CN113924196A - 触觉传感器、机械手以及机器人 - Google Patents

Abstract

触觉传感器具备：罩，以覆盖基部的至少一部分的方式设置；第一力检测部，检测从罩向基部靠近的方向上施加于罩的力；以及第二力检测部，在第一力检测部检测到施加于罩的力之后，在罩进一步向靠近基部的方向位移的情况下，检测施加于罩的力。

Description

触觉传感器、机械手以及机器人

技术领域

本公开涉及触觉传感器、机械手以及机器人。

背景技术

在利用机械手把持工件等物体并搬运该物体、或者将该物体组装于组装目的地的其它物体的情况下，提出有与设置于机械手的触觉传感器相关的各种技术。

例如，作为6轴力传感器，提出有以能够检测来自上下、左右、前后的按压力的方式在内部支承体的外表面的12个部位固定配置静电电容式的压力传感器的技术(日本特开2016-205942号公报)。

发明内容

发明所要解决的技术问题

在上述日本特开2016-205942号公报所记载的技术中，由于仅由相同种类的压力传感器构成，因此存在有能够检测的力(载荷)的范围变窄这样的问题。另一方面，若要扩大能够由相同种类的传感器检测的力的范围，则存在有灵敏度降低这样的问题。

本公开就是鉴于上述的点而完成的，其目的在于提供触觉传感器、机械手以及机器人，与通过相同种类的力检测部来检测力的情况相比，能够以高灵敏度检测较小的力，并且能够扩大能够检测的力的范围。

用于解决技术问题的方案

为了实现上述目的，本公开所涉及的触觉传感器具备：罩，以覆盖基部的至少一部分的方式设置；第一力检测部，检测从所述罩向基部靠近的方向上施加于所述罩的力；以及第二力检测部，在所述第一力检测部检测到施加于所述罩的力之后，在所述罩进一步向靠近所述基部的方向位移的情况下，检测施加于所述罩的力。

发明效果

根据本公开所涉及的触觉传感器、机械手以及机器人，具有：第一力检测部，检测施加于罩的力；以及第二力检测部，在第一力检测部检测到施加于罩的力之后，在罩进一步向靠近基部的方向位移的情况下，检测施加于罩的力，从而与通过相同种类的力检测部来检测力的情况相比，能够以高灵敏度检测较小的力，并且扩大能够检测的力的范围。

附图说明

图1是表示本公开的第一实施方式所涉及的机器人的结构例的概略图。

图2是表示该实施方式所涉及的触觉传感器的结构例的分解立体图。

图3是表示该实施方式所涉及的触觉传感器的结构例的剖视图。

图4是表示该实施方式所涉及的触觉传感器的结构例的俯视图。

图5是表示对该实施方式所涉及的触觉传感器施加力时的情况的一个例子的剖视图。

图6是表示对该实施方式所涉及的触觉传感器施加力时的情况的一个例子的剖视图。

图7是表示本公开的第二实施方式所涉及的触觉传感器的结构例的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的实施方式的一个例子进行说明。此外，在各附图中，对相同或者等价的结构要素以及部分标注相同的附图标记。另外，为了便于说明，附图的尺寸以及比率被夸大，存在与实际的比率不同的情况。

<第一实施方式>

(机器人的概略结构)

首先，参照图1对本实施方式所涉及的机器人10的概略结构的一个例子进行说明。本实施方式所涉及的机器人10例如是一边把持作为对象物的工件一边进行各种作业的工业机器人。作为机器人10进行的作业的一个例子，列举有产品或者半成品的组装作业。更具体而言，列举有将带有容易弯折的端子的电子元件等插入到规定位置的作业、需要较大的压入力的元件彼此的嵌合作业。如图1所示，机器人10具有机器人主体11和机械手13。

机器人主体11具有基座部11a和一端侧安装于基座部11a的机械臂部11b。在机械臂部11b的另一端侧设置有机械手13。机械手13具有作为与后述的触觉传感器(相当于在图2及其以后中说明的触觉传感器100、200)对置的对置部的手指13a、13b。在手指13a、13b的相互对置的面S设置有触觉传感器。在机械手13中，通过朝向对象物驱动作为对置部的手指13a、13b而在对置部与触觉传感器之间把持对象物。以上，对本实施方式所涉及的机器人10的结构例进行了说明。

(触觉传感器的概略结构)

接下来，参照图2、图3、图4对本实施方式所涉及的触觉传感器100的概略结构的一个例子进行说明。图3是图4中的A-A剖视图。触觉传感器100是用于定性或者定量地检测在向基部110靠近的方向上对罩120施加的力(载荷)的装置。在触觉传感器100被应用于机械手13的手指13a的情况下，触觉传感器100检测从在触觉传感器100与作为对置部的手指13b之间把持的对象物施加于罩120的力。如图2所示，触觉传感器100具备罩120、第一力检测部130以及第二力检测部140。

基部110是支承触觉传感器100的板状的构件。另外，基部110也可以构成为机械手13的手指13a、13b的一部分。对于基部110的材质以及形状，只要能够被后述的罩120覆盖基部110的至少一部分即可，并没有特别限定。例如，作为基部110的材质，列举有金属、硬质树脂等。

罩120以覆盖基部110的至少一部分的方式设置。特别是，罩120覆盖触觉传感器100中的为了检测力所要求的范围。在触觉传感器100被用于机械手13的情况下，罩120覆盖与作为对置部的手指13a、13b相对应的位置。如图3所示，罩120设置于与基部110对置的位置。另外，罩120被保持为能够向靠近基部110的方向移动。对于罩120的材质以及形状，只要相对于后述的施加于罩120的力具有充分的刚性即可，并没有特别限定。例如，作为罩120的材质，列举有金属、硬质树脂等。另外，罩120的形状并不局限于后述那样的矩形状，可以采用能够覆盖基部110的至少一部分的任意的形状。

第一力检测部130设置于罩120与基部110之间，检测从罩120向基部110靠近的方向上施加于罩120的力。第一力检测部130对于较小的力具有较高的检测灵敏度。第一力检测部130检测的载荷的额定值被设为较小的值。具体而言，第一力检测部130检测0.5N～20N左右的范围的力。特别是，第一力检测部130的检测灵敏度为0.5N左右。

第一力检测部130具有在至少一方设置有电极的一对基板间设置有弹性构件的结构。第一力检测部130通过检测随着弹性构件的伸缩的在至少一方设置有电极的一对基板间的电特性的变化(例如，静电电容的变化或者电阻值的变化)来检测施加于罩120的力。另外，电极也可以分别设置于一对基板。

第一力检测部130通过具有在至少一方设置有电极的一对基板间设置有弹性构件的结构，能够以较高灵敏度来检测较小的力。即，由于成为在第一力检测部130中使用了能够进行微小的位移的弹性构件的结构，因此第一力检测部130能够以较高灵敏度检测较小的力。另外，第一力检测部130通过具有在至少一方设置有电极的一对基板之间设置有弹性构件的结构，从而能够在罩120的较广的区域检测施加于罩120的力，提高触觉传感器100的设计容易性。

具体而言，如图3所示，第一力检测部130也可以在设置有第一电极133的第一基板131与设置有第二电极137的第二基板135之间具有弹性构件139。第一力检测部130通过检测随着弹性构件139的伸缩的、第一电极133与第二电极137之间的静电电容的变化来检测施加于罩120的力。

第一电极133以及第二电极137是夹着弹性构件139相互对置的金属制的电极。另外，第一基板131是在与第二基板135对置的面上设置有第一电极133的树脂制的基板，第二基板135是在与第一基板131对置的面上设置有第二电极137的树脂制的基板。

弹性构件139是具有规定的弹性的构件，以便在对罩120施加力时，使罩120向靠近基部110的方向位移。弹性构件139设置于第一电极133与第二电极137之间。弹性构件139例如由橡胶等软质树脂构成。弹性构件139具有规定的弹性，只要能够使第一电极133与第二电极137之间的距离根据对罩120施加的力而变化即可，材质以及构造并没有特别限定。例如，弹性构件139也可以由树脂或者金属制的板簧、螺旋弹簧等构成。另外，弹性构件139也可以以能够使第一电极133与第二电极137接触分离的方式直接安装于罩120和基部110。另外，本实施方式所涉及的第一力检测部130也可以取代设置于电极间的弹性构件139而具有设置于电极的外侧并将第一电极133与第二电极137支承为能够接触分离的结构。

另外，如图4所示，设置有第一电极133的第一基板131以遍及罩120的基部110侧的面的大致整体的方式设置。另一方面，设置有第二电极137的第二基板135以及弹性构件139在基部110与罩120之间设置于俯视观察罩120时的中央部分。即，在基部110与罩120之间，在俯视观察罩120时的外周侧存在设置有第二电极137的第二基板135、未设置弹性构件139的区域。这样，第一力检测部130设置于在罩120与基部110之间具有规定的宽度的区域。由此，能够在罩120中较广的区域检测施加于罩120的力。

另外，在第一力检测部130中，如图2所示，也可以在弹性构件139和设置有电极的一对基板的大致中央设置矩形状的空间。在该空间内收容有后述的第二力检测部140。

第二力检测部140在第一力检测部130检测到施加于罩120的力之后，在罩120进一步向靠近基部110的方向位移的情况下，检测施加于罩120的力。第二力检测部140能够直到较大的力(即，载荷)为止大范围地检测力。即，第二力检测部140所检测的载荷的额定值为较大的值。

特别是，第二力检测部140能够检测的力的最大值比第一力检测部130能够检测的力的最大值大。具体而言，第二力检测部140被设为能够检测1.5N～50N左右的范围的力。第二力检测部140的检测灵敏度被设为1.5N左右。

通过使第二力检测部140能够检测的力的最大值比第一力检测部130能够检测的力的最大值大，与仅由第一力检测部130检测力的情况相比，能够扩大能够检测的力的范围。进而，第二力检测部140在第一力检测部130检测到力之后，在罩120进一步向靠近基部110的方向位移的情况下，检测施加于罩120的力。因而，通过第一力检测部130对较小的力进行高灵敏度的检测，并且在第一力检测部130中，对于检测精度较低或者无法检测的力的范围，通过第二力检测部140来检测力。因此，根据本实施方式所涉及的触觉传感器100，能够以高灵敏度检测较小的力，并且能够扩大能够检测的力的范围。

第二力检测部140也可以是检测从罩120朝向基部110的方向上的力的1轴方向的力传感器。通过使用能够检测到较大的力的力传感器，与仅使用第一力检测部130的情况相比，能够进行大范围的力的检测。第二力检测部140例如是压电电阻式的力传感器。

作为第二力检测部140的力传感器与具有弹性构件139的结构的第一力检测部130相比，被设为刚性较高(即，难以位移)的构造。即，即使以较小的行程，第二力检测部140也能够检测较大的力。由此，能够抑制第一力检测部130因第二力检测部140检测的较大的力而以较大的行程过度地变形。另外，由于对于施加于罩120的较大的力，来自第二力检测部140的输出表示线性响应，因此使用了触觉传感器100的输出的控制变得容易。特别是，在第一力检测部130具有弹性构件139的结构的情况下，对于较大的力，来自第一力检测部130的输出成为非线性。因此，在检测较大的力的情况下，通过利用来自第二力检测部140的线性响应，能够更容易地进行控制。

如图3以及图4所示，第二力检测部140配置于在第一力检测部130的大致中央部分设置的矩形状的空间内。第二力检测部140在该空间内安装于基部110。在未对罩120施加力、或者罩120的朝向基部靠近110的方向上的位移较小的状态下，第二力检测部140构成为不与罩120的基部110侧的面接触。

在对罩120施加力而使罩120向靠近基部110的方向位移了规定距离以上的情况下，作为第二力检测部140的1轴方向的力传感器与罩120接触。其结果是，施加于罩120的力由第二力检测部140检测。为了容易检测施加于罩120的力，也可以在罩120的与作为第二力检测部140的1轴方向的力传感器相对应的位置设置朝向力传感器突出的突起。

另外，为了实现上述力的检测范围，第二力检测部140也可以具有多个力传感器。在该情况下，第二力检测部140也可以不设置于第一力检测部130的大致中央部分。即，作为第二力检测部140的多个力传感器也可以在罩120与基部110之间分别设置于分散的位置。

另外，本实施方式所涉及的触觉传感器100还可以具备限制构造150。限制构造150限制罩120相对于基部110的倾斜。通过利用限制构造150来限制罩120相对于基部110的倾斜，能够防止力偏向特定的部位而被检测。其结果是，在触觉传感器100中，能够通过第一力检测部130或者第二力检测部140准确地检测产生于罩120的力，能够扩大能够通过触觉传感器100检测的力的范围。

具体而言，限制构造150也可以由限制罩120向靠近基部110的方向移动的止动件151构成。止动件151是固定于基部110的大致长方体形状的构件。

止动件151的与基部110相反一侧的端面被设为能够与罩120的基部110侧的面直接或者间接地抵接。另外，如图3所示，在止动件151的与基部110相反一侧的端面和罩120的基部110侧的面之间，在未对罩120施加力的状态下设置有规定距离的间隙。当对罩120施加力时，罩120向靠近基部的方向位移。此时，在力仅集中于罩120的一部分等而使罩120相对于基部110倾斜地位移的情况下，止动件151支承罩120，从而抑制罩120的倾斜。

如图4所示，止动件151设置于与罩120的周缘部相对应的位置。由此，限制罩120的周缘部向靠近基部110的方向移动，因此抑制罩120的倾斜。另外，止动件151设置于与形成为矩形状的罩120的四角相对应的位置。由此，限制罩120的四角向靠近基部110的方向移动，因此抑制罩120的倾斜。其结果是，在触觉传感器100中，能够通过第一力检测部130或者第二力检测部140准确地检测产生于罩120的力，能够扩大能够通过触觉传感器100检测的力的范围。

对于止动件151的形状以及材质，只要具有止动件151能够支承罩120的程度的规定的刚性即可，并没有特别限定。特别是，止动件151只要具有弹性构件139以上的刚性即可。例如，止动件151的材质列举有金属、硬质树脂等。

另外，本实施方式所涉及的触觉传感器100也可以具备接触部160。接触部160设置于罩120的与基部110相反一侧的面，与对象部位接触。通过从罩取下接触部160而能够与其它接触部160进行更换。接触部160的形状和材质并没有特别限定。

通过具有接触部160，避免对象部位与罩的直接接触，保护对象部位或者罩。另外，由于接触部160被设为能够更换，因此能够调换磨损的接触部160。其结果是，能够抑制因接触部160的劣化所引起的形状变化而导致施加于罩120的力的分布不均匀。因而，能够通过第一力检测部130或者第二力检测部140准确地检测施加于罩120的力，能够扩大能够通过触觉传感器100检测的力的范围。另外，在接触部160劣化的情况下，仅更换接触部160即可，因此维护作业性提高。

由于接触部16被设为能够更换，因此在触觉传感器100被用于机械手13的情况下，能够根据工件的种类、基于机械手13的作业内容而设为恰当的特性、形状的接触部160。例如，在容易滑动的工件的情况下，能够设为由摩擦系数较高的材料构成的接触部160。另外，在工件为具有球面的外形的情况下，能够将接触部160设为具有与工件相应的球面的形状。其结果是，基于机械手13的操纵作业的作业性提高。以上，对本实施方式所涉及的触觉传感器100的概略结构例进行了说明。

(触觉传感器的动作例)

接下来，参照图5和图6对本实施方式所涉及的触觉传感器100的动作例进行说明。作为一个例子，如图5所示，将较小的力F1施加于罩120。此时，弹性构件139与力F1的大小相应地沿力F1的方向压缩变形。由此，第一电极133与第二电极137之间的距离发生变化，弹性构件139的静电电容等电特性发生变化。基于该电特性的变化，第一力检测部130高灵敏度地检测力F1。此时，由于力F1较小，因此弹性构件139的压缩量(即，罩120朝向基部110的位移量)较小，在第二力检测部140中没有检测到力，或者是稍微检测到力的程度。触觉传感器100对检测出的力F1进行输出。

作为另一个例子，如图6所示，设为对罩120施加了较大的力F2。此时，首先，第一力检测部130的弹性构件139在力F2的朝向上被压缩，如上所述，第一力检测部130检测力F2。当力F2足够大时，在第一力检测部130开始力F2的检测之后，罩120进一步向靠近基部110的方向位移。其结果是，罩120与第二力检测部140接触，第二力检测部140检测对罩120施加的力F2。触觉传感器100对检测出的力F2进行输出。

如上所述，第一力检测部130构成为能够以高灵敏度检测较小的力。另一方面，第二力检测部140能够检测较大的力。因而，在图6所示的力F2那样的较大的力施加于罩120的情况下，在第一力检测部130检测到力之后，通过由第二力检测部140检测力，也能够检测较大的力。对本实施方式所涉及的触觉传感器100的动作例进行了说明。

根据本实施方式所涉及的触觉传感器100，具备第二力检测部140，在第一力检测部130检测到施加于罩120的力之后，在罩120进一步向靠近基部110的方向位移的情况下，该第二力检测部140检测施加于罩120的力。由此，能够通过第一力检测部130高灵敏度地检测较小的力，进而通过第二力检测部140检测较大的力。其结果是，与通过相同种类的力检测部检测力的情况相比，能够以高灵敏度检测较小的力，并且能够扩大能够检测的力的范围。

另外，根据具备了本实施方式所涉及的触觉传感器100的机械手13或者机器人10，能够以高灵敏度检测较小的力，能够检测的力的范围较广，因此能够应对基于较小的力的细致的作业、需要较大的力的嵌合作业等各种作业。即，根据本实施方式所涉及的机械手13或者机器人10，能够通用地应对各种工件以及使用了该工件的作业。以上，对本公开所涉及的触觉传感器100的实施方式的一个例子进行了说明。

(变形例)

接着，对本实施方式所涉及的触觉传感器100的一个变形例进行说明。本变形例与上述实施方式相比，不同点在于，基于第一力检测部130的施加于罩120的力的检测方式是检测弹性构件139的电阻的变化的方式。本变形例的其它结构与上述实施方式相同，因此省略说明。

在本变形例中，弹性构件139具有规定的导电性。例如，弹性构件139是在内部分散有导电性粒子(例如金属粒子)的橡胶构件。通过具有导电性的弹性构件139的伸缩，弹性构件139的电阻值发生变化。该电阻值的变化是通过计测第一电极133与第二电极137之间的电阻来检测的。另外，对于弹性构件139的电阻值的变化，也可以不设置第一电极133和第二电极137，而是通过与弹性构件139导通的引线形成电路并测定电阻。另外，在检测弹性构件139的电阻值的变化时，将用于计测电阻值的电极设为两个，该电极也可以通过设置于一对基板中的任一方的结构而被测定。

根据本变形例，在第一力检测部130中，弹性构件139具有导电性，通过检测基于弹性构件139的伸缩的电阻值的变化来检测施加于罩120的力。由此，能够以比较简便的结构准确地检测能够由第一力检测部130检测的较小的力。以上，对本实施方式所涉及的触觉传感器100的一个变形例进行了说明。

<第二实施方式>

接下来，参照图7对本公开的实施例的其它例进行说明。本实施方式所涉及的触觉传感器200与第一实施方式相比，不同点在于，在多个部位设置了检测力的机构。此外，在本实施方式的说明中，对于与第一实施方式的结构共同的点，有时省略说明。

如图7所示，本实施方式所涉及的触觉传感器200构成为包括基部110、第一力检测部130、第二力检测部140以及罩220。罩220是剖视呈大致L字形状的板状构件。罩220具有侧面覆盖部221和端面覆盖部223。

侧面覆盖部221是罩220中的沿基部110的侧面111配置的部位。端面覆盖部223是从侧面覆盖部221的沿基部110延伸的方向上的端部起延伸，并沿基部110的端面113配置的部位。

第一力检测部130和第二力检测部140设置于罩220的侧面覆盖部221与基部110的侧面111之间。另外，第一力检测部130和第二力检测部140也设置于罩220的端面覆盖部223与基部110的端面113之间。

另外，本实施方式所涉及的触觉传感器200还具备止动件250。止动件250具有侧面止动件251和端面止动件253。

侧面止动件251是设置于基部110的侧面111的截面L字状的构件。侧面止动件251具有作为L字状中的一个部位的第一接触部251a和作为从一个部位弯折的其它部位的第二接触部251b。

第一接触部251a是沿侧面111延伸的部位，侧面止动件251经由第一接触部251a安装于基部110。第一接触部251a能够与罩220的侧面覆盖部221的基部110侧的面抵接，与侧面覆盖部221接触而限制侧面覆盖部221向靠近基部110的侧面111的方向移动。

第二接触部251b是从第一接触部251a起沿侧面111的法线方向竖立设置的部位。第二接触部251b被设为能够与侧面覆盖部221的一端面221a抵接，与侧面覆盖部221的一端面221a接触而限制端面覆盖部223向靠近基部110的端面113的方向移动。

端面止动件253是设置于基部110的端面113的截面L字状的构件。端面止动件253具有作为L字状中的一个部位的第三接触部253a和作为从一个部位弯折的其它部位的第四接触部253b。

第三接触部253a是沿端面113的法线方向竖立设置的部位。第三接触部253a被设为能够与端面覆盖部223的另一端面223a抵接，与端面覆盖部223的另一端面223a接触而限制侧面覆盖部221向靠近基部110的侧面111的方向移动。

第四接触部253b是从第三接触部253a起沿端面113延伸的部位，端面止动件253经由第四接触部253b安装于基部110。第四接触部253b能够与罩220的端面覆盖部223的基部110侧的面抵接，与端面覆盖部223接触而限制端面覆盖部223向靠近基部110的端面113的方向移动。

接下来，参照图7对本实施方式所涉及的触觉传感器200的动作进行说明。如图7所示，假设力F3施加于罩220的侧面覆盖部221。此时，罩220向靠近基部110的侧面111的方向位移。在该情况下，通过设置于侧面覆盖部221与基部110的侧面111之间的第一力检测部130和第二力检测部140来检测力F3。当力F3足够大时，罩220进一步向靠近基部110的方向位移。其结果是，罩220的侧面覆盖部221与侧面止动件251的第一接触部251a抵接。进而，罩220的端面覆盖部223的另一端面223a与端面止动件253的第三接触部253a抵接。因而，在力F3施加于侧面覆盖部221的情况下，通过侧面止动件251的第一接触部251a和端面止动件253的第三接触部253a，抑制在侧面覆盖部221相对于基部110的侧面111倾斜的状态下检测力。

如图7所示，假设力F4施加于罩220的端面覆盖部223。此时，罩220向靠近基部110的端面113的方向位移。在该情况下，通过设置于端面覆盖部223与基部110的端面113之间的第一力检测部130和第二力检测部140来检测力F4。当力F4足够大时，罩220进一步向靠近基部110的方向位移。其结果是，罩220的端面覆盖部223与端面止动件253的第四接触部253b抵接。进而，罩220的侧面覆盖部221的一端面221a与侧面止动件251的第二接触部251b抵接。因而，在力F4施加于端面覆盖部223的情况下，通过侧面止动件251的第二接触部251b和端面止动件253的第四接触部253b，能够抑制在端面覆盖部223相对于基部110的端面113倾斜的状态下检测力。

根据本实施方式所涉及的触觉传感器200，罩220具有侧面覆盖部221和端面覆盖部223。由此，不仅能够检测从罩220的侧面覆盖部221朝向基部110的侧面111的力，还能够检测从端面覆盖部223朝向基部110的端面113的力。进而，根据本实施方式所涉及的触觉传感器200，在基部110设置有限制罩220向靠近基部110的侧面111或者端面113的方向移动的侧面止动件251和端面止动件253。由此，抑制罩220的各部位的倾斜，在触觉传感器200中，通过第一力检测部130或者第二力检测部140准确地检测施加于罩220的力。其结果是，即使在对触觉传感器200施加来自多个方向的力的情况下，也能够扩大能够通过触觉传感器200检测的力的范围。

根据本实施方式所涉及的机器人10以及机械手13，通过具备触觉传感器200，不仅能够检测对把持工件的面S施加的力，还能够检测对手指13a、13b的下表面施加的力。其结果是，不仅在把持工件的情况下，在使用指尖插入工件的情况下等也能够进行与各种作业相关的状态检测。以上，对本公开所涉及的触觉传感器200的实施方式的其它例进行了说明。

此外，在上述几个实施方式中，作为第一力检测部130的结构，示出了检测随着弹性构件139的伸缩的静电电容、电阻值的变化的结构，但是本公开并不局限于这样的例子。例如，作为第一力检测部130的结构，也可以通过一对电极夹持压电体与弹性构件139的层叠体，检测由在压电体产生的应变引起的电荷的移动(介电常数的变化)。另外，作为其它第一力检测部130的结构，也可以在弹性构件139的内部分散有磁性体粒子，检测随着弹性构件139的伸缩的电抗的变化。进而，作为其它第一力检测部130的结构，也可以检测随着弹性构件139的伸缩的共振频率的变化。

另外，在上述几个实施方式中，示出了止动件151设置于基部110的例子，但是止动件151也可以设置于罩120的基部110侧的面。

另外，在上述几个实施方式中，示出了触觉传感器100、200设置于机械手13的手指13a、13b的例子，但是触觉传感器100、200也可以设置于机械手13的手指13a、13b中的任一方。另外，触觉传感器100、200也可以设置于机械手13的手指13a、13b以外的部位。例如，触觉传感器100、200也可以设置于机械手13与机械臂部11b的另一端侧的连结部位、即手腕部分等。进而，触觉传感器100、200也可以设置于包括机械臂部11b在内的机器人主体11的任意位置。由此，能够检测作业者与机器人10的接触。

另外，在上述几个实施方式中，示出了触觉传感器100、200应用于作为工业机器人的机器人10的例子，但是也可以应用于工业机器人以外。例如，触觉传感器100、200也能够应用于作为非工业机器人的各种服务机器人、玩赏用机器人或者仿人机器人。

另外，本公开也包括以下的方式。

<1>一种触觉传感器，具备：罩，以覆盖基部的至少一部分的方式设置；第一力检测部，检测从所述罩向基部靠近的方向上施加于所述罩的力；以及第二力检测部，在所述第一力检测部检测到施加于所述罩的力之后，在所述罩进一步向靠近所述基部的方向位移的情况下，检测施加于所述罩的力。

<2>根据上述＜1＞所述的触觉传感器，其中，所述第二力检测部能够检测的力的最大值大于所述第一力检测部能够检测的力的最大值。

<3>根据上述＜1＞或＜2＞所述的触觉传感器，其中，所述第一力检测部是在至少一方设置有电极的一对基板间设置有弹性构件的结构，通过检测静电电容的变化或者电阻值的变化来检测施加于所述罩的力。

<4>根据上述＜1＞至＜3＞中任一项所述的触觉传感器，其中，所述第二力检测部是检测从所述罩朝向所述基部的方向上的力的单轴力传感器。

<5>根据上述＜4＞所述的触觉传感器，其中，所述第二力检测部具有多个所述单轴力传感器。

<6>根据上述＜1＞至＜5＞中任一项所述的触觉传感器，其中，所述触觉传感器具备限制构造，该限制构造限制所述罩相对于所述基部的倾斜。

<7>根据上述＜6＞所述的触觉传感器，其中，所述限制构造由限制所述罩向靠近所述基部的方向移动的止动件构成。

<8>根据上述＜7＞所述的触觉传感器，其中，所述止动件限制所述罩的周缘部的移动。

<9>根据上述＜8＞所述的触觉传感器，其中，所述止动件限制形成为矩形状的所述罩的四角的移动。

<10>根据上述＜7＞至＜9＞中任一项所述的触觉传感器，其中，所述罩具有：侧面覆盖部，沿所述基部的基部侧面配置；以及端面覆盖部，从所述侧面覆盖部起延伸并沿所述基部的基部端面配置，所述止动件具有：侧面止动件，设置于所述基部侧面；以及端面止动件，设置于所述基部端面，所述侧面止动件具有：第一接触部，与所述侧面覆盖部接触，以限制所述侧面覆盖部向靠近所述基部侧面的方向移动；以及第二接触部，与所述侧面覆盖部的一端面接触，以限制所述端面覆盖部向靠近所述基部端面的方向移动，所述端面止动件具有：第三接触部，与所述端面覆盖部接触，以限制所述端面覆盖部向靠近所述基部端面的方向移动；以及第四接触部，与所述端面覆盖部的另一端面接触，以限制所述侧面覆盖部向靠近所述基部侧面的方向移动。

<11>根据上述＜1＞至＜10＞中任一项所述的触觉传感器，其中，在所述罩以能够更换的方式安装有与对象部位接触的接触部。

<12>一种机械手，具备：上述<1>至<11>中任一项所述的所述触觉传感器；以及对置部，该对置部与所述触觉传感器对置配置，在该对置部与所述触觉传感器之间把持对象物。

<13>一种机器人，具备：上述<12>所述的所述机械手；以及机器人主体，驱动所述机械手。

附图标记说明

10：机器人；11：机器人主体；13：机械手；13a、13b：手指(对置部)；100、200：触觉传感器；110：基部；111：侧面；113：端面；120、220：罩；130：第一力检测部；131：第一基板(基板)；135：第二基板(基板)；133：第一电极(电极)；137：第二电极(电极)；139：弹性构件；140：第二检测部；150：限制构造；151、250：止动件；160：接触部；221：侧面覆盖部；221a：一端面；223：端面覆盖部；223a：另一端面；251：侧面止动件；251a：第一接触部；251b：第二接触部；253：端面止动件；253a：第三接触部；253b：第四接触部。

Claims (13)

1.一种触觉传感器，具备：

罩，以覆盖基部的至少一部分的方式设置；

第一力检测部，检测从所述罩向基部靠近的方向上施加于所述罩的力；以及

第二力检测部，在所述第一力检测部检测到施加于所述罩的力之后，在所述罩进一步向靠近所述基部的方向位移的情况下，检测施加于所述罩的力。

2.根据权利要求1所述的触觉传感器，其中，

所述第二力检测部能够检测的力的最大值大于所述第一力检测部能够检测的力的最大值。

3.根据权利要求1或2所述的触觉传感器，其中，

所述第一力检测部是在至少一方设置有电极的一对基板间设置有弹性构件的结构，通过检测静电电容的变化或者电阻值的变化来检测施加于所述罩的力。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的触觉传感器，其中，

所述第二力检测部是检测从所述罩朝向所述基部的方向上的力的单轴力传感器。

5.根据权利要求4所述的触觉传感器，其中，

所述第二力检测部具有多个所述单轴力传感器。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的触觉传感器，其中，

所述触觉传感器具备限制构造，该限制构造限制所述罩相对于所述基部的倾斜。

7.根据权利要求6所述的触觉传感器，其中，

所述限制构造由限制所述罩向靠近所述基部的方向移动的止动件构成。

8.根据权利要求7所述的触觉传感器，其中，

所述止动件限制所述罩的周缘部的移动。

9.根据权利要求8所述的触觉传感器，其中，

所述止动件限制形成为矩形状的所述罩的四角的移动。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的触觉传感器，其中，

所述罩具有：侧面覆盖部，沿所述基部的基部侧面配置；以及端面覆盖部，从所述侧面覆盖部起延伸并沿所述基部的基部端面配置，

所述止动件具有：侧面止动件，设置于所述基部侧面；以及端面止动件，设置于所述基部端面，

所述侧面止动件具有：第一接触部，与所述侧面覆盖部接触，以限制所述侧面覆盖部向靠近所述基部侧面的方向移动；以及第二接触部，与所述侧面覆盖部的一端面接触，以限制所述端面覆盖部向靠近所述基部端面的方向移动，

所述端面止动件具有：第三接触部，与所述端面覆盖部接触，以限制所述端面覆盖部向靠近所述基部端面的方向移动；以及第四接触部，与所述端面覆盖部的另一端面接触，以限制所述侧面覆盖部向靠近所述基部侧面的方向移动。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的触觉传感器，其中，

在所述罩以能够更换的方式安装有与对象部位接触的接触部。

12.一种机械手，具备：

权利要求1至11中任一项所述的触觉传感器；以及

对置部，该对置部与所述触觉传感器对置配置，在该对置部与所述触觉传感器之间把持对象物。

13.一种机器人，具备：

权利要求12所述的机械手；以及

机器人主体，驱动所述机械手。

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