JP2004333340A - 触覚センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】多数の感圧素子を有しているにもかかわらず配線形成部を幅狭にできる触覚センサを提供すること。
【解決手段】印加側端子３０とこれからの配線群４０で接続された行電極７０とが印刷形成されて成るベースフィルム１と、レシーブ側端子３１とこれからの配線群４１で接続された列電極７１とが印刷形成されて成るベースフィルム２とを具備し、前記行・列電極７０，７１相互間に感圧インク層９４，９５を介在される態様で両ベースフィルム１，２を一体化して感圧部７ａ〜７ｃを形成しており、両ベースフィルム１，２のうち少なくとも一方の配線群４０の一部について、センサ厚み方向に複数段に配列してある。
【選択図】 図３
【解決手段】印加側端子３０とこれからの配線群４０で接続された行電極７０とが印刷形成されて成るベースフィルム１と、レシーブ側端子３１とこれからの配線群４１で接続された列電極７１とが印刷形成されて成るベースフィルム２とを具備し、前記行・列電極７０，７１相互間に感圧インク層９４，９５を介在される態様で両ベースフィルム１，２を一体化して感圧部７ａ〜７ｃを形成しており、両ベースフィルム１，２のうち少なくとも一方の配線群４０の一部について、センサ厚み方向に複数段に配列してある。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シ−ト状の触覚センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の触覚センサは、１枚のフィルムに多くの感圧素子を持つ構造となっており、この感圧素子に連結した電極配線の数は、感圧素子の点数の増加と共に増加するため、必然的にその配線形成部が幅広になっていた（例えば特許文献１がある。）。
【０００３】
前記幅広の配線形成部はセンサシートを、咬合センサや舌圧センサとして使用する場合においては口腔内に装着する際に邪魔になると共に顎や舌の動きを妨げており、また、ロボットハンドのセンサとして使用する場合においては把持制御の邪魔になっていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１１８６３５号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明は、多数の感圧素子を有しているにもかかわらず配線形成部を幅狭にできる触覚センサを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（請求項１記載の発明）
この発明の触覚センサは、印加側端子とこれからの配線群で接続された行電極とが印刷形成されて成るベースフィルムと、レシーブ側端子とこれからの配線群で接続された列電極とが印刷形成されて成るベースフィルムとを具備し、前記行・列電極相互間に感圧インク層を介在される態様で両ベースフィルムを一体化して感圧部を形成しており、両ベースフィルムのうち少なくとも一方の配線群の一部について、センサ厚み方向に複数段に配列してある。
【０００７】
（請求項２記載の発明）
この発明の触覚センサは、上記請求項１記載の発明に関し、センサ厚み方向に複数段に配列された各段の配線群相互間には絶縁層を介在せてあり、各段の配線群は絶縁層に形成したスルーホールを介して所定の段に導いてある。
【０００８】
（請求項３記載の発明）
この発明の触覚センサは、上記請求項２記載の発明に関し、センサ厚み方向の配線群の配列は、上下二段である。
【０００９】
なお、この発明の触覚センサは、以下の発明の実施の形態の欄で説明する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態の触覚センサを図面を参照しつつ説明する。
〔実施形態１〕
図１はこの発明の実施形態のロボットハンド用触覚センサＳの平面図であり、図２は前記ロボットハンド用触覚センサＳをロボットハンドＲＨに取り付けた状態を示す斜視図である。
【００１１】
（このロボットハンド用触覚センサＳの基本的構成について）
このロボットハンド用触覚センサＳは、図１、図３、図４に示すように、二枚のベースフィルム１，２を使用したセンサ構成要素ＳＸ，ＳＹを接着一体化して厚みを２００μｍ程度としたフィルム型センサである。
【００１２】
このセンサＳは、図１に示すように、端子部３と、前記端子部３から延びる集合配線群４と、前記集合配線群４から分岐して形成された親指・人差指・中指・薬指・小指用配線群５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ及び掌用配線群６（本件発明の配線群に相当する）と、各指用配線群５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅにそれぞれ接続された感圧部７ａ，７ｂ，７ｃと、前記掌用配線群６に接続された感圧部８とから構成されている。
【００１３】
なお、この実施形態のロボットハンド用触覚センサＳでは、親指用配線群５ａと接続された感圧部についても他の指と同様の関節を有するものとして製作されている。
【００１４】
（ベースフィルム１，２の構成について）
ベースフィルム１，２は、ポリエステル樹脂その他の樹脂により構成されており、数十μｍのものが使用されている。
【００１５】
（端子部３の構成について）
端子部３は、図１に示すように、このロボットハンド用触覚センサＳの端部に、４４個の円形状の印加側端子３０を、５３個の円形状のレシーブ側端子３１を、それぞれ集合配置してある。
【００１６】
（集合配線群４の構成について）
集合配線群４は、図１に示すように、印加側端子３０と接続された４４本の印加側集合配線群４０と、レシーブ側端子３１と接続された５３本のレシーブ側集合配線群４１とから構成され、平面視でＬ字状に形成されている。上記した印加側集合配線群４０及びレシーブ側集合配線群４１はそれぞれ絶縁層で被覆してあり、ベースフィルム１，２が一体化されたときにおいて、これら集合配線群４０、４１相互は絶縁状態になっている。
【００１７】
（親指・人差指・中指・薬指・小指用配線群部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ及び掌用配線群部６の構成について）
親指・人差指・中指・薬指・小指用配線群部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ及び掌用配線群部６は図１に示すように、上記した如く感圧部７ａ，７ｂ，７ｃ、８に接続されるものであるが、具体的な構成については以下の（このロボットハンド用触覚センサＳの製造について）の欄で説明する。
【００１８】
（感圧部７ａ，７ｂ，７ｃ，８の構成について）
感圧部７ａは指先と第１関節相互間、感圧部７ｂは指の第１・第２関節相互間、感圧部７ｃは指の第２・第３関節相互間の圧力分布を、感圧部８は掌の圧力分布を、それぞれ検出するためのものである。
【００１９】
感圧部７ａは、図３や図４に示すように、感圧インク９４を被覆形成した３本の行電極７０と、感圧インク９５を被覆形成した７本の列電極７１とから成り、行電極７０と列電極７１との交差点（３×７＝２１個）が感圧素子として機能し、行電極７０を順次走査していくことで、圧力の分布が検知できるようになっている。
【００２０】
また、感圧部７ｂは、図３や図４に示すように、４本の行電極７０と７本の列電極７１により（感圧素子数が２８個）、感圧部７ｃは１１本の行電極７０と７本の列電極７１により（感圧素子数が７７個）、感圧部８は２５本の行電極７０と１７本の列電極７１により（感圧素子数が約３７０個）、それぞれ構成してある。なお、感圧部７ｂ，７ｃ，８においても上記感圧部７ａの行電極と列電極の数及び感圧素子の数は相違するが、基本的には全く同じようにして圧力の分布が検知できる。
【００２１】
（このロボットハンド用触覚センサＳの製造について）
このロボットハンド用触覚センサＳは以下のように製造される。なお、親指・人差指・中指・薬指・小指用配線群５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ及び掌用配線群６については、代表として親指用配線群５ａのみを説明する。
【００２２】
「センサの構成要素ＳＸの製作」
▲１▼．図１や図３に示すように、ベースフィルム１の一方面に、印加側端子３０、印加側集合配線群４０、根元側配線群５０と先端側配線群５１から成る親指用配線群５ａ及び行電極７０を形成すべく銀ペースト等をスクリーン印刷をする。
【００２３】
この状態では、感圧部７ａ，７ｂ用の行電極７０と先端側配線群５１が、感圧部７ｃ用の行電極７０（２本除く）と根元側配線群５０と印加側集合配線群４０と印加側端子３０が、それぞれ接続状態になっている。先端側配線群５１は根元側配線群５０、印加側集合配線群４０及び印加側端子３０とは接続状態になっていない。
【００２４】
▲２▼．図１や図３に示すように、印加側端子３０、印加側集合配線群４０、及び親指用配線群５ａを覆うように、アクリル系樹脂その他より成る絶縁層９０をベースフィルム１の一方面に印刷形成する。
【００２５】
この状態において、印加側集合配線群４０の分岐点付近の絶縁層９０部分にスルーホールｈ１が、感圧部７ｃ用の行電極７０近傍の絶縁層９０部分にスルーホールｈ２が、それぞれ形成される。
【００２６】
他方、行電極７０を各別に覆うように感圧インク層９４を印刷形成する。
【００２７】
▲３▼．図１や図３に示すように、絶縁層９０上にスルーホールｈ１とスルーホールｈ２とが接続されるように根元側配線群５２を印刷形成する。
【００２８】
この状態において、スルーホールｈ１を介して印加側端子３０と接続された絶縁層９０の下側にある（二点鎖線で示す）印加側集合配線群４０と根元側配線群５２とが接続状態になり、また、スルーホールｈ２及び端子５０ａ，５１ａを介して根元側配線群５２と２本の行電極７０及び先端側配線群５１とが接続状態になっている。つまり、印加側端子３０→印加側集合配線群４０→スルーホールｈ１→根元側配線群５２→スルーホールｈ２→（端子５１ａ→先端側配線群５１の経路で感圧部７ａ，７ｂ用の行電極７０に、他方、端子５０ａの経路で感圧部７ｃ用の行電極７０に）接続されている。
【００２９】
そして、このセンサの構成要素ＳＸでは、印加側集合配線群４０の分岐点付近から感圧部７ｃ近傍までの間では、根元側配線群５０と根元側配線群５２とがセンサ厚み方向に上下二段で配列された状態となっている（図３参照）。
【００３０】
「センサの構成要素ＳＹの製作」
▲１▼．図１や図４に示すように、ベースフィルム２の一方面に、レシーブ側端子３１、レシーブ側集合配線群４１、端子５４ａ，５４ｃ及び接続子５４ｂを有する先端側配線群５４、並びに端子５５ａ及び接続子５５ｂを有する根元側配線群５５を形成すべく銀ペースト等をスクリーン印刷をする。
【００３１】
▲２▼．図１や図４に示すように、レシーブ側端子３１、レシーブ側集合配線群４１、先端側配線群５４、根元側配線群５５を覆うように、アクリル系樹脂、その他より成る絶縁層９１をベースフィルム２の一方面に印刷形成する。
【００３２】
この状態において、絶縁層９０にはスルーホールｈ３，ｈ４，ｈ５，ｈ６，ｈ７が形成される。
【００３３】
▲３▼．感圧部７ａ，７ｂ，７ｃ用の列電極７１、及びスルーホールｈ６とスルーホールｈ７とが接続されるように中間配線群５６を銀ペースト等をスクリーン印刷をする。
【００３４】
この状態において、スルーホールｈ７と接続点５４ｂ、及びスルーホールｈ６と接続点５５ｂを介して、先端側配線群５４と中間配線群５６と根元側配線群５５は接続状態になっている。また、スルーホールｈ３と端子５５ａとが、スルーホールｈ４と端子５４ｃとが、スルーホールｈ５と端子５４ａとが、それぞれ接続状態となっている。
【００３５】
（このロボットハンド用触覚センサＳのロボットハンドＲＨへの貼り付け）
このロボットハンド用触覚センサＳをロボットハンドＲＨに貼り付ける場合、先ず、ロボットハンドＲＨの掌に感圧部８を貼り付けた後、掌用配線群６を曲げて他のセンサ部分の裏側面をハンドの甲側に移動させ、続いて感圧部７ａ，７ｂ，７ｃを各指に巻き付けて貼り付ける。この状態においては、感圧部７ａ，７ｂ相互間、及び感圧部７ｂ，７ｃ相互間の指用配線群５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ部分は湾曲した状態になる（図２参照）。
【００３６】
このロボットハンド用触覚センサＳを上記の如く貼り付けたロボットハンドＲＨによると、各感圧部７ａ，７ｂ，７ｃ，８による圧力検知により、人間の手と同じように、物体の形状や硬さを認識させ、把持力を自立的にコントロールすることが可能になる。
【００３７】
（このロボットハンド用触覚センサＳの優れた点について）
このロボットハンド用触覚センサＳでは、上述した如く印加側集合配線群４０の分岐点付近から感圧部７ｃ近傍までの間では、根元側配線群５０と根元側配線群５２とがセンサ厚み方向に上下二段で配列された状態となっている。つまり、感圧素子が約１０００個あるにもかかわらず、親指・人差指・中指・薬指・小指用配線群５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅの根元部の幅が、本件発明の手段を用いていない従来のものと比較して半分程度なっている。このことは、掌用配線群６においても同様である。つまり、親指・人差指・中指・薬指・小指用配線群５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅの根元部や掌用配線群６についての配線形成部が幅狭になっている。
【００３８】
したがって、このロボットハンド用触覚センサＳを用いると、指を開く動きや曲げる動き等の複雑な動きが円滑に行える。
【００３９】
〔実施形態２〕
図５はこの発明の実施形態の咬合用触覚センサＳ１の平面図である。
（この咬合用触覚センサＳ１の基本的構成について）
この咬合用触覚センサＳ１は、図５に示すように、端子部３Ａと、前記端子部３Ａから延びる配線群５Ａと、前記配線群５Ａと接続された感圧部７Ａとから構成されて成るもので、上記実施形態と同様にベースフィルム１，２を使用したセンサ構成要素を接着一体化して厚みを２００μｍ程度としたフィルム型センサである。ここで、この咬合用触覚センサＳ１では、図５に示すように、感圧部７Ａの近傍の一定範囲のみ幅狭にしてある。口腔内に装着する際に邪魔にならず且つ顎や舌の動きの妨げにならないようにするためである。
【００４０】
配線群５Ａは、図６に示すように、ベースフィルム１に印刷形成された配線群５７の半数を絶縁層９２のスル−ホ−ルｈ８を介して当該絶縁層９２の上面に導くようにしている。ベースフィルム２側の配線群も同様である。
【００４１】
端子部３Ａ及び感圧部７Ａは、実施形態１の端子部３及び感圧部７ａと同様にして形成される。
【００４２】
なお、この実施形態２では、一体化された、センサ構成要素を有するベースフィルム１，２相互間に絶縁層が形成されている。
【００４３】
〔その他〕
上記実施形態１では、ベースフィルム１の根元側配線群５０と根元側配線群５２をセンサ厚み方向に上下二段で配列しているが、この手段をベースフィルム２側に施すようにしてもよい。また、ベースフィルム１，２に前記手段を施すことができるが、この場合、ベースフィルム１，２のうちの最内面側に絶縁層を形成する必要性がある。
【００４４】
また、上記実施形態２では、両ベースフィルム１，２の配線群５Ａの一部について、それぞれセンサ厚み方向に上下二段に配列しているが、この手段をベースフィルム１，２の一方のみに施すようにしてもよい。
【００４５】
更に、上記実施形態１、２では、配線群をセンサ厚み方向に上下二段で配列しているが、これに限定されることなく、センサ厚み方向に複数段に配列してもよい。この場合、センサ厚み方向に複数段に配列された各段の配線群相互間には絶縁層を介在せてあり、各段の配線群は絶縁層に形成したスルーホールを介して所定の段に導くようにする。これにより配線形成部は更に幅狭になる。
【００４６】
そして、この発明は、舌圧センサ（複数個の感圧素子から成る感圧部の長さ方向を舌の長さ方向に合わせて複数列設けたタイプのセンサ）に施すことができる。
【００４７】
【発明の効果】
この発明は以下に示すような効果を奏する。
【００４８】
発明の実施の形態の欄に記載した内容から明らかなように、多数の感圧部を有しているにもかかわらず配線形成部が幅狭である触覚センサを提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態のロボットハンド用触覚センサの平面図。
【図２】前記ロボットハンド用触覚センサをロボットハンドに取り付けた状態を示す斜視図。
【図３】前記ロボットハンド用触覚センサを構成する、一方のベースフィルムに形成された印加側のセンサ構成要素の説明図。
【図４】前記ロボットハンド用触覚センサを構成する、他方のベースフィルムに形成されたレーシーブ側のセンサ構成要素の説明図。
【図５】この発明の実施形態の咬合用触覚センサの平面図。
【図６】前記咬合用触覚センサの配線群の説明図。
【符号の説明】
Ｓ ロボットハンド用触覚センサ
Ｓ１ 咬合用触覚センサ
ＲＨ ロボットハンド
ｈ１ スルーホール
ｈ２ スルーホール
ｈ３ スルーホール
ｈ４ スルーホール
ｈ５ スルーホール
ｈ６ スルーホール
ｈ７ スルーホール
ｈ８ スルーホール
１ ベースフィルム
２ ベースフィルム
３ 端子部
３Ａ 端子部
４ 集合配線群
３０ 印加側端子
３１ レシーブ側端子
４０ 印加側集合配線群
４１ レシーブ側集合配線群
５ａ 親指用配線群
５ｂ 人差指用配線群
５ｃ 中指用配線群
５ｄ 薬指配線群
５ｅ 小指用配線群
５Ａ 配線群
６ 掌用配線群
７ａ 感圧部
７ｂ 感圧部
７ｃ 感圧部
７Ａ 感圧部
８ 感圧部
９０ 絶縁層
９４ 感圧インク層
９５ 感圧インク層
【発明の属する技術分野】
この発明は、シ−ト状の触覚センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の触覚センサは、１枚のフィルムに多くの感圧素子を持つ構造となっており、この感圧素子に連結した電極配線の数は、感圧素子の点数の増加と共に増加するため、必然的にその配線形成部が幅広になっていた（例えば特許文献１がある。）。
【０００３】
前記幅広の配線形成部はセンサシートを、咬合センサや舌圧センサとして使用する場合においては口腔内に装着する際に邪魔になると共に顎や舌の動きを妨げており、また、ロボットハンドのセンサとして使用する場合においては把持制御の邪魔になっていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１１８６３５号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明は、多数の感圧素子を有しているにもかかわらず配線形成部を幅狭にできる触覚センサを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（請求項１記載の発明）
この発明の触覚センサは、印加側端子とこれからの配線群で接続された行電極とが印刷形成されて成るベースフィルムと、レシーブ側端子とこれからの配線群で接続された列電極とが印刷形成されて成るベースフィルムとを具備し、前記行・列電極相互間に感圧インク層を介在される態様で両ベースフィルムを一体化して感圧部を形成しており、両ベースフィルムのうち少なくとも一方の配線群の一部について、センサ厚み方向に複数段に配列してある。
【０００７】
（請求項２記載の発明）
この発明の触覚センサは、上記請求項１記載の発明に関し、センサ厚み方向に複数段に配列された各段の配線群相互間には絶縁層を介在せてあり、各段の配線群は絶縁層に形成したスルーホールを介して所定の段に導いてある。
【０００８】
（請求項３記載の発明）
この発明の触覚センサは、上記請求項２記載の発明に関し、センサ厚み方向の配線群の配列は、上下二段である。
【０００９】
なお、この発明の触覚センサは、以下の発明の実施の形態の欄で説明する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態の触覚センサを図面を参照しつつ説明する。
〔実施形態１〕
図１はこの発明の実施形態のロボットハンド用触覚センサＳの平面図であり、図２は前記ロボットハンド用触覚センサＳをロボットハンドＲＨに取り付けた状態を示す斜視図である。
【００１１】
（このロボットハンド用触覚センサＳの基本的構成について）
このロボットハンド用触覚センサＳは、図１、図３、図４に示すように、二枚のベースフィルム１，２を使用したセンサ構成要素ＳＸ，ＳＹを接着一体化して厚みを２００μｍ程度としたフィルム型センサである。
【００１２】
このセンサＳは、図１に示すように、端子部３と、前記端子部３から延びる集合配線群４と、前記集合配線群４から分岐して形成された親指・人差指・中指・薬指・小指用配線群５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ及び掌用配線群６（本件発明の配線群に相当する）と、各指用配線群５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅにそれぞれ接続された感圧部７ａ，７ｂ，７ｃと、前記掌用配線群６に接続された感圧部８とから構成されている。
【００１３】
なお、この実施形態のロボットハンド用触覚センサＳでは、親指用配線群５ａと接続された感圧部についても他の指と同様の関節を有するものとして製作されている。
【００１４】
（ベースフィルム１，２の構成について）
ベースフィルム１，２は、ポリエステル樹脂その他の樹脂により構成されており、数十μｍのものが使用されている。
【００１５】
（端子部３の構成について）
端子部３は、図１に示すように、このロボットハンド用触覚センサＳの端部に、４４個の円形状の印加側端子３０を、５３個の円形状のレシーブ側端子３１を、それぞれ集合配置してある。
【００１６】
（集合配線群４の構成について）
集合配線群４は、図１に示すように、印加側端子３０と接続された４４本の印加側集合配線群４０と、レシーブ側端子３１と接続された５３本のレシーブ側集合配線群４１とから構成され、平面視でＬ字状に形成されている。上記した印加側集合配線群４０及びレシーブ側集合配線群４１はそれぞれ絶縁層で被覆してあり、ベースフィルム１，２が一体化されたときにおいて、これら集合配線群４０、４１相互は絶縁状態になっている。
【００１７】
（親指・人差指・中指・薬指・小指用配線群部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ及び掌用配線群部６の構成について）
親指・人差指・中指・薬指・小指用配線群部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ及び掌用配線群部６は図１に示すように、上記した如く感圧部７ａ，７ｂ，７ｃ、８に接続されるものであるが、具体的な構成については以下の（このロボットハンド用触覚センサＳの製造について）の欄で説明する。
【００１８】
（感圧部７ａ，７ｂ，７ｃ，８の構成について）
感圧部７ａは指先と第１関節相互間、感圧部７ｂは指の第１・第２関節相互間、感圧部７ｃは指の第２・第３関節相互間の圧力分布を、感圧部８は掌の圧力分布を、それぞれ検出するためのものである。
【００１９】
感圧部７ａは、図３や図４に示すように、感圧インク９４を被覆形成した３本の行電極７０と、感圧インク９５を被覆形成した７本の列電極７１とから成り、行電極７０と列電極７１との交差点（３×７＝２１個）が感圧素子として機能し、行電極７０を順次走査していくことで、圧力の分布が検知できるようになっている。
【００２０】
また、感圧部７ｂは、図３や図４に示すように、４本の行電極７０と７本の列電極７１により（感圧素子数が２８個）、感圧部７ｃは１１本の行電極７０と７本の列電極７１により（感圧素子数が７７個）、感圧部８は２５本の行電極７０と１７本の列電極７１により（感圧素子数が約３７０個）、それぞれ構成してある。なお、感圧部７ｂ，７ｃ，８においても上記感圧部７ａの行電極と列電極の数及び感圧素子の数は相違するが、基本的には全く同じようにして圧力の分布が検知できる。
【００２１】
（このロボットハンド用触覚センサＳの製造について）
このロボットハンド用触覚センサＳは以下のように製造される。なお、親指・人差指・中指・薬指・小指用配線群５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ及び掌用配線群６については、代表として親指用配線群５ａのみを説明する。
【００２２】
「センサの構成要素ＳＸの製作」
▲１▼．図１や図３に示すように、ベースフィルム１の一方面に、印加側端子３０、印加側集合配線群４０、根元側配線群５０と先端側配線群５１から成る親指用配線群５ａ及び行電極７０を形成すべく銀ペースト等をスクリーン印刷をする。
【００２３】
この状態では、感圧部７ａ，７ｂ用の行電極７０と先端側配線群５１が、感圧部７ｃ用の行電極７０（２本除く）と根元側配線群５０と印加側集合配線群４０と印加側端子３０が、それぞれ接続状態になっている。先端側配線群５１は根元側配線群５０、印加側集合配線群４０及び印加側端子３０とは接続状態になっていない。
【００２４】
▲２▼．図１や図３に示すように、印加側端子３０、印加側集合配線群４０、及び親指用配線群５ａを覆うように、アクリル系樹脂その他より成る絶縁層９０をベースフィルム１の一方面に印刷形成する。
【００２５】
この状態において、印加側集合配線群４０の分岐点付近の絶縁層９０部分にスルーホールｈ１が、感圧部７ｃ用の行電極７０近傍の絶縁層９０部分にスルーホールｈ２が、それぞれ形成される。
【００２６】
他方、行電極７０を各別に覆うように感圧インク層９４を印刷形成する。
【００２７】
▲３▼．図１や図３に示すように、絶縁層９０上にスルーホールｈ１とスルーホールｈ２とが接続されるように根元側配線群５２を印刷形成する。
【００２８】
この状態において、スルーホールｈ１を介して印加側端子３０と接続された絶縁層９０の下側にある（二点鎖線で示す）印加側集合配線群４０と根元側配線群５２とが接続状態になり、また、スルーホールｈ２及び端子５０ａ，５１ａを介して根元側配線群５２と２本の行電極７０及び先端側配線群５１とが接続状態になっている。つまり、印加側端子３０→印加側集合配線群４０→スルーホールｈ１→根元側配線群５２→スルーホールｈ２→（端子５１ａ→先端側配線群５１の経路で感圧部７ａ，７ｂ用の行電極７０に、他方、端子５０ａの経路で感圧部７ｃ用の行電極７０に）接続されている。
【００２９】
そして、このセンサの構成要素ＳＸでは、印加側集合配線群４０の分岐点付近から感圧部７ｃ近傍までの間では、根元側配線群５０と根元側配線群５２とがセンサ厚み方向に上下二段で配列された状態となっている（図３参照）。
【００３０】
「センサの構成要素ＳＹの製作」
▲１▼．図１や図４に示すように、ベースフィルム２の一方面に、レシーブ側端子３１、レシーブ側集合配線群４１、端子５４ａ，５４ｃ及び接続子５４ｂを有する先端側配線群５４、並びに端子５５ａ及び接続子５５ｂを有する根元側配線群５５を形成すべく銀ペースト等をスクリーン印刷をする。
【００３１】
▲２▼．図１や図４に示すように、レシーブ側端子３１、レシーブ側集合配線群４１、先端側配線群５４、根元側配線群５５を覆うように、アクリル系樹脂、その他より成る絶縁層９１をベースフィルム２の一方面に印刷形成する。
【００３２】
この状態において、絶縁層９０にはスルーホールｈ３，ｈ４，ｈ５，ｈ６，ｈ７が形成される。
【００３３】
▲３▼．感圧部７ａ，７ｂ，７ｃ用の列電極７１、及びスルーホールｈ６とスルーホールｈ７とが接続されるように中間配線群５６を銀ペースト等をスクリーン印刷をする。
【００３４】
この状態において、スルーホールｈ７と接続点５４ｂ、及びスルーホールｈ６と接続点５５ｂを介して、先端側配線群５４と中間配線群５６と根元側配線群５５は接続状態になっている。また、スルーホールｈ３と端子５５ａとが、スルーホールｈ４と端子５４ｃとが、スルーホールｈ５と端子５４ａとが、それぞれ接続状態となっている。
【００３５】
（このロボットハンド用触覚センサＳのロボットハンドＲＨへの貼り付け）
このロボットハンド用触覚センサＳをロボットハンドＲＨに貼り付ける場合、先ず、ロボットハンドＲＨの掌に感圧部８を貼り付けた後、掌用配線群６を曲げて他のセンサ部分の裏側面をハンドの甲側に移動させ、続いて感圧部７ａ，７ｂ，７ｃを各指に巻き付けて貼り付ける。この状態においては、感圧部７ａ，７ｂ相互間、及び感圧部７ｂ，７ｃ相互間の指用配線群５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ部分は湾曲した状態になる（図２参照）。
【００３６】
このロボットハンド用触覚センサＳを上記の如く貼り付けたロボットハンドＲＨによると、各感圧部７ａ，７ｂ，７ｃ，８による圧力検知により、人間の手と同じように、物体の形状や硬さを認識させ、把持力を自立的にコントロールすることが可能になる。
【００３７】
（このロボットハンド用触覚センサＳの優れた点について）
このロボットハンド用触覚センサＳでは、上述した如く印加側集合配線群４０の分岐点付近から感圧部７ｃ近傍までの間では、根元側配線群５０と根元側配線群５２とがセンサ厚み方向に上下二段で配列された状態となっている。つまり、感圧素子が約１０００個あるにもかかわらず、親指・人差指・中指・薬指・小指用配線群５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅの根元部の幅が、本件発明の手段を用いていない従来のものと比較して半分程度なっている。このことは、掌用配線群６においても同様である。つまり、親指・人差指・中指・薬指・小指用配線群５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅの根元部や掌用配線群６についての配線形成部が幅狭になっている。
【００３８】
したがって、このロボットハンド用触覚センサＳを用いると、指を開く動きや曲げる動き等の複雑な動きが円滑に行える。
【００３９】
〔実施形態２〕
図５はこの発明の実施形態の咬合用触覚センサＳ１の平面図である。
（この咬合用触覚センサＳ１の基本的構成について）
この咬合用触覚センサＳ１は、図５に示すように、端子部３Ａと、前記端子部３Ａから延びる配線群５Ａと、前記配線群５Ａと接続された感圧部７Ａとから構成されて成るもので、上記実施形態と同様にベースフィルム１，２を使用したセンサ構成要素を接着一体化して厚みを２００μｍ程度としたフィルム型センサである。ここで、この咬合用触覚センサＳ１では、図５に示すように、感圧部７Ａの近傍の一定範囲のみ幅狭にしてある。口腔内に装着する際に邪魔にならず且つ顎や舌の動きの妨げにならないようにするためである。
【００４０】
配線群５Ａは、図６に示すように、ベースフィルム１に印刷形成された配線群５７の半数を絶縁層９２のスル−ホ−ルｈ８を介して当該絶縁層９２の上面に導くようにしている。ベースフィルム２側の配線群も同様である。
【００４１】
端子部３Ａ及び感圧部７Ａは、実施形態１の端子部３及び感圧部７ａと同様にして形成される。
【００４２】
なお、この実施形態２では、一体化された、センサ構成要素を有するベースフィルム１，２相互間に絶縁層が形成されている。
【００４３】
〔その他〕
上記実施形態１では、ベースフィルム１の根元側配線群５０と根元側配線群５２をセンサ厚み方向に上下二段で配列しているが、この手段をベースフィルム２側に施すようにしてもよい。また、ベースフィルム１，２に前記手段を施すことができるが、この場合、ベースフィルム１，２のうちの最内面側に絶縁層を形成する必要性がある。
【００４４】
また、上記実施形態２では、両ベースフィルム１，２の配線群５Ａの一部について、それぞれセンサ厚み方向に上下二段に配列しているが、この手段をベースフィルム１，２の一方のみに施すようにしてもよい。
【００４５】
更に、上記実施形態１、２では、配線群をセンサ厚み方向に上下二段で配列しているが、これに限定されることなく、センサ厚み方向に複数段に配列してもよい。この場合、センサ厚み方向に複数段に配列された各段の配線群相互間には絶縁層を介在せてあり、各段の配線群は絶縁層に形成したスルーホールを介して所定の段に導くようにする。これにより配線形成部は更に幅狭になる。
【００４６】
そして、この発明は、舌圧センサ（複数個の感圧素子から成る感圧部の長さ方向を舌の長さ方向に合わせて複数列設けたタイプのセンサ）に施すことができる。
【００４７】
【発明の効果】
この発明は以下に示すような効果を奏する。
【００４８】
発明の実施の形態の欄に記載した内容から明らかなように、多数の感圧部を有しているにもかかわらず配線形成部が幅狭である触覚センサを提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態のロボットハンド用触覚センサの平面図。
【図２】前記ロボットハンド用触覚センサをロボットハンドに取り付けた状態を示す斜視図。
【図３】前記ロボットハンド用触覚センサを構成する、一方のベースフィルムに形成された印加側のセンサ構成要素の説明図。
【図４】前記ロボットハンド用触覚センサを構成する、他方のベースフィルムに形成されたレーシーブ側のセンサ構成要素の説明図。
【図５】この発明の実施形態の咬合用触覚センサの平面図。
【図６】前記咬合用触覚センサの配線群の説明図。
【符号の説明】
Ｓ ロボットハンド用触覚センサ
Ｓ１ 咬合用触覚センサ
ＲＨ ロボットハンド
ｈ１ スルーホール
ｈ２ スルーホール
ｈ３ スルーホール
ｈ４ スルーホール
ｈ５ スルーホール
ｈ６ スルーホール
ｈ７ スルーホール
ｈ８ スルーホール
１ ベースフィルム
２ ベースフィルム
３ 端子部
３Ａ 端子部
４ 集合配線群
３０ 印加側端子
３１ レシーブ側端子
４０ 印加側集合配線群
４１ レシーブ側集合配線群
５ａ 親指用配線群
５ｂ 人差指用配線群
５ｃ 中指用配線群
５ｄ 薬指配線群
５ｅ 小指用配線群
５Ａ 配線群
６ 掌用配線群
７ａ 感圧部
７ｂ 感圧部
７ｃ 感圧部
７Ａ 感圧部
８ 感圧部
９０ 絶縁層
９４ 感圧インク層
９５ 感圧インク層
Claims (3)
- 印加側端子とこれからの配線群で接続された行電極とが印刷形成されて成るベースフィルムと、レシーブ側端子とこれからの配線群で接続された列電極とが印刷形成されて成るベースフィルムとを具備し、前記行・列電極相互間に感圧インク層を介在される態様で両ベースフィルムを一体化して感圧部を形成しており、両ベースフィルムのうち少なくとも一方の配線群の一部について、センサ厚み方向に複数段に配列してあることを特徴とする触覚センサ。
- センサ厚み方向に複数段に配列された各段の配線群相互間には絶縁層を介在せてあり、各段の配線群は絶縁層に形成したスルーホールを介して所定の段に導いてあることを特徴とする請求項１記載の触覚センサ。
- センサ厚み方向の配線群の配列は、上下二段であることを特徴とする請求項２記載の触覚センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003130804A JP2004333340A (ja) | 2003-05-08 | 2003-05-08 | 触覚センサ |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2003130804A JP2004333340A (ja) | 2003-05-08 | 2003-05-08 | 触覚センサ |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004333340A true JP2004333340A (ja) | 2004-11-25 |
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ID=33506199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003130804A Pending JP2004333340A (ja) | 2003-05-08 | 2003-05-08 | 触覚センサ |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2007078382A (ja) * | 2005-09-12 | 2007-03-29 | Univ Of Tokyo | 触覚センサ用モジュールおよび触覚センサの実装方法 |
| JP2017181320A (ja) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 住友理工株式会社 | 圧力センサ |
| CN109688859A (zh) * | 2016-05-20 | 2019-04-26 | Hp1科技有限公司 | 用于检测力的装置和系统 |
| WO2021140967A1 (ja) * | 2020-01-06 | 2021-07-15 | ソニーグループ株式会社 | 圧力センサおよび電子機器 |
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| WO2023119838A1 (ja) * | 2021-12-24 | 2023-06-29 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 荷重検出装置 |
-
2003
- 2003-05-08 JP JP2003130804A patent/JP2004333340A/ja active Pending
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