JP2011232322A - Force sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、力センサに関し、特に伸縮性を有する力センサに関するものである。 The present invention relates to a force sensor, and more particularly to a force sensor having elasticity.
現在ロボット分野において、人の生活空間で作業するロボットに関する研究が進められている。その課題のひとつとして、人と安全に触れ合うことができるロボットの実現が挙げられる。この場合、安全性を向上するために、動作中のロボットが人や周辺の物体と接触したことを検知する触覚センサが重要となる。特に間接部などの可動部位では巻き込みなどを起こす可能性が高く、接触の有無を検出する必要があると考えられる。 Currently, in the field of robots, research on robots that work in human living spaces is ongoing. One of the challenges is the realization of a robot that can touch people safely. In this case, in order to improve safety, a tactile sensor that detects that the operating robot has come into contact with a person or a surrounding object is important. In particular, it is considered that it is necessary to detect the presence or absence of contact because a movable part such as an indirect part is likely to cause entrainment.
この種の触覚センサとして、高分子材料により形成された薄膜フィルムに略矩形の開口部を複数加工することにより複数の素子形成部を複数の架橋部により架橋してなる網目状の面部材を形成すると共に、この面部材の複数の素子形成部に圧力センサ素子を形成し、圧力センサ素子への配線を架橋部に形成した圧力面センサが開示されている(例えば、特許文献1)。この圧力面センサは、架橋部が形成されていない対角の方向に伸長させることができると共に曲面に変形させることができる。 As a tactile sensor of this type, a mesh-shaped surface member is formed by cross-linking a plurality of element forming portions with a plurality of cross-linking portions by processing a plurality of substantially rectangular openings in a thin film formed of a polymer material. In addition, a pressure surface sensor is disclosed in which pressure sensor elements are formed in a plurality of element forming portions of the surface member, and wiring to the pressure sensor elements is formed in a bridging portion (for example, Patent Document 1). The pressure surface sensor can be extended in a diagonal direction where no bridging portion is formed and can be deformed into a curved surface.
上記特許文献1の場合、圧力面センサは架橋部が形成されていない対角の方向に伸長させることができるものの、その変形量は、架橋部に形成された金属の配線によって制限される。
In the case of the above-mentioned
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、従来に比べ、より大きく変形することができる力センサを提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a force sensor that can be deformed more greatly than in the past.
本発明の請求項1に係る発明は、外部から加えられた力によって弾性変形する本体と、前記本体内に設けられた1または2以上の内部空間と、前記内部空間に充填された導電性の流体とを備え、前記流体のインピーダンスを測定することにより前記本体に付加された力を測定することを特徴とする。
The invention according to
本発明の請求項2に係る発明は、前記内部空間は、第1空間と、前記第1空間に連設された第2空間とからなり、外部から加えられた圧縮方向の力によって前記第2空間を変形させる凸部が前記本体の表面に設けられていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the internal space includes a first space and a second space connected to the first space, and the second space is applied by a force in the compression direction applied from the outside. A convex portion for deforming the space is provided on the surface of the main body.
本発明の請求項3に係る発明は、前記内部空間は、前記本体の厚さ方向に重ねて設けられた第1空間と、第2空間と、第3空間とからなり、前記第2空間は、前記本体の中立軸上に配置されたことを特徴とする。
In the invention according to
本発明の請求項4に係る発明は、前記流体は、イオン液体であることを特徴とする。
The invention according to
本発明によれば、力センサは、本体が変形し得る限り、全体として変形することができるので、配線によって変形量が制限された従来に比べ、格段と大きく変形することができる。 According to the present invention, since the force sensor can be deformed as a whole as long as the main body can be deformed, the force sensor can be remarkably deformed as compared with the conventional case where the deformation amount is limited by the wiring.
以下、図を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
1.第1実施形態
(全体構成)
図1に示す力センサ1は、本体2と、電極3とを備えている。本体2は、外力によって変形、例えば伸縮する。本実施形態の場合、本体2は、板形状を有し、シリコンゴムで形成されている。シリコンゴムは、特に限定されるものではないが、例えば、PDMS(polydimethylsiloxane;ポリジメチルシロキサン)を用いることができ、より具体的には、Sylgard 184(東レ・ダウコーニング株式会社製)や、KE-1241(信越化学工業株式会社製)などを用いることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1. First embodiment (overall configuration)
A
本体2の上面には、凸部4が設けられている。この凸部4は、圧縮方向の力によって、本体2の上面を圧縮方向に変形させる。また、本体2の長手方向端部には、電極3が設けられている。本実施形態の場合、電極3は、本体2の長手方向の対向する端部にそれぞれ1個ずつ配置された2個を一対として2組(合計4個)設けられている。
A
図2に示すように、本体2は、溝部6と、前記溝部6の上面に設けられた蓋部7とを有する。本実施形態の場合、溝部6は、第1溝部8と、当該第1溝部8の短手方向に一体的に設けられた第2溝部9とで構成されている。
As shown in FIG. 2, the
第1溝部8と第2溝部9の開口は、保護膜10で覆われており、これにより、内部空間としての第1空間12と、第2空間13とが形成されている。前記第1空間12と前記第2空間13とは、側壁14で隔離されており、導電性の流体15が充填されている。保護膜10は、CVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いて、ポリパラキシレン(商品名パリレン)を所定の厚さに堆積して形成される。
The openings of the
流体15は、本実施形態の場合イオン液体が用いられる。イオン液体としては、例えば、1-ethyl-3-methyl imidazolium ethyl sulfate、1-butyl-1-methylpyrrolidinium tetracyanoborate、N-butyl-1-methylpyrrolidinium bis(trifluoromethylsulfonyl)imideなどを用いることができる。
In the case of this embodiment, an ionic liquid is used as the
前記凸部4は、圧縮方向の力によって第2空間13を変形し得るように形成されている。本実施形態の場合、凸部4は、蓋部7の上面に設けられた突条で構成され、第2空間13の略中央であって、第2空間13の長手方向と略平行に配置されている。
The
第1空間12および第2空間13には、それぞれ電極3が配置されており、図示しない電源から供給される交流電圧を、第1空間12および第2空間13に充填された流体15に印加し得るように構成されている。
電極3の構成について図3を参照して説明する。なお、電極3は、第1空間12および第2空間13において構成上差異はないので、第2空間13に配置された電極3を例にとり、説明する。本実施形態の場合、電極3は、第2空間13内に配置された内電極部18と、本体2の外部に配置された外電極部19とを有する。内電極部18と外電極部19は、薄板で構成され、一体に形成されている。電極3は、特に限定されるものではないが、例えば、Cu、Ptや、Auなどの厚さ30nm程度の薄膜を用いることもできる。
(製造方法)
次に、上記のように構成された力センサ1の製造方法について、図を参照して説明する。まず、第1溝部8を成型するためのモールド21を形成する(図4)。本実施形態の場合、モールド21は、純シリコンウェーハ上にレジストをパターニングしてRIE(Reactive Ion Etching;反応性イオンエッチング)により、形成する。エッチングには、SF6およびC4F8の2種類のガスを交互に利用する。SF6の場合、流量420sccm、上部/下部の高周波電源の出力2000W/40Wで行うことができる。また、C4F8の場合、流量180sccm、上部/下部の高周波電源の出力2000W/0Wで行うことができる。純シリコンウェーハは、20℃に冷却されている。エッチング槽内の圧力は初期状態で、1.0×10-6 Pa程度である。エッチング後、上記レジストを除去する。
The configuration of the
(Production method)
Next, a method for manufacturing the
次いで、モールド21に電極3を配置する(図5)。この場合、第1溝部8の底面となるモールド21の島部22に内電極部18を配置し、モールド21の外部に外電極部19を配置する。モールド21の縁部23にスペーサ24を配置した状態で、モールド21内に液状のシリコンゴムを流し込み、硬化させることにより、第1溝部8を成型する(図6)。本実施形態の場合、スペーサはガラス板を用いた。これにより、電極3は第1溝部8に一体成型される(図7)。モールド21から第1溝部8を取り外し、内部をO2プラズマにより、親水化する。
Next, the
次いで、第1溝部8内に、流体15を注入する。ここで、第1溝部8の内部はO2プラズマにより、親水化されているので、流体15は容易に流入する。さらに、第1溝部8の上面に対し、所定厚さ、例えば1μmの保護膜10をCVD法により形成する(図8,図9)。CVDの条件は、例えば、使用薬品パリレン-C、気化温度175℃、分解温度690℃、蒸着圧力25mmTorrとすることができる。これにより、流体15は、第1溝部8の第1空間12が保護膜10により密閉され、当該第1空間12内に流体15が充填された状態となる。
Next, the fluid 15 is injected into the
特に図示しないが、同様の要領で、流体15が満たされた状態の第2空間13を有する第2溝部9を形成する。
Although not particularly illustrated, the
次いで、図10および図11に示すように、上記のように形成された第1溝部8と第2溝部9を短手方向にシリコンゴムで接着する。最後に、第1溝部8と第2溝部9の上面に蓋部7をシリコンゴムで固定する。
Next, as shown in FIGS. 10 and 11, the
(作用および効果)
上記のように構成された力センサ1は、電極3が図示しない交流電源に電気的に接続される。交流電源から供給された交流電圧は、内電極部18を通じて第1空間12および第2空間13に充填された流体15に印加される。これにより、第1空間12および第2空間13に充填された流体15のインピーダンスを測定する。流体15のインピーダンスは、第1空間12および第2空間13の、長手方向長さ、および短手方向の縦断面における面積に依存する。
(Function and effect)
In the
ここで、流体15のインピーダンスZは、Z=√(R2+(2/2πfC)2)となる。Rは流体15の抵抗値、fは入力する交流電源の周波数、Cは流体と電極間のコンデンサ容量である。この場合、交流電源の周波数Wを1〜10kHzと十分大きくすることで、コンデンサ成分を無視することが可能となり、「Z=R」と近似することができる。すなわち、第1空間12および第2空間13が長手方向に変化した場合、インピーダンスは、Z+ΔZL=ρ(L+ΔL)/Aで表される。なお、Z:伸びる前のインピーダンス、ΔZL:伸びによって生じるインピーダンスの変化量、ρ:流体15の抵抗率、L:内部空間の長手方向長さ、ΔL:内部空間の伸び、A:長手方向に垂直な断面における内部空間の面積である。流体15が1-ethyl-3-methyl-imidazolium ethyl sulfateの場合、1/ρ=0.398(S/m)となる。1/ρは導電率、SはΩ-1(ジーメンス)である。以上より、長手方向に伸びた場合、インピーダンスは比例してその分大きくなる。
Here, the impedance Z of the fluid 15 is Z = √ (R 2 + (2 / 2πfC) 2 ). R is the resistance value of the fluid 15, f is the frequency of the input AC power supply, and C is the capacitance of the capacitor between the fluid and the electrode. In this case, by making the frequency W of the AC power source sufficiently large as 1 to 10 kHz, the capacitor component can be ignored, and it can be approximated as “Z = R”. That is, when the
また、長手方向に垂直な断面における面積が変化した場合、インピーダンスは、Z+ΔZP=ρ・L/(A−ΔA)で表される。なお、ΔA:内部空間の面積の減少量、ΔZP:圧縮によって生じるインピーダンスの変化量である。すなわち、インピーダンスは断面積に反比例する。 When the area in the cross section perpendicular to the longitudinal direction changes, the impedance is expressed as Z + ΔZ P = ρ · L / (A−ΔA). Note that ΔA is the amount of decrease in the area of the internal space, and ΔZ P is the amount of change in impedance caused by compression. That is, the impedance is inversely proportional to the cross-sectional area.
本実施形態の場合、図12に示すように、力センサ1の本体2に対し、長手方向の力(図中矢印)、すなわち伸び方向の力のみが加えられた場合、当該力によって本体2は長手方向に伸びる。そうすると、第1空間12および第2空間13は共に長手方向に伸びる。したがって、第1空間12および第2空間13における流体15のインピーダンスは共に大きくなる。この場合、第1空間12または第2空間13における流体15のインピーダンスを測定することにより、力センサ1は、伸び方向の力の大きさを測定することができる。
In the case of this embodiment, as shown in FIG. 12, when only a force in the longitudinal direction (arrow in the figure), that is, a force in the extending direction is applied to the
また、図13に示すように、力センサ1の本体2に対し、表面を押す力(図中矢印)、すなわち圧縮方向の力のみが加えられた場合、当該力によって本体2表面に設けられた凸部4が本体2を圧縮する。凸部4は、蓋部7の第2空間13上にのみ設けられているので、第2空間13が圧縮方向の力によって変形する。そうすると、第2空間13は、短手方向の断面における面積が小さくなる。したがって、第2空間13における流体15のインピーダンスが大きくなる。この場合、第2空間13における流体15のインピーダンスを測定することにより、力センサ1は、圧縮方向の力の大きさを測定することができる。
In addition, as shown in FIG. 13, when only the force (arrow in the figure) pushing the surface against the
次に、力センサ1に伸び方向の力と圧縮方向の力が同時に加えられた場合について説明する。この場合、第1空間12は、伸び方向の力によってのみ変形する。すなわち、第1空間12は、長手方向に伸び、流体15のインピーダンスは大きくなる。
Next, the case where the
一方、第2空間13は、伸び方向の力によって変形すると同時に、圧縮方向の力によっても変形する。すなわち、第2空間13は、長手方向に伸びると同時に、短手方向の断面における面積が小さくなる。このとき、第2空間13の長手方向の伸び長さは、第1空間12と略同じとなる。
On the other hand, the
この場合、第1空間12における流体15のインピーダンスを測定することにより、力センサ1は、伸び方向の力の大きさを測定することができる。同時に、第1空間12における流体15のインピーダンスと、第2空間13における流体15のインピーダンスの差を算出することにより、力センサ1は、圧縮方向の力の大きさを測定することができる。
In this case, the
実際に形成した力センサ1を用い、インピーダンスの測定を行った。本体2の幅10mm、長さ70mm、厚さ1mm、材質(東レ・ダウコーニング株式会社 Sylgard 184)、第1空間12および第2空間13の幅1mm、長さ40mm、高さ0.5mm、容積20cc、流体15は1-ethyl-3-methyl imidazolium ethyl sulfate、初期のインピーダンス:30kΩとした力センサ1を形成した。
Impedance was measured using the
図14に、力センサ1に伸び方向の力のみを加えた場合のインピーダンス変化率を示す。この結果から、力センサ1に伸び方向の力のみを加えた場合、第1空間12および第2空間13における流体15のインピーダンスが同様に変化することが確認できた。
FIG. 14 shows the impedance change rate when only the force in the extending direction is applied to the
図15に示すように、力センサ1を長手方向に伸ばさずに、管状部材25の表面に取付けた状態で、流体15のインピーダンスを測定した。この場合、第1空間12および第2空間13は中立軸上に形成されているために曲げによって伸びることはない。図16に管状部材25の曲率とインピーダンス変化率との関係を示す。この結果から、力センサ1は、湾曲状に変形させても、流体15のインピーダンスが変化しないことが確認できた。
As shown in FIG. 15, the impedance of the fluid 15 was measured with the
また、図17に示すように、力センサ1に対し、圧縮方向の力のみを加えた。力センサ1は、半径30mmの管状部材26の表面に取り付けた。当該力センサ1に対し、表面を構造体27に押し付けることにより、圧縮方向の力を加えた。この状態で、流体15のインピーダンスを測定した。図18に圧縮方向の力とインピーダンス変化率の関係を示す。この結果から、力センサ1に圧縮方向の力のみを加えた場合、第1空間12における流体15のインピーダンスは変化せず、第2空間13における流体15のインピーダンスのみ変化することが確認できた。
Further, as shown in FIG. 17, only a force in the compression direction was applied to the
以上の通り、本実施形態に係る力センサ1は、外部から加えられた力によって弾性変形する本体2内に第1空間12および第2空間13を形成し、当該第1空間12および第2空間13内に充填された流体15のインピーダンスを測定する構成とした。これにより、力センサ1は、本体2が変形し得る限り、全体として変形することができるので、配線によって変形量が制限された従来に比べ、格段と大きく変形することができる。したがって、力センサ1は、例えば、ロボットの間接などの可動部に容易に取り付けることができる。
As described above, the
また、力センサ1は、本体2に対し加えられる圧縮方向の力によって第2空間13を変形させる凸部4が設けられていることにより、圧縮方向の力を測定することができる。さらに、力センサ1は、第1空間12と第2空間13とを連接したことにより、伸び方向の力と、圧縮方向の力とが同時に本体2へ加えられた場合でも、伸び方向の力と、圧縮方向の力とをそれぞれ測定することができる。
The
さらに、第1溝部8および第2溝部9に流体15を充填させた状態で、CVD法で保護膜10により第1空間12および第2空間13を密閉することとしたので、容易に力センサ1を製造することができる。
Furthermore, since the
2.第2実施形態
(全体構成)
次に、第2実施形態に係る力センサについて説明する。なお、上記第1実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、簡単のため、説明を省略する。本実施形態に係る力センサは、本体の構成が上記第1実施形態と異なる。
2. Second embodiment (overall configuration)
Next, a force sensor according to the second embodiment will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the structure similar to the said 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted for simplicity. The force sensor according to the present embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the main body.
本実施形態に係る力センサ30は、図19に示すように、本体31が、一側31aから順に積層された第1溝部32と、第2溝部33と、第3溝部34とを有し、それぞれが保護膜10、および蓋部7で閉塞されている。これにより、本体31内には、内部空間としての第1空間36と、第2空間37と、第3空間38とが形成されている。第1空間36、第2空間37、第3空間38は、一側31aから順に本体31内に積層されている。本体31を一つの梁と考えた場合、第2空間37を中立軸上に配置するように、本体31は形成されている。
As shown in FIG. 19, the
この力センサ30は、流体15を充填し、保護膜10で密閉した後、上面に蓋部7を固定した第1溝部32、第2溝部33、第3溝部34を、上下方向に3個重ねて接着することにより製造することができる。
The
(作用および効果)
上記力センサ30をロボットの関節39に取付けた場合の作用について説明する。まず、図20に示すように、端部が固定され、中央部分が固定されていない状態で力センサ30が取付けられた場合について説明する。
(Function and effect)
The operation when the
力センサ30に伸び方向の力のみが加えられた場合、図21に示すように、当該力によって本体31は長手方向に伸びる。そうすると、第1空間36、第2空間37、および第3空間38は同様に長手方向に伸びる。したがって、第1空間36、第2空間37、および第3空間38における流体15のインピーダンスは同様に大きくなる。これにより、第1空間36、第2空間37、および第3空間38のいずれかのインピーダンスから、伸び方向の力の大きさを測定することができる。
When only a force in the extending direction is applied to the
力センサ30に曲げ方向の力のみが加えられた場合、図22に示すように、当該力によって本体31は曲げ変形する。そうすると、第1空間36は伸び、第3空間38は縮む。第2空間37は中立軸上に設けられているので、長手方向の長さは変化しない。したがって、第1空間36における流体15のインピーダンスは大きくなり、第3空間38における流体15のインピーダンスは小さくなる。また、第2空間37における流体15のインピーダンスは変化しない。これにより、第1空間36と第3空間38のインピーダンスから、曲げ方向の力の大きさを測定することができる。
When only a force in the bending direction is applied to the
力センサ30に圧縮方向の力のみが加えられた場合、図23に示すように、当該力によって本体31表面が押される。そうすると、第1空間36のみ、短手方向の断面における面積が小さくなる。したがって、第1空間36における流体15のインピーダンスのみが大きくなる。この場合、第2空間37における流体15のインピーダンスを測定することにより、力センサ30は、圧縮方向の力の大きさを測定することができる。
When only a force in the compression direction is applied to the
以上より、第2空間37における流体15のインピーダンスZ2は、曲げ方向、および圧縮方向の力に対して応答しない。したがって、力センサ30は、インピーダンスZ2の変化量ΔZ2を測定することにより、伸び方向の力を測定することができる。
Thus, the impedance Z 2 of the fluid 15 in the
第3空間38における流体15のインピーダンスZ3は、圧縮方向の力に対し応答せず、伸び方向、および曲げ方向の力に応答する。したがって、インピーダンスZ3の変化量ΔZ3とΔZ2との差をとり、伸び方向の力の影響を取り除くことにより曲げ方向の力のみを抽出することができる。すなわち、力センサ30は、ΔZ2−ΔZ3を算出することにより、曲げ方向の力を測定することができる。
Impedance Z 3 of the fluid 15 in the
第1空間36における流体15のインピーダンスZ1は、伸び方向、曲げ方向、圧縮方向の力全てに応答する。したがって、インピーダンスZ1の変化量ΔZ1と、ΔZ2との差をとり伸び方向の力の影響を取り除き、ΔZ3を加算して曲げ方向の力の影響を取り除くことにより圧縮方向の力のみを抽出することができる。すなわち、力センサ30は、ΔZ1−ΔZ2+ΔZ3を算出することにより、圧縮方向の力を測定することができる。
Impedance Z 1 of the fluid 15 in the
次に、図24に示すように、底面の全体が固定された状態で力センサ30が取り付けられた場合について説明する。
Next, as shown in FIG. 24, a case will be described in which the
力センサ30に伸び方向の力のみが加えられた場合、第1空間36、第2空間37、および第3空間38は同様に長手方向に伸びる。したがって、ΔZ1=ΔZ2=ΔZ3=ΔZLとなる。ΔZLは伸びによって生じるインピーダンスの変化量である。
When only the force in the extending direction is applied to the
力センサ30に圧縮方向の力のみが加えられた場合、第1空間36のみが変形する。したがって、ΔZ1=ΔZP、ΔZ2=ΔZ3=0となる。ΔZPは圧縮によって生じるインピーダンスの変化量である。
When only a force in the compression direction is applied to the
図25に示すように、力センサ30に曲げ方向の力が加えられた場合、底面の全体が固定されているので、ロボットの関節39が曲がったとしても、底面の伸びは0となる。このことから、曲げ角度θは、θ=L/Rとなる。なお、Rは力センサ30の曲率半径、Lは力センサ30の初期長さである。
As shown in FIG. 25, when a force in the bending direction is applied to the
曲げ方向の力によって生じる第1空間36、第2空間37、第3空間38の伸びをそれぞれΔL1、ΔL2、ΔL3とすると、ΔL1=5rL/R、ΔL2=3rL/R、ΔL3=rL/Rとなる。なお、rは、力センサ30の底面から第3空間の中心軸までの距離である。
Assuming that the elongation of the
これにより、曲げ方向の力によって生じる第1空間36、第2空間37、第3空間38のインピーダンスは、ΔZ1=5ΔZr、ΔZ2=3ΔZr、ΔZ3=ΔZrとなる。ΔZrは曲げによって生じるインピーダンスの変化量である。
Thereby, the impedances of the
これらの式を連立方程式として解くと、ZP=ΔZ1+ΔZ3−2ΔZ2、ΔZL=3ΔZ3/2−ΔZ2/2、ΔZr=ΔZ2/2−ΔZ3/2となる。
Solving these equations as simultaneous equations, a Z P = ΔZ 1 + ΔZ 3 -
ΔZrは、曲げ方向の力によって生じるインピーダンスの変化であるため、曲げによる伸び量と曲げ角度に比例する。したがって、ΔZrと曲げ角度との関係を予め求めておくことで曲げ角度を求めることが可能となる。 [Delta] Z r, because bending a change in impedance caused by the direction of the force is proportional to the amount of extension and bending angle caused by bending. Therefore, it is possible to determine the bending angle by previously obtained the relationship between the bending angle and [Delta] Z r.
上記したように、本実施形態に係る力センサ30は、外部から加えられた力によって弾性変形する本体31内に第1空間36、第2空間37、および第3空間38を形成し、当該第1空間36、第2空間37、および第3空間38内に充填された流体15のインピーダンスを測定する構成とした。これにより、力センサ30は、上記第1実施形態と同様に、従来に比べ、格段と大きく変形することができる。
As described above, the
さらに力センサ30は、本体31が、一側から順に積層された第1溝部32と、第2溝部33と、第3溝部34とを有することにより、伸び方向、圧縮方向の力に加え、曲げ方向の力を測定することができる。
Further, the
3.変形例
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。図26に示すように、本変形例では、蓋部7の構成が上記実施形態と異なる。すなわち、本変形例に係る力センサ40は、蓋部41が、形成蓋部42と、面状蓋部43と、当該面状蓋部43に形成された通気孔45および注入口46を塞ぐ栓体44を備える。本変形例の場合、栓体44は2個設けられる。この力センサ1を製造するには、溝部47の開口に面状蓋部43を固定し、内部空間48を形成する。次いで、注入口46から流体15を内部空間48に注入する(図27)。通気孔45および注入口46を栓体44でそれぞれ閉塞する(図28)。最後に、周囲を側壁(図示しない)で囲み、面状蓋部43の上面にシリコンゴムを流し込んで形成蓋部42を形成し、栓体を蓋部7に固定する。このように、力センサ1は、保護膜10を用いずに本体内に流体15を充填し、製造することもできる。
3. The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed within the scope of the gist of the present invention. As shown in FIG. 26, in the present modification, the configuration of the
上記第1実施形態では、力センサ1は、本体2が平面視で矩形状である場合について説明したが、本発明はこれに限らず、本体2が平面視で正方形であってもよい。
In the first embodiment, the
1 力センサ
2 本体
4 凸部
12 第1空間(内部空間)
13 第2空間(内部空間)
15 流体
30 力センサ
36 第1空間(内部空間)
37 第2空間(内部空間)
38 第3空間(内部空間)
DESCRIPTION OF
13 Second space (internal space)
15
37 Second space (internal space)
38 3rd space (internal space)
Claims (4)
前記本体内に設けられた1または2以上の内部空間と、
前記内部空間に充填された導電性の流体と
を備え、
前記流体のインピーダンスを測定することにより前記本体に付加された力を測定することを特徴とする力センサ。 A body that is elastically deformed by a force applied from the outside;
One or more internal spaces provided in the main body;
A conductive fluid filled in the internal space,
A force sensor for measuring a force applied to the main body by measuring an impedance of the fluid.
外部から加えられた圧縮方向の力によって前記第2空間を変形させる凸部が前記本体の表面に設けられていることを特徴とする請求項1記載の力センサ。 The internal space consists of a first space and a second space connected to the first space,
The force sensor according to claim 1, wherein a convex portion that deforms the second space by a force in a compression direction applied from the outside is provided on a surface of the main body.
前記第2空間は、前記本体の中立軸上に配置されたことを特徴とする請求項1記載の力センサ。 The internal space consists of a first space, a second space, and a third space that are provided in the thickness direction of the main body,
The force sensor according to claim 1, wherein the second space is disposed on a neutral axis of the main body.
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