发泡外观体10，设为自由端，即可以设为与外表面1c的内侧的面相同的长度，也可以在圆筒状构件71的上表面与外表面1c的内侧的面之间形成间隙。即，也可以将圆筒状构件71的上表面设为外表面1c的变动的内侧的限制器7，形成δ＝0.5～15mm(参照图2)的容许间隙δ，通过容许δ＝0.5～15mm的容许间隙的移动，来确定施加外部压力的极限。由此，能够防止对发泡外观体10的表面施加大的张力而使外观性变差并产生伸展。
该圆筒状构件71的上端和外表面1c的内侧的面的容许间隙δ为0.5～10mm，但根据实施本发明的情况下的发泡外观体10的厚度、形状、圆筒状构件71的间隔等来决定。
另外，图2是说明本发明的实施方式中的接触检测装置的说明图，与图1同样地，形成为特定的形状的安装基体60例如由实心型或发泡性的热塑性树脂材料、铝、不锈钢、铁、铜、黄铜等金属板构成。由粘接剂层或双面胶带构成的接合部件2是公知的合成树脂粘接剂或公知的市场上出售的双面胶带，与形成为特定的形状而成的发泡外观体10的安装基体60侧的粘接面1a及粘接面1e的面接合。配设于安装基体60的粘接面1a及粘接面1e的位置。
与图1同样地，发泡外观体10的侧面1b和侧面1d以及外表面1c形成外观面10A。因此，外观相反面10B侧由侧面1b及侧面1d、外表面1c形成，但也可以将如侧面1b及侧面1d的内表面那样，相对于与安装基体60垂直地形成的面以及与其近似的角度的面、例如相对于直角的角度为±20度以下的倾斜面，从此处所说的外观相反面10B去除。即，若从外表面1c向下方施加外力，则外表面1c的中央大幅下降，但相对于安装基体60在垂直中心±20度以下的倾斜面的外观面10A不会大幅变化。
此时，若对外表面1c的内侧的中央施加下方向的外力，则由于立设有作为限制器7的圆筒状构件71，因此，其垂直方向的位移量被限制，物理检测的变量也变少。
在图2所示的实施方式中，圆筒状构件71的上表面为凸缘71a，圆筒状构件71的下表面也为凸缘71a，利用由公知的合成树脂粘接剂或者公知的市场上出售的双面胶带构成的接合部件2仅将圆筒状构件71的下表面通过凸缘71a与安装基体60接合。而且，圆筒状构件71的上表面为凸缘71a，即使与圆筒状构件71的下表面接触，也不与下表面接合。
另外，限制器7与安装基体60或发泡外观体10一体化或安装于安装基体60或发泡外观体10。而且，限制器7也可以与安装基体60和发泡外观体10一体化或安装于安装基体60和发泡外观体10。
在本实施方式中，将圆筒状构件71的上表面设为凸缘71a，将圆筒状构件71的下表面也设为凸缘71a，利用接合部件2仅将圆筒状构件71的下表面通过凸缘71a与安装基体60接合。但是，在实施本发明的情况下，只要连接发泡外观体10或安装基体60的任一侧即可。另外，从曲面的分布状态来看，其长度也优选为圆筒状构件71的上端与外表面1c的内侧的面分开该容许间隙δ＝0.5～15mm左右。
需要说明的是，在本实施方式中，将圆筒状构件71的上表面设为凸缘71a，但若将圆筒状构件71的上端设为尖头，则由于在外表面1c的内侧会产生损伤或破损，因此优选设为曲面或凸缘71a的端部。在该意义上，优选使用圆筒状构件、圆柱状构件、多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋(复杂构造的加强件构造)。
在此，圆筒状构件71是中空的大致圆筒，也包括中空的圆锥形、圆锥台形等。另外，圆柱状构件72为实心状的大致圆柱，也包括圆锥形、圆锥台形等。多棱柱状或多棱筒状为实心状或中空的大致圆筒或大致圆柱，也包括圆锥形、圆锥台形等。
而且，圆形的切口90或多边形的切口是指，在发泡外观体10的外观相反面10B侧形成四边等的框体，在该框体上形成圆形的切口90或多边形的切口，从而产生空气流。此外，在本发明的实施例中，包含多边形的切口地称为圆形的切口90，不仅包含圆形的切口，还包括半圆的切口等。
如上所述，圆筒状构件71的上表面既可以与外表面1c的内侧的面相同，也可以在圆筒状构件71的上表面与外表面1c的内侧的面之间形成容许间隙δ＝0.5～15mm。即，也可以将圆筒状构件71的上表面设为限制外表面1c的内侧的变动的限制器7，通过容许0.5～15mm的容许间隙δ的移动，来确定施加外部压力的极限。
即使容许δ＝0.5～15mm的容许间隙的移动，也能够可靠地检测出物理变量，另外，不会破坏发泡外观体10的外表面1c的外观性。
即，若在发泡外观体10与安装基体60之间设置容许间隙δ＝0.5～15mm地形成限制器7，则不会对发泡外观体10施加应力，能够不降低其外观性而使用。
在本实施方式中，图2所示的发泡外观体10的外观面10A为侧面1b和侧面1d以及外表面1c，发泡外观体10的安装基体60侧的涂敷有粘接剂的粘接面1a及粘接面1e配设于接合安装基体60的粘接面1a及粘接面1e的位置。当然，通过使发泡外观体10的外观面10A的侧面变薄或者将侧面作为安装基体60侧，还能够消除侧面，使发泡外观体10的外观面10A仅为外表面1c。其结果是，发泡外观体10的外观相反面10B侧只要是一部分的外观面10A侧即可。无论如何，只要能够密封发泡外观体10和安装基体60即可。
形成于安装基体60与发泡外观体10之间的容积空间4成为容积空间4自身封闭的空间。因此，若从外部对发泡外观体10施加压力，则根据该施加的压力而产生应力，产生容积空间4的体积变化，产生压力变化。由于容积空间4的体积变化成为空气压力而进入传感器SEN，因此传感器SEN检测对发泡外观体10施加的压力。
另外，作为传感器SEN，使用市场上出售的微流量传感器(D6F-V03A1；欧姆龙制)的情况下，需要在传感器SEN形成空气的流动。因此，为了产生容积空间4的体积变化，形成从图2所示的辅助空间20向外部产生空气的流动的引导路5b，并向该引导路5b插入引线L。在该状态下产生空气流。另外，若释放对形成于安装基体60与发泡外观体10之间的容积空间4施加的外力，则在容积空间4的恢复力的作用下，成为与传感器SEN反向的空气的流动。赋予容积空间4的外力并非由传感器SEN赋予，但之后有时也仅对传感器SEN进行说明。
如图3所示，在本实施方式的接触检测装置中使用的发泡外观体10是将1张以上的、作为热塑性树脂材料或用粘接剂15层叠粘接2张以上而成的热塑性树脂材料的发泡合成树脂材料11、12、13形成为特定的形状而成的。1张以上的发泡合成树脂材料11、12、13具有在发泡外观体10中出现容积空间4的容积变化的硬度，特别是发泡外观体10可以是存在的内部气泡彼此不相连的独立气泡体、存在的内部气泡彼此相连的连续气泡体中的任一种。但是，为了减少空气的泄漏，优选极其柔软、具有恢复性的独立气泡体，这些发泡外观体10的发泡倍率为10～50倍左右。海绵硬度优选为10～50(JIS-k-6253)的范围内，通常，海绵硬度更优选为15～45，根据结构而稍微变化。
如图3所示，发明人使用了市场上出售的3片的特定标准化的由聚乙烯构成的发泡合成树脂材料11、12、13。由聚乙烯构成的发泡合成树脂材料11、12、13的各标准化尺寸以单体发泡成形，成为表面的发泡密度高的表层。在本实施例中，为了得到比50mm厚的制品，由于标准化的发泡合成树脂材料11、12、13的表面成为表层，所以在其两面的粘接面涂敷并层叠粘接橡胶类的粘接剂。另外，粘接剂15是橡胶类的粘接剂。
作为橡胶类的粘接剂15，将橡胶糊(非甲苯罐装(丸末油业))或作为橡胶糊的粘合剂(GSEN0 X7(KONISHI株))薄薄地涂敷于要粘接的两面，然后使其干燥，使粘接面相向并压缩粘接。橡胶类的粘接剂15为粘合剂(GSEN0 X7(KONISHI株))，环己烷、正庚烷、丙酮为主要成分。
在此，粘接剂15的厚度尽可能地减薄至无法视觉辨认其存在的程度，只要能够仅维持粘接功能即可。这里使用的橡胶糊也能够使用由作为安装基体的与发泡合成树脂材料11、12、13相同的聚乙烯等合成树脂构成的粘接剂15。
图4表示由发泡合成树脂材料或比较柔软的材料形成的限制器7埋设于用于保护偏斜或翻倒、变形的富有弹性的辅助构成材料3中。
即，在组装过程中从外部对限制器7的上端施加按压力，限制器7的粘接剂等接合部件2变弱或剥离或倾斜地固定，限制器7相互倚靠或倾倒。因此，用发泡合成树脂材料的辅助构成材料3保护立设的限制器7。
能够代替在图2所示的实施方式的接触检测装置中使用的圆柱状构件72而设为图4的圆柱状构件72。
作为限制器7的圆柱状构件72的下表面为凸缘72a，设置有孔，在该孔内通过接合部件2a仅接合其一端。在该实施方式中，利用了内部气泡彼此不相连的独立气泡体。因此，辅助构成材料3通过发泡外观体10的按压力而变形，辅助构成材料3的变形量相对于发泡外观体10的按压力成为传感器SEN的输出。在此，在圆柱状构件72的下表面形成有凸缘72a，但也可以省略凸缘72a，将凸缘72a设为圆锥台状、棱锥台状，也可以设为其他形状。
这样，将由独立气泡体包围的容积空间4的内侧覆盖在由连续气泡体构成的辅助构成材料3的外侧，在发泡外观体10的内面侧，在规定的范围内以规定的密度配设有作为限制器7的圆柱状构件72。因此，若以规定的压力按压发泡外观体10的外表面1c，则发泡外观体10的外表面1c变形，变形至与限制器7的端部抵接为止，因此，由存在的内部气泡彼此不相连的密封性良好的独立气泡体构成的发泡外观体10能够将辅助构成材料3的变量导入传感器SEN。假设即使使用了图4的辅助构成材料3，也会变形至与限制器7的端部抵接为止，因此，能够将辅助构成材料3的变量导入传感器SEN。
另外，大径孔3a用于收纳圆柱状构件72的下表面的凸缘72a。
图5是将限制器7的共同的外观基部70以及在其上形成的圆柱状构件72一体地形成的图。该实心的圆柱状构件72能够形成为圆筒状构件71或后述的圆形的切口90或多边形的切口。也能够在发泡外观体10的外观相反面10B侧形成四边等的框体，并在该框体上也设置圆形的切口或多边形的切口。
无论如何，在图5所示的实施方式中，只要一体地形成有与外观基部70连续形成的圆柱状构件72即可。
即，只要具备形成为特定形状的安装基体60、接合于安装基体60并覆盖该安装基体60，将发泡合成树脂材料或发泡橡胶材料形成为特定的形状而成的发泡外观体10、限制发泡外观体10的外观相反面10B侧基于来自外部的按压力的物理位移且安装于安装基体60和/或发泡外观体10的限制器7、由安装基体60、发泡外观体10、和端部与安装基体60和/或发泡外观体10一体化的限制器7形成的规定的容积空间20、和将施加于容积空间20的来自外部的按压力作为在容积空间20中形成的物理变化量而检测的传感器SEN即可。
图6使用作为使由发泡合成树脂材料形成的限制器7的容积空间变化的构件的弹性体的容积位移体8。该容积位移体8由内部气泡彼此相连的连续气泡体形成。因此，若施加按压力，则容积位移体8的体积发生变化，空气经由引导路5a而通过传感器SEN。此时，在内框6配设有多个作为限制器7的圆柱状构件72。发泡外观体10由内部气泡彼此不相连的独立气泡体构成，因此，通过施加按压力，由内部气泡彼此相连的连续气泡体构成的容积位移体8变化，当容积位移体8变化时，空气流经由引导路5a和引导路5b向辅助空间20侧流动。
在本实施方式中，也只要具备形成为特定形状的安装基体60、接合于安装基体60并覆盖该安装基体60，将发泡合成树脂材料或发泡橡胶材料形成为特定的形状而成的发泡外观体10、限制发泡外观体10的外观相反面10B侧基于来自外部的按压力的物理位移、且经由内框6安装于安装基体60及/或发泡外观体10的、由圆柱状构件71或圆柱状构件72或多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋构成的限制器7(7a)、由安装基体60、发泡外观体10、和端部与安装基体60和/或发泡外观体10一体化的限制器7(7a)形成的作为规定的容积空间4的容积位移体8、和将施加于作为容积空间4的容积位移体8的来自外部的按压力作为在作为容积空间4的容积位移体8中形成的物理变化量而检测的传感器SEN即可。
将图6的实施方式的容积空间4作为容积位移体8，将由圆柱状构件72构成的限制器7埋设于容积位移体8。内框6也与图2或图6所示的实施方式相同。由内框6和圆柱状构件72构成的限制器7在图示中由同一材料一体地形成。由圆柱状构件72构成的限制器7形成为放射状，因此难以从2个分割的模具脱模。因此，将圆柱状构件72的高度设定得尽可能低。本实施方式的限制器7由内框6及圆柱状构件72构成。
接着，对本实施方式的接触检测装置的整体进行详细说明。
实施本发明时的发泡外观体10是人形机器人等机器人的包覆层、各种设备的壳体的包覆层，一般由铝板、不锈钢板、铁板、铜板、黄铜板等形成。在合成树脂的情况下，虽然也使用了发泡合成树脂，但主要由注射成形等形成。通过该注射成形而形成的安装基体60基本上由1块热塑性树脂材料构成，但在本实施方式的接触检测装置中，以通过注射成形等形成的1块发泡外观体10的事例进行说明。
作为本实施方式中使用的发泡合成树脂材料，能够使用聚氨酯(PUR)、聚苯乙烯(PS)、聚烯烃(主要为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP))、以及酚醛树脂(PF)、聚氯乙烯(PVC)、尿素树脂(UF)、硅酮(SI)、聚酰亚胺(PI)、三聚氰胺树脂(MF)等发泡化了的树脂，能够利用内部气泡彼此相连的连续气泡体或内部气泡彼此不相连的独立气泡体。但是，为了形成空气难以从发泡外观体10及安装基体60泄漏到外部空气的容积空间4，优选使用内部气泡彼此不相连的独立气泡体。
图2及图6所示的箱型的内框6是通过注射成形而形成的箱框，通过稳定的安装位置将空气压力、空气流引导至传感器SEN的流入口，容积空间4的容积变化、压力变化准确地传递至传感器SEN。内框6成为四边框的箱状是为了防止内框6在水平方向及垂直方向上移动，容易得到外力变化。由内框6形成的空间成为辅助空间20。该辅助空间20既可以暂时吸收容积位移体8的容积变化、压力变化，也可以是完全独立的空间。通常，容积变化体8的容积变化的压力变化以使辅助空间20的内部成为大气压的方式形成空气流。
此外，成为四边形的箱状或コ字状的内框6能够通过对金属板或金属进行模具加工而形成。
即，辅助空间20由发泡合成树脂材料的连续气泡体形成，因此容积位移体8被按压，伴随于此的空气压力经由引导路5a流入传感器SEN的流入口。此时，辅助空间20的空气压力维持大致大气压。但是，由于辅助空间20受到大气压和外部压力的应力，因此原理上压力比外部空气高。另外，当解除容积位移体8的按压力时，容积位移体8经由引导路5b和传感器SEN向容积位移体8导入不足空气量的外部空气。
另外，为了慎重起见进行记载，图6的容积位移体8由发泡合成树脂材料的连续气泡体构成，形成为在通常状态下与大气压相等。该传感器SEN无论是压力传感器还是检测空气的流动的市场上出售的微流量传感器(D6F-V03A1)；欧姆龙制)，使用方法均相同。此时，需要构成为空气从容积位移体8向辅助空间20流动。
在此使用的传感器SEN检测利用未图示的加强层使空气难以向外部空气泄漏而形成的容积位移体8的变量。该传感器SEN只要是市场销售的内置应变计的传感器、隔着隔膜进行检测的传感器、使用了压电效应元件的传感器、静电电容型的传感器就均可使用。
在本实施方式中使用的传感器SEN使用了SMC小型空气压力用压力传感器PSE540A。输入的压力与输出电压V的关系为大致正比关系且灵敏度良好。
传感器SEN的输出由2根电源线、一根输出信号线OUT共3根构成，在本实施方式中，危险信号作为使人形机器人50紧急停止的信号来使用。
例如，在图2的安装基体60的外观相反面10B侧，利用粘接剂接合而配设有箱型的内框6。该内框6接合输出与外力成正比的特性的传感器SEN，向从容积空间4引导空气的引导路5a的流入口施加容积空间4的压力。此时，由于将容积空间4的压力引导至传感器SEN的引导路5a的流入口，因此辅助空间20优选为大气压。
传感器SEN的输出经由引线L，根据需要经由连接器等被引导至微处理器CPU的内置的运算放大器OP等，该运算放大器OP的输出被转换为“H(接通)”、“L(断开)”。另外，根据接通时间或者断开时间的长短的条件，进行信号检测输出AC的“H”、“L”的检测输出的判断。
图7是本实施方式的接触检测装置的人形机器人50的立体图。通过接合部件2将发泡外观体10安装于作为人形机器人50的整体的安装基体60，在规定的位置配设作为限制器7的圆柱状构件72。
图7～图10的人形机器人50在内部搭载有未图示的通用的硬件及软件。成为在发泡外观体10的上表面的周围通过接合部件2能够接合于安装基体60的构造。在发泡外观体10上一体地设置有作为限制器7的圆柱状构件72。如图5所示，限制器7具有厚度M的厚度部分的外观基部70的共用基部和作为厚度N的限制器(参照限制部分N)7直接发挥功能的抵接部分。
作为限制器7具有厚度M的厚度部分的外观基部70的共用基部和作为厚度N的限制器(参照图5的限制部分N)7与安装基体60抵接的直接抵接的部分。当然，作为限制器7，除了圆筒状构件、圆柱状构件之外，还能够形成为多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋、圆形的切口、多边形的切口等。
图7～图10的主要部分立体图表示人形机器人50的胸部51及肩部52的外观。图8的角部(角)55也可以是二维或三维地形成空间，在其中安装配置于远离传感器SEN的位置的微处理器CPU。另外，也可以根据需要在其中配设电池。当然，传感器SEN、电池只要能够维持外观性，也可以配设于人形机器人50的任何部位。
图8是从胸部51的外侧、即外观面10A侧观察的立体图，从胸部51的内侧观察的立体图如图9那样。
并且，本实施方式的人形机器人50在安装基体60的内侧放入未图示的连续气泡体的发泡合成树脂材料板来确保体积，并在与覆盖安装基体60(人形机器人50)的发泡外观体10之间形成容积空间4，而且，使封闭的空气不通过容积空间4，且仅对传感器SEN施加压力。结果，安装基体60(人形机器人50)为金属，传感器SEN固定于此。
在本实施方式中，能够任意地设定传感器SEN相对于图10的角部(角)55的按压和颈部56的按压的传感器输出。
图11是本实施方式的接触检测装置中的覆盖盖体的控制用的接触检测罩58，构成发泡外观体10及限制器7。在中心部设有圆柱形的圆柱状构件72-0，在其周围设有8个圆柱状构件72-1～72-8。另外，在其周围形成有肋75-1～75-8。
本实施方式的接触检测装置的圆柱形的圆柱状构件72-0、其周围的圆柱状构件72-1～72-8、其周围的肋75-0～75-7中的任一个只要被按压，就能够进行接触检测。在此，限制器7由外观基部70和圆柱形的圆柱状构件72-0～72-8的直列结构形成。
图12是本实施方式的接触检测装置中的操作杆用的接触检测罩59。在该实施方式中，在从模具脱模时能够容易地脱模，而且，相对于操作杆插入安装自如。在对由一对形成的接触检测罩59进行螺纹固定之前对两者间进行定位的小径定心用的固定化肋75-0～75-10和固定化肋79-0～79-10、以及作为接触检测而发挥功能的大径定心用的挠性化肋76-0～76-11、挠性化肋77-0～77-11、挠性化肋78-0～78-11形成两个环状的操作杆用的接触检测罩59。
挠性化肋76-0～76-11、挠性化肋77-0～77-11、挠性化肋78-0～78-11将按压力作为外压传递到其自由端，挠性化肋76-0～76-11、挠性化肋77-0～77-11、挠性化肋78-0～78-11限制空气压力的变化。直到限制为止的挠性化肋76-0～76-11、挠性化肋77-0～77-11、挠性化肋78-0～78-11的变化作为物理变化量由传感器SEN检测。因此，能够作为把持的按压力而检测。
图13和图14是本实施方式的接触检测装置中的、从图5的实施方式中的接触检测装置的外观相反面10B侧观察的发泡外观体10的立体图。通过接合部件2将发泡外观体10安装于人形机器人50的安装基体60，在规定的位置配设作为限制器7的切口90。
成为在发泡外观体10的上表面的周围通过接合部件2能够接合于安装基体60的构造。
在发泡外观体10上一体地设置有作为限制器7的切口90。作为限制器7，若对发泡外观体10的外观面10A侧施加按压力，则通过切口90连通，因此，即使按压任意的位置，也不会使外观面10A产生应力地通过传感器SEN获得传感器输出。在此，一体形成的限制器7由外观基部70及切口90形成。
图14是本实施方式的接触检测装置中的、从外观相反面10B侧观察的发泡外观体10的立体图。将成为锥形的发泡外观体10通过接合部件2安装在人形机器人50的安装基体60上，在规定的位置配设作为限制器7的切口90。成为在发泡外观体10的上表面的周围通过接合部件2能够接合于安装基体60的构造。
在成为锥形的发泡外观体10上一体地设置有作为限制器7的切口90。作为限制器7，即使对成为锥形的发泡外观体10的任意的外观面10A施加按压力，由于通过切口90连通，所以即使按压任意的位置，也不会使外观面10A产生应力地通过传感器SEN获得传感器输出。
该限制器7也由外观基部70及切口90形成。
图15是本发明的实施方式的接触检测装置，(a)是表示配设有一列圆筒状构件71的立体图，(b)是表示配设有两列圆筒状构件71的立体图。带基材100是双面胶带或在单面涂敷粘接剂而成的构件。圆柱状构件72粘接下表面的凸缘72a。
因此，若将带基材100接合于安装基体60，将在该带基材100上配设有凸缘72a的构件接合于安装基体60，则构成与配设于带基材100的圆筒状构件71的密度相应的接触检测装置。
需要说明的是，能够使带基材100变宽，在其上配设圆筒状构件71、圆柱状构件72，并裁断成所需的形状来使用。相反，能够使圆筒状构件71、圆柱状构件72以规定的密度分布于带基材100。
在此，总结实施方式，如图16所示。
图16(a)中，通过使安装基体60与发泡外观体10相向，并在发泡外观体10的外观相反侧的整体周围的最外周的粘接面1a及粘接面1e上形成接合部件2，形成容许间隙δ＝0.5～15mm，并以发泡外观体10的周围为挡堤(高出容许间隙)，形成容积空间4。本实施方式的限制器7由同一发泡合成树脂或同一发泡合成橡胶材料构成，由圆柱状构件72及外观基部70形成。
发泡外观体10作为发泡合成树脂材料，是聚氨酯(PUR)、聚苯乙烯(PS)、聚烯烃(主要为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP))、以及酚醛树脂(PF)、聚氯乙烯(PVC)、尿素树脂(UF)、硅酮(SI)、聚酰亚胺(PI)、三聚氰胺树脂(MF)等发泡化了的树脂。另外，安装基体60由实心型或发泡性的热塑性树脂材料、铝、不锈钢、铁、铜、黄铜等金属板构成。
图16(b)中，通过使安装基体60与发泡外观体10相向，并在发泡外观体10的周围的最外周的粘接面1a及粘接面1e上形成接合部件2，形成容许间隙δ＝0.5～15mm，并以发泡外观体10的周围为挡堤(高出容许间隙)，形成容积空间4。本实施方式的限制器7由同一发泡合成树脂或同一发泡合成橡胶材料构成的外观基部70和形成于安装基体60侧的圆柱状构件72形成。发泡外观体10及外观基部70的材料与图16(a)不同。既可以在该安装基体60上安装限制器7的圆筒状构件71的上端，也可以形成容许间隙。
图16(c)中，通过使安装基体60与发泡外观体10相向，并在发泡外观体10的周围的最外周的粘接面1a及粘接面1e上形成接合部件2，形成容许间隙δ＝0.5～15mm，并以发泡外观体10的周围为挡堤(高出容许间隙)，形成容积空间4。本实施方式的限制器7由同一发泡合成树脂或同一发泡合成橡胶材料构成的外观基部70和形成于安装基体60侧的圆筒状构件71形成。发泡外观体10及外观基部70的材料与图16(b)不同。与图16(b)的不同点在于，安装基体60由板材构成，且代替圆柱状构件72而做成圆筒状构件71。在该安装基体60上安装限制器7，既可以形成容许间隙也可以不形成容许间隙地接合。
图16(d)中，通过使安装基体60与发泡外观体10相向，并在发泡外观体10的周围的最外周的粘接面1a及粘接面1e上形成接合部件2，形成容许间隙δ＝0.5～15mm，并以发泡外观体10的周围为挡堤(高出容许间隙)，形成容积空间4。本实施方式的限制器7配设在由发泡合成树脂或发泡合成橡胶材料构成的外观基部70与安装基体60之间。作为限制器7，由实心型或发泡性的热塑性树脂材料、铝、不锈钢、铁、铜、黄铜等金属板构成。发泡外观体10及安装基体60构成为简单的形状。由于在该安装基体60上安装限制器7，因此，既可以在发泡外观体10侧形成容许间隙，也可以在安装基体60上形成容许间隙。
另外，既可以在限制器7的两端接合发泡外观体10或安装基体60，也可以仅开放单侧，在此设置容许间隙。
图16(e)中，通过使安装基体60与发泡外观体10相向，并在发泡外观体10的整体周围的最外周的粘接面1a及粘接面1e上形成接合部件2，形成容许间隙δ＝0.5～15mm，并以发泡外观体10的周围为挡堤(高出容许间隙)，形成容积空间4。本实施方式的限制器7由圆筒状构件71形成。
与图16(c)的实施方式的不同之处在于，在发泡外观体10的整体周围的最外周的粘接面1a及粘接面1e上形成接合部件2，由此得到容许间隙δ＝0.5～15mm。因此，能够简单地进行接合部件2的印刷涂敷等。
图16(f)中，使安装基体60与发泡外观体10相向，并在发泡外观体10的整体周围的最外周的粘接面1a及粘接面1e上形成接合部件2，在此夹持块66，并且在该块66上涂敷接合部件2，另外，除此之外，作为限制器7，由实心型或发泡性的热塑性树脂材料、铝、不锈钢、铁、铜、黄铜等金属板构成，配置构件，形成容许间隙δ＝0.5～15mm，并以发泡外观体10的周围为挡堤(高出容许间隙)，形成容积空间4。本实施方式的限制器7配设在由发泡合成树脂或发泡合成橡胶材料构成的外观基部70与安装基体60之间。
另外，与图16(d)的不同之处在于，使用块66。因此，能够使安装基体60的下降为最小限度。
这样，限制器7限制发泡外观体10的外观相反面侧由于来自外部的按压力的物理位移，形成于安装基体60和/或发泡外观体10，与将其两端固定于发泡外观体10和/或安装基体60相比，优选将一端设为自由端。
在图6的实施方式中，虽然不具有容积空间4，但即使代替容积空间4而作为容积位移体8进行位移，也能够构成本实施方式的接触检测装置。由于在原理上容积位移体8与容积空间4的变化相同，因此省略。
对于由安装基体60、发泡外观体10和端部与安装基体60和/或发泡外观体10一体化的限制器7形成的规定的容积空间4而言，该空间也可以如容积变位体8那样由弹性体形成。
上述实施方式的接触检测装置具备：形成为特定形状的安装基体60；与安装基体60接合并覆盖该安装基体60，将发泡合成树脂材料或发泡橡胶材料形成为特定的形状而成的发泡外观体10；限制发泡外观体10的外观相反面10B侧基于来自外部的按压力的物理位移、安装于安装基体60和/或发泡外观体10，限制物理变化的限制器7；由安装基体60、发泡外观体10和上述前端与安装基体60及/或发泡外观体10一体化的限制器7形成的规定的容积空间4或作为使容积空间4变化的构件的弹性体的容积位移体8；以及将施加于容积空间4或容积位移体8的来自外部的按压力作为由容积空间4或容积位移体8形成的物理变化量而检测的传感器SEN。
在此，限制器7是如圆筒状构件71或圆柱状构件72那样安装或形成于安装基体60和/或发泡外观体10的构件，只要是具有多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋的形状的构件即可。另外，如图5所示，既可以与外观基部70分离，也可以将外观基部70与圆筒状构件71或圆柱状构件72、多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋一体地形成。而且，既可以由发泡树脂材料形成，也可以由实心型的合成树脂形成。
因此，由于形成为特定形状的发泡外观体10与安装基体60接合并覆盖该安装基体60，除了传感器SEN的空气的输入输出之外，对密封状态的部位施加压力，所以由与发泡合成树脂材料和/或发泡橡胶材料一体形成在形成为特定形状的发泡外观体10的外观相反面10B侧的限制器7形成的规定的容积空间4或作为使容积空间4变化的构件的弹性体的容积位移体8能够作为机器人等的特定的外装使用。因此，当对发泡外观体10的外观面10A侧施加来自外部的按压力时，例如若对倒U字形的外观面10A侧施加按压力，则通过倒U字形的外观相反面10B侧的安装间隔，使按压的部位变化时，发泡外观体10的弯曲变化，物理变量也变化。但是，利用与发泡合成树脂材料或发泡橡胶材料一体形成的限制器7使发泡外观体10的弯曲均匀化，也能够使物理变量均匀化。作为限制器7，既可以是圆筒状构件、圆柱状构件、多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋、圆形的切口或多边形的切口，也可以在均匀厚度的挠性带上形成圆筒状构件、圆柱状构件、多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋。另外，限制器7与安装基体60和/或发泡外观体10一体化或安装于安装基体60和/或发泡外观体10。
这样，接触检测装置具备由形成为特定形状的安装基体60、与安装基体60接合并覆盖该安装基体60的发泡外观体10、和与发泡外观体10一体地形成的限制器7形成的规定的容积空间4或作为使容积空间4变化的构件的弹性体的容积位移体8、以及将施加于容积空间4的来自外部的按压力作为在容积空间4形成的物理变化量而检测的传感器SEN，在对容积空间4或容积位移体8施加外部压力，并将其物理变化量作为电信号进行检测时，即使被施加外部压力的部位产生了变化，外部压力也不会变化，因此，该传感器SEN输出也不会大幅地紊乱。因此，能够将施加于上述容积空间4或容积位移体8的按压力判断为均匀的传感器SEN输出。
与形成为特定形状的安装基体60接合并覆盖该安装基体60的发泡外观体10在上述发泡外观体10的一部分具有外观面10A。但是，由于仅对发泡外观体10的一部分施加外力，因此不会对外观面10A施加应力等。另外，由于在发泡外观体10与安装基体60之间配置能够设定限制力的限制器7，因此能够通过调节将发泡外观体10的外观面10A的变化设定为任意的弹性。而且，由于以与发泡外观体10的外观相反面10B的容许间隙0～5mm的间隔位移，因此能够不会在发泡外观体10上残留应力且不会破坏外观面10A地使外观面10A恢复。
特别是，本发明的实施方式的接触检测装置能够根据需要通过模具进行注射成形，因此能够降低成本。
另外，本发明的实施方式的接触检测装置根据需要变更限制器7的密度及高度，由此能够任意地设定与物理变化量的关系。因此，能够任意地设定对传感器SEN的内置的物理变化量进行检测的传感器SEN的输出值。
上述接触检测装置的支承安装基体60的形成为特定形状而成的限制器7形成为圆筒状构件、圆柱状构件、多棱柱状构件、多棱筒状、肋。
因此，在对容积空间4或容积位移体8施加外部压力，并将该物理变量作为电信号进行检测时，该传感器输出不会由于被施加外部压力的部位的不同而大幅变化。圆筒状构件71、圆柱状构件72、多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋能够分别作为支柱使用，能够在规定的范围内抑制发泡外观体10的弯曲。该圆筒状构件71、圆柱状构件72、多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋通过相对于平面垂直地配设，能够将外部压力分压，将施加于容积空间4的按压力判断为均匀的传感器输出。
另外，支承安装基体60的形成为特定的形状而成的限制器7形成为圆形的切口90或多边形的切口。因此，通过圆形的切口或三角形以上的多边形的切口形成空气的流通路，通过三角形以上的多边形的切口形成空气的流通路，并且能够任意地设定流体阻力，能够不破坏形成为特定的形状的发泡外观体的外观面10A地使用。
特别是，由于形成为特定的形状而成的限制器7为圆形的切口或多边形的切口，因此圆形的切口或多边形的切口在安装基体侧形成空气流，因此空气的温度被急速冷却，不会产生水滴等。
而且，由于支承安装基体60的形成为特定的形状而成的限制器7为在均匀厚度的可挠性带上形成有圆筒状构件、圆柱状构件、多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋的构件，因此，通过粘贴形成有圆筒状构件、圆柱状构件、多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋的均匀厚度的挠性带，能够使弹性连续地变化。
特别是，挠性带作为安装基体的一部分发挥功能，通过将挠性带粘贴在上述安装基体上，能够先将挠性带粘贴在安装基体上，然后组装发泡外观体。
另外，由于支承安装基体60的形成为特定的形状而成的限制器7为在均匀厚度的可挠性带上形成有圆筒状构件、圆柱状构件、多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋的构件，因此，通过粘贴形成有圆筒状构件、圆柱状构件、多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋的均匀厚度的挠性带，能够使弹性连续地变化。
特别是，挠性带作为安装基体60的一部分发挥功能，通过将挠性带粘贴在上述安装基体上，能够先将挠性带粘贴在上述安装基体上，然后组装发泡外观体10。
在实施本发明的情况下，具备形成为特定形状的安装基体60、与安装基体60接合并覆盖该安装基体60，将发泡合成树脂材料或发泡橡胶材料形成为特定形状的发泡外观体10、限制由于来自发泡外观体10的外观面10A侧的按压力产生的物理位移且安装于安装基体60和/或发泡外观体10的限制器7、由安装基体60、发泡外观体10和上述前端与安装基体60和/或发泡外观体10一体化的限制器7形成的规定的容积空间4或容积变位体8、和将施加于容积空间4或容积变位体8的来自外部的按压力作为在容积空间4形成的物理变化量而检测的传感器SEN。
安装于安装基体60和/或发泡外观体10的限制器7能够为安装于安装基体60和/或发泡外观体10的构件，或者与安装基体60和/或发泡外观体10一体地形成的构件。
另外，限制器7可以相对于安装基体60和/或发泡外观体10形成一对圆筒状构件71、圆柱状构件72、多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋，或者也可以形成在厚度部分的共用基部、即外观基部70上和/或下。
附图标记说明
2 接合部件
3 辅助构成材料
4 容积空间
5 引导路
6 内框
7 限制器
8 容积位移体
10 发泡外观体
10A 外观面
10B 外观相反面
20 辅助空间
50 人形机器人
60 安装基体
70 外观基部
71 圆筒状构件
72 圆柱状构件
SEN 传感器

Claims (4)

1.一种接触检测装置，其特征在于，
具备：
安装基体，形成为特定形状；
发泡外观体，与所述安装基体接合并覆盖该安装基体，将发泡合成树脂材料或发泡橡胶材料形成为特定形状而成；
限制器，形成于所述安装基体和/或所述发泡外观体，限制所述发泡外观体的外观相反面侧基于来自外部的按压力的物理位移；
规定的容积空间，由所述安装基体、所述发泡外观体和所述端部与安装基体和/或所述发泡外观体一体化而成的所述限制器形成；以及
传感器，将施加于所述容积空间的来自外部的按压力作为在所述容积空间形成的物理变化量进行检测。
2.根据权利要求1所述的接触检测装置，其特征在于，
所述限制器形成为圆筒状构件、圆柱状构件、多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋之一。
3.根据权利要求1或2所述的接触检测装置，其特征在于，
所述限制器形成为圆形的切口或多边形的切口。
4.根据权利要求1或2所述的接触检测装置，其特征在于，
所述限制器形成为在均匀厚度的挠性带上形成有圆柱状构件、圆筒状构件、多棱柱状构件、多棱筒状构件、肋之一。
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