JP2014102130A - Tactile feeling measurement apparatus - Google Patents

Tactile feeling measurement apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2014102130A
JP2014102130A JP2012253747A JP2012253747A JP2014102130A JP 2014102130 A JP2014102130 A JP 2014102130A JP 2012253747 A JP2012253747 A JP 2012253747A JP 2012253747 A JP2012253747 A JP 2012253747A JP 2014102130 A JP2014102130 A JP 2014102130A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tip
tactile sensation
main body
length
measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012253747A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5962454B2 (en
Inventor
Hiroshi Yamakawa
宏 山川
Mitsuru Oda
充 織田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2012253747A priority Critical patent/JP5962454B2/en
Publication of JP2014102130A publication Critical patent/JP2014102130A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5962454B2 publication Critical patent/JP5962454B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To present accurate push-in length to a user in measurement in a tactile feeling measurement apparatus having a non-linear elastic body and a tactile feeling measurement system.SOLUTION: A tactile feeling measurement apparatus 1 includes: a main body part 10; a tip part 20 including a vibration detection part 21 which detects the vibration of an object to be detected as an object whose tactile feeling is measured; a connection part 30 including a non-linear elastic body (31) for energizing the tip part 20 to the object to be measured side, which connects the main body part 10 to the tip part 20; a force measurement part (40) which measures a force applied between the connection part 30 and the tip part 20; a push-in length measurement part (50) for measuring the push-in length of the tip part 20; a push-in length display part for displaying the push-in length of the tip part 20; and an extension fixing part 70 for fixing the tip part 20 to the main body part 10 such that the extension length of the non-linear elastic body (31) is adjustable.

Description

本明細書で論じられる実施の形態は、測定対象の触覚感を測定する触覚感測定器に関する。   Embodiments discussed in this specification relate to a tactile sensation measuring instrument that measures a tactile sensation of a measurement target.

従来、高分子圧電(PVDF:PolyVinylidene DiFluoride)フィルムにより皮膚表面等の振動情報を得て、その振動情報を信号処理して、「粗さ」や「弾性」などの手触り感を評価する触感センサシステムが知られている。この触感センサシステムにおいては、PVDFフィルムを挟んで位置する一対のガイドローラにより肌の上を滑らせることで、ユーザによる任意の仰俯角における手動操作でも特定材質に対しては押付力を保持できる技術などが知られている。   Conventionally, a tactile sensor system that obtains vibration information on the skin surface, etc., from a polymer piezoelectric (PVDF: PolyVinylidene DiFluoride) film, processes the vibration information, and evaluates the hand feeling such as “roughness” and “elasticity”. It has been known. In this tactile sensor system, a technology that can hold a pressing force against a specific material even by manual operation at an arbitrary elevation angle by a user by sliding on the skin with a pair of guide rollers located between PVDF films. Etc. are known.

触覚感とは、振動検知器が測定対象面に対してある圧力を持って擦りつけたときに得られる振動情報(音響を含む)である。この振動情報は、人が指などにより対象表面に触れたときに得られる感覚情報に近い。触覚感は、特に織物や紙などを測定対象面とした場合には風合い(handling)と呼ばれ、手触りや肌ざわり、着心地など、人がものに触れた時に感じる材質感であるが、本明細書で想定する測定対象面としては建物や住器の壁面や床面等も含む幅広いものである。   The tactile sensation is vibration information (including sound) obtained when the vibration detector rubs against the measurement target surface with a certain pressure. This vibration information is close to sensory information obtained when a person touches the target surface with a finger or the like. The tactile sensation is called “handling” especially when weaving fabric or paper is used as the measurement target surface. It is a texture that feels when a person touches something, such as touch, texture, and comfort. The measurement target surface assumed in the specification includes a wide range including the walls and floors of buildings and dwellings.

従来の測定器としては、柔らかい物体の粘弾性を測定するために、二つの差動トランスを有し、測定対象部位の粘弾性特性を調べる装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   As a conventional measuring instrument, there is known a device that has two differential transformers and measures viscoelastic characteristics of a measurement target part in order to measure viscoelasticity of a soft object (for example, see Patent Document 1). .

この粘弾性特性を調べる装置では、差動トランスの可動部どうしが、弾性体を介してそれらの可動方向に直列的に連結され、一方の可動部の先端を測定対象部位に当接させつつ他方の可動部に対して外力を加えて変位させることが行われている。また、この装置では、上記の変位による負荷を受けた弾性体の弾性力によって、測定対象部位に当接された方の可動部を測定対象部位の抗力を受けさせつつ変位させることが行われている。そして、これら両変位情報をそれぞれの差動トランスから得ることによって、測定対象部位の粘弾性特性を調べる手法がとられている。   In this apparatus for examining viscoelastic characteristics, the movable parts of the differential transformer are connected in series in the movable direction via an elastic body, and the tip of one movable part is brought into contact with the part to be measured while the other The movable part is displaced by applying an external force. Further, in this apparatus, the movable part that is in contact with the measurement target part is displaced while receiving the drag of the measurement target part by the elastic force of the elastic body subjected to the load due to the above displacement. Yes. And the method of examining the viscoelastic characteristic of a measurement object site | part by taking these both displacement information from each differential transformer is taken.

また、微小表面形状を測定する微小表面形状測定プローブとして、圧電センサに作用する荷重を測定する荷重検出部と、測定された荷重に基づいて付勢装置による付勢力を調整する制御部と、調整された付勢力で被測定物に接触している接触子の位置を測定する変位量計測装置とを備える微小表面形状測定プローブが知られている(例えば、特許文献2参照)。   Further, as a micro surface shape measuring probe for measuring a micro surface shape, a load detecting unit for measuring a load acting on the piezoelectric sensor, a control unit for adjusting a biasing force by a biasing device based on the measured load, and an adjustment There is known a micro surface shape measurement probe including a displacement measuring device that measures a position of a contact that is in contact with an object to be measured with a biasing force (for example, see Patent Document 2).

特開2007−24606号公報JP 2007-24606 A 特開2007−155440号公報JP 2007-155440 A

”手触り感を測る(SONY CX-PAL Vol.82 Angle)”、[online]、平成21年10月、インターネット〈URL:http://www.sony.co.jp/Products/SC-HP/cxpal/vol82/pdf/angle82.pdf>“Measure the feeling of touch (SONY CX-PAL Vol.82 Angle)”, [online], October 2009, Internet <URL: http://www.sony.co.jp/Products/SC-HP/cxpal /vol82/pdf/angle82.pdf>

ところで、今後のICT(Information and Communication Technology)の進展を考えれば、一般ユーザが様々な物体の測定対象面(建物の材質、家財の表面、衣類の手触り)などの触覚感を日常的に取得し、他者と共有する近未来を想定しうる。また、脳科学の進展により、多様な触感覚がヒトの記憶・認知・情動などに与える影響も解き明かされつつあるため、触覚の要素を取り込んだ人間中心コンピューティングへ発展する可能性もある。   By the way, considering the progress of ICT (Information and Communication Technology) in the future, general users will regularly acquire tactile sensations such as the measurement target surfaces (building materials, household surfaces, clothing touches) of various objects. You can imagine the near future to share with others. In addition, with the advancement of brain science, the effects of various tactile sensations on human memory, cognition, and emotions are being clarified, so there is a possibility of developing human-centric computing that incorporates tactile elements.

応用シーンにおいて触覚感情報が高い価値をもつためには、測定条件を統制しながら振動情報を測定することで他者と共有された触感覚を相互に比較可能にすることが好ましい。これを可能とするには、目標測定系列(押付力,走査速度の系列)に従った測定が可能な触覚感測定技術を用いることが好ましい。同時に、一般ユーザが固定物を含む多様な材質の触覚感を手軽に測定するためには測定装置自体が小型で有ることが好ましい。   In order for the tactile sensation information to have a high value in the application scene, it is preferable that the tactile sensation shared with others can be compared with each other by measuring the vibration information while controlling the measurement conditions. In order to make this possible, it is preferable to use a tactile sensation measurement technique capable of measurement according to a target measurement series (a series of pressing force and scanning speed). At the same time, in order for a general user to easily measure the tactile sensation of various materials including a fixed object, it is preferable that the measuring device itself is small.

こうした技術の普及した近未来においては、接触可能な特定物体を特定するために、触覚感情報を検索キー(もしくはその一部)として用いるなどの応用が想定される。例えば、ある人が外出先のレストランで座った感じのよいテーブルや、新幹線座席のシート材質に興味をもち、そうした製品のメーカや型番を調べるためにウェブ等で検索を行おうとする。この時に、検索キーワードとしての「テーブル」や「シート」等とともにその表面の触覚感情報を追加することで、検索対象を絞り込むような使い方が可能になるだろう。また、通信販売/ネット販売で衣料品等の触覚感を伝えることも考えられる。   In the near future in which such a technology is widely used, applications such as using tactile sensation information as a search key (or a part thereof) to identify a specific object that can be touched are assumed. For example, a person is interested in a comfortable table sitting at a restaurant on the go or a seat material of a Shinkansen seat, and tries to search on the web etc. to find out the manufacturer and model number of such a product. At this time, it will be possible to narrow down the search target by adding tactile sensation information on the surface together with “table” and “sheet” as search keywords. It is also possible to convey tactile sensations such as clothing through mail order / net sales.

触覚感は押付力に依存して、擦りつけて得られる振動情報が変化するために、適正な押付力の制御を行うことが好ましい。また、任意の仰俯角をもつ測定対象面に対しユーザに目標押込長を提示しながらの手動操作により押付力を精密に制御することが好ましい(押付力が測定器や測定状況の影響を受けては測定結果を標準化できず不便)。そのため、非線形弾性体を利用して任意の角度で押付力を再現することで、触覚感を測定する測定器において、任意の仰俯角に向けた状態での押付力−押込長を関係づける力学モデルを導入することが考えられる。   The tactile sensation depends on the pressing force, and vibration information obtained by rubbing changes. Therefore, it is preferable to appropriately control the pressing force. Moreover, it is preferable to precisely control the pressing force by manual operation while presenting the target pressing length to the user with respect to the measurement target surface having an arbitrary elevation angle (the pressing force is influenced by the measuring instrument and the measurement situation). Is inconvenient because the measurement results cannot be standardized). Therefore, by using a non-linear elastic body to reproduce the pressing force at an arbitrary angle, in a measuring instrument that measures tactile sensation, a mechanical model that relates the pressing force-indentation length in a state directed to an arbitrary elevation angle Can be considered.

図7は、参考技術に係る触覚感測定器301を簡略化した説明図である。
図7に示すように、触覚感測定器301は、本体部310と、先端部320と、連結部330と、力センサ340と、を備える。
FIG. 7 is a simplified explanatory diagram of the tactile sensation measuring instrument 301 according to the reference technique.
As shown in FIG. 7, the tactile sensation measuring instrument 301 includes a main body part 310, a tip part 320, a connecting part 330, and a force sensor 340.

先端部320は、振動検知部321を含む。振動検知部321は、ユーザが触覚感測定器301を所定の押付け力で測定対象200上を移動させることにより、測定対象200の振動を検知する。   The tip portion 320 includes a vibration detection unit 321. The vibration detection unit 321 detects the vibration of the measurement target 200 when the user moves the tactile sensation measuring instrument 301 on the measurement target 200 with a predetermined pressing force.

連結部330は、非線形バネ331を含み、本体部310と先端部320とを連結する。
力センサ340は、連結部330と先端部320との間に配置され、連結部330と先端部320との間にかかる内部力を測定する。
The connecting part 330 includes a non-linear spring 331 and connects the main body part 310 and the tip part 320.
The force sensor 340 is disposed between the connecting portion 330 and the tip portion 320 and measures an internal force applied between the connecting portion 330 and the tip portion 320.

連結部330の実際に生じる質量である有効質量(力センサ340の質量の一部を含む。)をMとし、先端部320の有効質量をmとし、測定対象200の仰俯角をθとし、非線形バネ331の長さをlとし、非線形バネ331に働くバネ応力をk(l)とし、力センサ340に働く力をPとし、重力加速度をgとした場合、押付け力Fは、下記式(1)で表される。
F=k(l)+(m+M)g・cosθ ・・・式(1)
The effective mass (including a part of the mass of the force sensor 340) that is the actual mass of the connecting portion 330 is M, the effective mass of the tip portion 320 is m, the elevation angle of the measuring object 200 is θ, and is nonlinear. When the length of the spring 331 is l, the spring stress acting on the nonlinear spring 331 is k (l), the force acting on the force sensor 340 is P, and the gravitational acceleration is g, the pressing force F is expressed by the following formula (1 ).
F = k (l) + (m + M) g · cos θ (1)

この式(1)からユーザに提示すべき押込長lについての下記式(2)が得られる。
l=k−1(F−(m+M)g・cosθ) ・・・式(2)
From this equation (1), the following equation (2) for the indentation length l to be presented to the user is obtained.
l = k −1 (F− (m + M) g · cos θ) (2)

この式(2)に関して、先端部320の有効質量mおよびバネ応力k(l)は、力センサ340で測定する内部力Pから容易にチューニングできる。また、重力加速度gは所与であり、仰俯角θはジャイロスコープにより計測できる。   Regarding this equation (2), the effective mass m and the spring stress k (l) of the tip 320 can be easily tuned from the internal force P measured by the force sensor 340. Further, the gravitational acceleration g is given, and the elevation angle θ can be measured by a gyroscope.

しかし、連結部330の有効質量Mについては、酸化等による経時変化したり或いは力センサ40などの部品交換により変化したりするが、触覚感測定器301に配置された状態で決定しなければならない。非線形バネ331が仮に線形バネであれば、下記式(3)により求められるが、非線形バネ331は、バネ特性が直線にはならないため単純な計算ができない。
M=((P1−P2)−k(l1−l2)/2g ・・・式(3)
However, the effective mass M of the connecting portion 330 may change over time due to oxidation or the like, or may change due to replacement of parts such as the force sensor 40, but must be determined in a state where the tactile sensation measuring device 301 is disposed. . If the nonlinear spring 331 is a linear spring, it can be obtained by the following equation (3). However, the nonlinear spring 331 cannot perform a simple calculation because the spring characteristic is not a straight line.
M = ((P1-P2) -k (l1-l2) / 2g (3)

したがって、非線形バネ331を用いた場合、連結部330の正確な有効質量Mを簡単に計算することができず、結果として、ユーザに提示すべき押付力に対応する先端部320の押込長を正確に計算することができない。   Therefore, when the nonlinear spring 331 is used, the accurate effective mass M of the connecting portion 330 cannot be easily calculated, and as a result, the pushing length of the tip portion 320 corresponding to the pushing force to be presented to the user can be accurately calculated. Cannot be calculated.

上述の粘弾性特性を調べる装置は、カム機構を組み合わせて周期変化する押付力を生成し、これに応じた対象面の歪み変化のヒステリススを捕らえることで粘弾性を測定するため、先端部の押付力を精密に制御する必要がない。したがって、この装置では、ユーザに正確な押込長を提示する技術や、正確な押付け力を測定するための測定器の較正に関する技術が開示されていない。   The device for examining the viscoelastic characteristics described above generates a pressing force that changes periodically by combining a cam mechanism, and measures the viscoelasticity by capturing the hysteresis of the distortion change of the target surface according to this, so that the pressing of the tip portion is performed. There is no need to precisely control the force. Therefore, this apparatus does not disclose a technique for presenting an accurate indentation length to a user or a technique for calibration of a measuring instrument for measuring an accurate pressing force.

また、上述の微小表面形状測定プローブは、押付力を変化させないので、非線形バネのような二重押込み弾性変位機構を有さない。したがって、この装置では、ユーザに正確な押込長を提示する技術や、正確な押付け力を測定するための測定器の較正に関する技術が開示されていない。   Moreover, since the above-mentioned minute surface shape measurement probe does not change the pressing force, it does not have a double pressing elastic displacement mechanism like a nonlinear spring. Therefore, this apparatus does not disclose a technique for presenting an accurate indentation length to a user or a technique for calibration of a measuring instrument for measuring an accurate pressing force.

1つの側面では、目的は、非線形弾性体を備えていても、測定時にユーザに正確な押込長を提示することができる触覚感測定器および触覚感測定システムを提供することである。   In one aspect, an object is to provide a tactile sensation measuring instrument and a tactile sensation measuring system that can provide a user with an accurate indentation length at the time of measurement even though a nonlinear elastic body is provided.

触覚感測定器は、本体部と、触覚感を測定する対象である測定対象の振動を検知する振動検知部を含む先端部と、前記先端部を前記測定対象側に付勢する非線形弾性体を含み前記本体部と前記先端部とを連結する連結部と、前記連結部と前記先端部との間にかかる力を測定する力測定部と、前記先端部の押込み長さを測定する押込長測定部と、前記先端部の押込み長さを表示する押込長表示部と、前記先端部を前記本体部に対し、前記非線形弾性体の伸縮長さを調整可能に固定する伸縮固定部と、を備える触覚感測定器が提供される。   The tactile sensation measuring instrument includes a main body, a tip including a vibration detection unit that detects vibration of a measurement target that is a target for measuring tactile sensation, and a nonlinear elastic body that biases the tip toward the measurement target. A connecting portion that connects the main body portion and the tip portion, a force measuring portion that measures a force applied between the connecting portion and the tip portion, and an indentation length measurement that measures the indentation length of the tip portion. A push-in length display portion that displays a push-in length of the tip portion, and a telescopic fixing portion that fixes the tip portion to the body portion so that the stretch length of the nonlinear elastic body can be adjusted. A tactile sensation measuring device is provided.

開示の触覚感測定器および触覚感測定システムは、非線形弾性体を備えていても、測定時にユーザに正確な押込長を提示することができるという効果が得られる。   Even if the disclosed tactile sensation measuring instrument and tactile sensation measuring system include a non-linear elastic body, an effect of being able to present an accurate indentation length to the user at the time of measurement is obtained.

実施の形態に係る触覚感測定システムを示す正面断面図である。It is a front sectional view showing the tactile sensation measurement system according to the embodiment. 実施の形態に係る触覚感測定器を示す背面図(その1)である。It is a rear view (the 1) which shows the tactile sense measuring device which concerns on embodiment. 実施の形態に係る触覚感測定器を示す背面図(その2)である。It is a rear view (the 2) which shows the tactile sense measuring device which concerns on embodiment. 実施の形態に係る触覚感測定器を示す右側面断面図(その1)である。It is right side sectional drawing (the 1) which shows the tactile sense measuring device which concerns on embodiment. 実施の形態に係る触覚感測定器を示す右側面断面図(その2)である。It is right side sectional drawing (the 2) which shows the tactile sense measuring device which concerns on embodiment. 実施の形態に係る触覚感測定システムの使用状態の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the use condition of the tactile sensation measurement system which concerns on embodiment. 実施の形態における連結部の有効質量計算を説明するための簡略化した説明図(その1)である。It is the simplified explanatory view (the 1) for explaining effective mass calculation of a connecting part in an embodiment. 実施の形態における連結部の有効質量計算を説明するための簡略化した説明図(その2)である。It is explanatory drawing (the 2) simplified for demonstrating the effective mass calculation of the connection part in embodiment. 先端部を上向きにした実施の形態に係る触覚感測定器を示す背面図である。It is a rear view which shows the tactile sensation measuring device which concerns on embodiment which made the front-end | tip part upward. 参考技術に係る触覚感測定器を簡略化した説明図である。It is explanatory drawing which simplified the tactile-feeling measuring device which concerns on a reference technique.

以下、実施の形態に係る触覚感測定器および触覚感測定システムについて、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a tactile sensation measuring instrument and a tactile sensation measuring system according to embodiments will be described with reference to the drawings.

図1は、実施の形態に係る触覚感測定システム100を示す正面断面図である。
図2Aおよび図2Bは、実施の形態に係る触覚感測定器1を示す背面図である。
FIG. 1 is a front sectional view showing a tactile sensation measurement system 100 according to an embodiment.
2A and 2B are rear views showing the tactile sensation measuring instrument 1 according to the embodiment.

図3Aおよび図3Bは、実施の形態に係る触覚感測定器1を示す右側面断面図である。
図4は、実施の形態に係る触覚感測定システム100の使用状態の一例を示す斜視図である。
3A and 3B are right side cross-sectional views showing the tactile sensation measuring instrument 1 according to the embodiment.
FIG. 4 is a perspective view showing an example of a usage state of the tactile sensation measurement system 100 according to the embodiment.

図1に示す触覚感測定システム100は、触覚感測定器1と、この触覚感測定器1と別体に配置された解析器101とを備える。解析器101は、触覚感測定器1と一体に配置されていてもよい。   A tactile sensation measuring system 100 shown in FIG. 1 includes a tactile sensation measuring instrument 1 and an analyzer 101 arranged separately from the tactile sensation measuring instrument 1. The analyzer 101 may be disposed integrally with the tactile sensation measuring instrument 1.

図1〜図3Bに示すように、触覚感測定器1は、本体部10と、先端部20と、連結部30と、力測定部の一例である力センサ40と、押込長測定部の一例であるエンコーダ50と、押込長表示部60と、伸縮固定部70と、角度測定部の一例であるジャイロスコープ80と、送信部の一例である制御送信部90と、を備える。   As shown in FIGS. 1 to 3B, the tactile sensation measuring instrument 1 includes a main body part 10, a tip part 20, a connecting part 30, a force sensor 40 which is an example of a force measuring part, and an example of a pushing length measuring part. The encoder 50, the indentation length display unit 60, the expansion / contraction fixing unit 70, the gyroscope 80 as an example of an angle measurement unit, and the control transmission unit 90 as an example of a transmission unit.

本体部10は、ボタンスイッチ11と、バッテリ12と、本体部側筒状部13と、を含む。
ボタンスイッチ11は、電源の一例であり、本体部10の側面に配置されている。
バッテリ12は、触覚感測定器1の各部の処理や動作のために配置されている。
The main body portion 10 includes a button switch 11, a battery 12, and a main body portion side cylindrical portion 13.
The button switch 11 is an example of a power supply and is disposed on the side surface of the main body unit 10.
The battery 12 is disposed for processing and operation of each part of the tactile sensation measuring instrument 1.

本体部側筒状部13は、連結部30の非線形バネ31の一部、配線軸34の一部等を収容する。後述するが、本体部側筒状部13の内周面には、連結部側筒状部32が外周面において摺動する。   The main body side cylindrical portion 13 accommodates a part of the nonlinear spring 31 of the connecting part 30, a part of the wiring shaft 34, and the like. As will be described later, the connecting portion side cylindrical portion 32 slides on the outer peripheral surface on the inner peripheral surface of the main body portion side cylindrical portion 13.

先端部20は、振動検知部21を含む。振動検知部21は、例えば、PVDFフィルムである。振動検知部21は、ユーザが触覚感測定器1を所定の押付け力で測定対象200上を移動させることにより、測定対象200の振動を検知する。測定対象200は、触角感を測定する対象であり、例えば、図4に示すソファである。測定対象200は、本実施の形態では特に制限されない。   The tip portion 20 includes a vibration detection unit 21. The vibration detection unit 21 is, for example, a PVDF film. The vibration detection unit 21 detects the vibration of the measurement target 200 when the user moves the tactile sensation measuring instrument 1 on the measurement target 200 with a predetermined pressing force. The measurement object 200 is an object for measuring a sense of touch, for example, a sofa shown in FIG. The measurement object 200 is not particularly limited in the present embodiment.

連結部30は、非線形弾性体の一例である非線形バネ31と、筒状部の一例である連結部側筒状部32と、副バネ33と、配線軸34と、を含み、本体部10と先端部20とを連結する。   The connecting part 30 includes a nonlinear spring 31 that is an example of a nonlinear elastic body, a connecting part side cylindrical part 32 that is an example of a cylindrical part, a secondary spring 33, and a wiring shaft 34. The tip 20 is connected.

非線形バネ31は、図1に示すように、バネ特性が直線になる線形バネとは異なり、バネ特性が直線にはならない弾性体である。非線形バネ31は、先端部20を測定対象200側に付勢する。非線形バネ31としては、径が位置によって異なるものや、ピッチが位置によって異なるものが挙げられるが、特に限定されない。   As shown in FIG. 1, the non-linear spring 31 is an elastic body that does not have a straight spring characteristic, unlike a linear spring that has a straight spring characteristic. The non-linear spring 31 biases the distal end portion 20 toward the measurement target 200 side. Examples of the non-linear spring 31 include, but are not limited to, ones having different diameters depending on positions and those having different pitches depending on positions.

非線形バネ31は、上端の上部バネ台座31aにおいて本体部側筒状部13に固定され、下端の下部バネ台座31bにおいて連結部側筒状部32に固定されている。   The nonlinear spring 31 is fixed to the main body side cylindrical portion 13 at the upper spring pedestal 31a at the upper end, and is fixed to the connecting portion side cylindrical portion 32 at the lower spring pedestal 31b at the lower end.

連結部側筒状部32は、非線形バネ31の周囲に配置され、一部が本体部側筒状部13の内部に挿入されている。連結部側筒状部32は、上端の大径部分32aの外周面において、本体部側筒状部13の内周面を摺動する。   The connecting portion side cylindrical portion 32 is disposed around the nonlinear spring 31, and a part thereof is inserted into the main body portion side cylindrical portion 13. The connecting portion side cylindrical portion 32 slides on the inner peripheral surface of the main body side cylindrical portion 13 on the outer peripheral surface of the large diameter portion 32a at the upper end.

副バネ33は、連結部側筒状部32を本体部10に対し、非線形バネ31の付勢力よりも弱い付勢力で、測定対象200側とは反対側、すなわち非線形バネ31の付勢方向とは反対側に付勢する。副バネ33は、上端の上部バネ台座33aにおいて連結部側筒状部32の大径部分32aの下端に固定され、下端の下部バネ台座33bにおいて本体部側筒状部13の内部の底面に固定されている。   The secondary spring 33 is an urging force that is weaker than the urging force of the nonlinear spring 31 with respect to the main body portion 10 of the connecting portion side cylindrical portion 32, and the urging direction of the nonlinear spring 31 is opposite to the measurement target 200 side. Energize to the other side. The auxiliary spring 33 is fixed to the lower end of the large-diameter portion 32a of the connecting portion side cylindrical portion 32 at the upper spring pedestal 33a at the upper end, and fixed to the bottom surface inside the main portion side cylindrical portion 13 at the lower spring pedestal 33b at the lower end. Has been.

配線軸34は、力センサ40や振動検知部21と制御送信部90とに接続された柔軟配線34aを有し、非線形バネ31の内部を貫通して連結部側筒状部32よりも上方まで延びる。   The wiring shaft 34 has a flexible wiring 34 a connected to the force sensor 40, the vibration detection unit 21, and the control transmission unit 90, and penetrates through the inside of the nonlinear spring 31 to a position higher than the connecting portion side tubular portion 32. Extend.

力センサ40は、連結部30と先端部20との間に配置され、連結部30と先端部20との間にかかる力を測定する。   The force sensor 40 is disposed between the connecting portion 30 and the tip portion 20 and measures a force applied between the connecting portion 30 and the tip portion 20.

エンコーダ50は、配線軸34の位置を検出することにより、力センサ40を介して配線軸34に固定された先端部20の押込み長さを測定する。   The encoder 50 detects the position of the wiring shaft 34 to measure the pushing length of the distal end portion 20 fixed to the wiring shaft 34 via the force sensor 40.

図2Aおよび図2Bに示すように、押込長表示部60は、エンコーダ50により測定された先端部20の押込み長さを表示する。また、後述するが、押込長表示部60は、触覚感測定器1のチューニング時に設定すべき先端部20の押込み長さを表示するとよい。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the indentation length display unit 60 displays the indentation length of the tip 20 measured by the encoder 50. As will be described later, the indentation length display unit 60 may display the indentation length of the distal end portion 20 to be set when tuning the tactile sensation measuring instrument 1.

図2A〜図3Bに示すように、伸縮固定部70は、先端部20を本体部10に対し、非線形バネ31の伸縮長さを調整可能に固定する。   As shown in FIGS. 2A to 3B, the expansion / contraction fixing portion 70 fixes the distal end portion 20 to the main body portion 10 so that the expansion / contraction length of the nonlinear spring 31 can be adjusted.

伸縮固定部70は、スライド台座71と、先端部固定アーム72と、伸縮ダイヤル73と、調整ネジ74と、回動軸75と、を含む。   The expansion / contraction fixing unit 70 includes a slide base 71, a tip end fixing arm 72, an expansion / contraction dial 73, an adjustment screw 74, and a rotation shaft 75.

スライド台座71は、本体部10に対してスライドする。
先端部固定アーム72は、スライド台座71に連結され、先端部20を固定穴72aに例えば嵌合させることで本体部10に対して固定する第1の位置P−1(図2Bおよび図3B)と、第1の位置P−1から退避した第2の位置P−2(図2Aおよび図3A)とに移動する。
The slide base 71 slides with respect to the main body unit 10.
The distal end fixing arm 72 is connected to the slide base 71, and is fixed to the main body 10 by, for example, fitting the distal end 20 into the fixing hole 72a (FIG. 2B and FIG. 3B). And the second position P-2 (FIGS. 2A and 3A) retreated from the first position P-1.

本実施の形態では、先端部固定アーム72は、スライド台座71に配置された回動軸75を回動中心としてスライド台座71により回動可能に支持されることで、スライド台座71に連結されている。また、先端部固定アーム72は、上記の第1の位置P−1と、先端部20を固定する部分がスライド台座71よりも上方に位置する第2の位置P−2とに回動することで、第1の位置P−1と第2の位置P−2とに移動する。   In the present embodiment, the distal end fixing arm 72 is connected to the slide base 71 by being rotatably supported by the slide base 71 around the rotation shaft 75 disposed on the slide base 71. Yes. Further, the distal end portion fixing arm 72 is rotated to the first position P-1 and the second position P-2 where the portion for fixing the distal end portion 20 is positioned above the slide base 71. Then, it moves to the first position P-1 and the second position P-2.

伸縮ダイヤル73は、スライド台座71の位置を調整するための操作部分として機能するダイヤルである。   The telescopic dial 73 is a dial that functions as an operation portion for adjusting the position of the slide base 71.

調整ネジ74は、スライド台座71を貫通するように配置され、伸縮ダイヤル73の操作により回動することで、スライド台座71を移動させる。   The adjustment screw 74 is disposed so as to penetrate the slide pedestal 71, and is moved by operating the telescopic dial 73 to move the slide pedestal 71.

伸縮ダイヤル73および調整ネジ74は、スライド台座71の位置を調整する台座位置調整部として機能する。   The telescopic dial 73 and the adjustment screw 74 function as a pedestal position adjusting unit that adjusts the position of the slide pedestal 71.

図1、図3A、および図3Bに示すジャイロスコープ80は、本体部10の角度を測定することで、ひいては先端部20の角度を測定する。   The gyroscope 80 shown in FIG. 1, FIG. 3A, and FIG. 3B measures the angle of the main body portion 10, and thereby measures the angle of the distal end portion 20.

制御送信部90は、触覚感測定器1の各部(例えば、先端部20,力センサ40,エンコーダ50)と例えば配線により接続され、例えば、各部の動作を制御する。制御送信部90は、振動検知部21により検知された振動の情報、力センサ40により測定された力の情報、および、エンコーダ50により測定された押込み長さの情報を解析器101の受信部150に送信する。制御送信部90は、ジャイロスコープ80により検知された本体部10の傾きの情報、ボタンスイッチ11のユーザによる操作であるオン・オフ信号の情報なども受信部150に送信するとよい。   The control transmission unit 90 is connected to each part (for example, the distal end part 20, the force sensor 40, the encoder 50) of the tactile sensation measuring instrument 1 by, for example, wiring, and controls the operation of each part, for example. The control transmission unit 90 receives the information on the vibration detected by the vibration detection unit 21, the information on the force measured by the force sensor 40, and the information on the indentation length measured by the encoder 50. Send to. The control transmission unit 90 may transmit information on the tilt of the main body unit 10 detected by the gyroscope 80, information on an on / off signal that is an operation by the user of the button switch 11, and the like to the reception unit 150.

図1に示すように、解析器101は、例えば、プロセッサの一例であるCPU、記憶部、入力部、出力部、インターフェース部などを有するコンピュータである。記憶部は、例えば、ROMやRAMおよび磁気記録媒体などを含み、CPUに各構成要素を制御させる制御プログラムの記憶領域、CPUが制御プログラムを実行する際のワークエリア、後述する力学モデル110の記憶領域、制御送信部90から送信される各種データの記憶領域である記録部120などとして機能する。   As illustrated in FIG. 1, the analyzer 101 is a computer having, for example, a CPU that is an example of a processor, a storage unit, an input unit, an output unit, an interface unit, and the like. The storage unit includes, for example, a ROM, a RAM, a magnetic recording medium, and the like, and includes a storage area for a control program that causes the CPU to control each component, a work area when the CPU executes the control program, and a storage for a dynamic model 110 described later. It functions as an area, a recording unit 120 that is a storage area for various data transmitted from the control transmission unit 90, and the like.

また、CPUは、連結部有効質量計算部130として機能する。詳しくは後述するが、連結部有効質量計算部130は、連結部30の有効質量M(力センサ40の質量の一部を含む。)を計算する。   In addition, the CPU functions as the connection portion effective mass calculation unit 130. As will be described in detail later, the connection portion effective mass calculation unit 130 calculates the effective mass M of the connection portion 30 (including a part of the mass of the force sensor 40).

測定情報表示部140は、図4に示すように、触覚感測定器1の測定時に設定すべき押込長の情報を含む測定情報を表示する。   As shown in FIG. 4, the measurement information display unit 140 displays measurement information including information on the indentation length to be set when the tactile sensation measuring instrument 1 is measured.

受信部150は、触覚感測定器1の制御送信部90により送信される情報を受信する。
以下、チューニング時における連結部30の有効質量Mの計算について説明する。チューニングについては、測定の度に行う必要はなく、部品交換時や、久しぶりに利用する際や、所定の間隔などで行えばよい。
The receiving unit 150 receives information transmitted by the control transmission unit 90 of the tactile sensation measuring instrument 1.
Hereinafter, calculation of the effective mass M of the connecting portion 30 during tuning will be described. Tuning does not have to be performed every measurement, and may be performed at the time of replacement of parts, after a long time, or at a predetermined interval.

図5Aおよび図5Bは、本実施の形態における連結部30の有効質量計算を説明するための簡略化した説明図である。   FIG. 5A and FIG. 5B are simplified explanatory views for explaining the effective mass calculation of the connecting portion 30 in the present embodiment.

図5Aおよび図5Bでは、伸縮固定部70を簡略的に図示し、伸縮ダイヤル73−1は、図2A〜図3Bに示すような本体部10の上端ではなく、伸縮固定部70の上端よりも下方に配置されている。なお、図5Aおよび図5Bでは、伸縮固定部70は、先端部固定アーム72が先端部20を本体部10に対し固定する第1の位置P−1に位置するものとする。   5A and 5B, the telescopic fixing part 70 is illustrated in a simplified manner, and the telescopic dial 73-1 is not located at the upper end of the main body part 10 as shown in FIGS. It is arranged below. 5A and 5B, the expansion / contraction fixing unit 70 is assumed to be positioned at the first position P-1 where the tip end fixing arm 72 fixes the tip end portion 20 to the main body portion 10.

先端部20が鉛直下方を向いているときにおいて、連結部30の実際に生じる質量である有効質量をMとし、エンコーダ50により検出される非線形バネ31の長さをlとし、非線形バネ31に働くバネ応力をk(l)とし、重力加速度をgとした場合、力センサ40に上向きに働く内部力Pは、下記式(4)で表される。
=k(l)+Mg ・・・式(4)
When the tip 20 is directed vertically downward, the effective mass, which is the mass that actually occurs in the connecting portion 30, is M, and the length of the nonlinear spring 31 detected by the encoder 50 is l 1. When the acting spring stress is k (l 1 ) and the gravitational acceleration is g, the internal force P 1 acting upward on the force sensor 40 is expressed by the following formula (4).
P 1 = k (l 1 ) + Mg (4)

なお、質量mは、先端部20の質量であり、厚さdは、力センサ40の厚さである。内部力Pについては、ジャイロスコープ80により仰俯角θ=0での先端部20の静止が確認されたときのものを使用するとよい。 The mass m is the mass of the tip 20, the thickness d 1 is the thickness of the force sensor 40. The internal power P 1, it is preferable to use those when stationary tip 20 at depression angle theta = 0 pretensions was confirmed by the gyroscope 80.

図6に示す触覚感測定器1のように、先端部20が鉛直上方を向くように触覚感測定器1を180度回転させると、図5Bに示すように、非線形バネ31の長さlは、例えば、連結部30のうち図5Aおよび図5Bでは図示しない連結部側筒状部32等の他の部分の質量が加わること、および、力センサ40の厚さが大きくなること(厚さd→厚さd)によって圧縮される。そのため、非線形バネ31の長さは、長さlより短い長さlとなる。 When the tactile sensation measuring instrument 1 is rotated 180 degrees so that the tip portion 20 faces vertically upward like the tactile sensation measuring instrument 1 shown in FIG. 6, the length l 1 of the nonlinear spring 31 is obtained as shown in FIG. 5B. For example, the mass of other portions of the connecting portion 30 such as the connecting portion side cylindrical portion 32 not shown in FIGS. 5A and 5B is added, and the thickness of the force sensor 40 is increased (thickness). d 1 → thickness d 2 ). Therefore, the length of the non-linear spring 31 is a length l 2 shorter than the length l 1 .

この非線形バネ31の長さlを、伸縮固定部70により長さlに戻すことで、バネに働くバネ応力k(l)を、図5Aに示す場合のバネ応力k(l)と同一にすることができる。なお、図6に示すように、押込長表示部60に現押込長60aと目標押込長60bとを表示することで伸縮固定部70により非線形バネ31の長さを長さlに戻しやすくすることができる。 The length l 2 of the non-linear spring 31, by returning to the length l 1 by the expansion and contraction fixing portion 70, a spring stress k (l 1) acting on the spring, the spring stress k of the case shown in FIG. 5A (l 1) Can be the same. Incidentally, as shown in FIG. 6, to facilitate the returning of the length of the non-linear spring 31 to the length l 1 by the expansion and contraction fixing unit 70 by displaying the current push length 60a and the target pushing length 60b to push length display section 60 be able to.

力センサ40に下向きに働く内部力Pは、下記式(5)で表される。
=k(l)−Mg ・・・式(5)
Internal force P 2 acting downward on the force sensor 40 is expressed by the following equation (5).
P 2 = k (l 2 ) −Mg Formula (5)

なお、内部力Pについては、ジャイロスコープ80により仰俯角θ=πでの先端部20の静止が確認されたときのものを使用するとよい。 It should be noted that the internal forces P 2, it is preferable to use those when stationary tip 20 at depression angle theta = [pi elevation by the gyroscope 80 was confirmed.

式(4)と式(5)との差分から、下記式(6)が導き出される。
2Mg=P−P ・・・式(6)
The following equation (6) is derived from the difference between the equations (4) and (5).
2Mg = P 1 −P 2 Formula (6)

この式(6)から、連結部有効質量計算部130により、下記式(7)のとおり連結部30の有効質量Mが導き出される。
M=(P−P)/2g ・・・式(7)
From this equation (6), the connection portion effective mass calculation unit 130 derives the effective mass M of the connection portion 30 as shown in the following equation (7).
M = (P 1 −P 2 ) / 2 g (7)

この式(7)を基に、力学モデル110である例えば上記の式(2)から、解析器101は、ユーザに提示すべき、所望の押付力に対応する押込長lを計算することができる。   Based on this equation (7), from the above equation (2) that is the dynamic model 110, for example, the analyzer 101 can calculate the indentation length l corresponding to the desired pressing force to be presented to the user. .

チューニング後には、ユーザが伸縮固定部70を図2Aおよび図3Aに示す第2の位置P−2に退避させることで、触覚感測定器1を用いた測定を行うことができる。   After tuning, the user can perform measurement using the tactile sensation measuring instrument 1 by retracting the telescopic fixing portion 70 to the second position P-2 shown in FIGS. 2A and 3A.

ユーザは、図1および図4に示す測定情報表示部140を見ながら、所定の距離だけ先端部20を測定対象200に沿って走行(走査)させ、走行過程の距離に対応する押込位置で先端部20を測定対象200に押込めばよい。   While viewing the measurement information display unit 140 shown in FIG. 1 and FIG. 4, the user travels (scans) the tip 20 along the measurement target 200 by a predetermined distance, and the tip at the pushing position corresponding to the distance of the running process. The part 20 may be pushed into the measuring object 200.

なお、上述の説明では、先端部20が鉛直上向きである場合と鉛直下向きである場合とのチューニングの例を説明したが、ジャイロスコープ80の検出角度が先端部20の角度として得られるため、これを元に上述の計算式を補正できる。そのため、先端部20の角度は、鉛直上向きと鉛直下向きとに限られない。ただし、鉛直方向から先端部20が傾くほど、図1、図3A、および図3Bに示す本体部側筒状部13と連結部側筒状部32との間のすべり摩擦などの他の力が働くため、先端部20の角度は、鉛直上向きと鉛直下向きとが好ましい。   In the above description, an example of tuning when the tip portion 20 is vertically upward and when it is vertically downward has been described. However, since the detection angle of the gyroscope 80 is obtained as the angle of the tip portion 20, Based on the above, the above formula can be corrected. Therefore, the angle of the tip 20 is not limited to vertically upward and vertically downward. However, as the distal end portion 20 is tilted from the vertical direction, other forces such as sliding friction between the main body side cylindrical portion 13 and the coupling portion side cylindrical portion 32 shown in FIGS. 1, 3A, and 3B are generated. In order to work, the angle of the tip 20 is preferably vertically upward and vertically downward.

先端部20は、図5Aに示す下向きと図5Bに示す上向きとではなく、下向きの2つの角度または上向きの2つの角度のそれぞれにおいて、非線形バネ31の長さlを同一にすることで、連結部30の有効質量Mを計算することができる。ただし、先端部20は、図5Aに示す下向きと図5Bに示す上向きとの2つの角度で有効質量Mを計算することが望ましい。 Tip 20, rather than upward as shown in the downward-5B shown in FIG. 5A, in each of the downward two angles or upward two angles, by the length l 1 of the non-linear spring 31 in the same, The effective mass M of the connecting part 30 can be calculated. However, as for the front-end | tip part 20, it is desirable to calculate the effective mass M by two angles, the downward direction shown to FIG. 5A, and the upward direction shown to FIG. 5B.

本実施の形態により、力学モデル110のパラメータ(連結部有効質量Mを含む)のチューニングが行なわれると、任意の仰俯角において押付力Fに応じた押込長lを精度良く得るための「押付力−押込長関係」を得られる。正確な「押付力−押込長関係」を用いれば、目標とする押付力に応じた正確な押込長lをユーザに提示することができる。   When the parameters of the dynamic model 110 (including the coupling portion effective mass M) are tuned according to the present embodiment, the “pressing force” for accurately obtaining the pressing length l corresponding to the pressing force F at any elevation angle. -"Indentation length relationship" can be obtained. If an accurate “pushing force-pushing length relationship” is used, the user can be presented with an accurate pushing length l corresponding to the target pushing force.

ユーザが、例えば解析器101の測定情報表示部140を見ながら手動操作することで、測定対象200の測定対象面に対して正確で幅広い目標押付力Fを再現しつつ、触覚感を測定できる。   For example, when the user manually operates while looking at the measurement information display unit 140 of the analyzer 101, the tactile sensation can be measured while reproducing the accurate and wide target pressing force F with respect to the measurement target surface of the measurement target 200.

こうして本実施の形態に係る触覚感測定器1によれば、小型であっても、固定物を含む多様な材質について、標準化された触覚感を手軽に取得できる。よって、その触覚感情報を他者と共有して利用することも可能になる。   Thus, according to the tactile sensation measuring instrument 1 according to the present embodiment, it is possible to easily obtain standardized tactile sensations for various materials including a fixed object even if it is small. Therefore, it becomes possible to share the tactile sensation information with others and use it.

以上の実施の形態では、触覚感測定器1は、本体部10と先端部20とを連結する連結部30の非線形バネ31の伸縮長さを調整可能に固定する伸縮固定部70を備える。そのため、先端部20が鉛直軸に対する傾きが互いに異なる2つの角度である場合のそれぞれにおいて、伸縮固定部70により非線形バネ31の長さを同一にしたときに力センサ40により測定される力から連結部30の有効質量Mを計算することができる。   In the above embodiment, the tactile sensation measuring instrument 1 includes the expansion / contraction fixing unit 70 that adjustably adjusts the expansion / contraction length of the nonlinear spring 31 of the connecting unit 30 that connects the main body unit 10 and the distal end unit 20. Therefore, in each of the cases where the tip portion 20 has two angles different from each other with respect to the vertical axis, it is connected from the force measured by the force sensor 40 when the length of the nonlinear spring 31 is made the same by the expansion and contraction fixing portion 70. The effective mass M of the part 30 can be calculated.

よって、本実施の形態によれば、非線形バネ31を備えていても、測定時にユーザに正確な押込長を提示することができる。   Therefore, according to the present embodiment, even if the nonlinear spring 31 is provided, an accurate pushing length can be presented to the user at the time of measurement.

また、本実施の形態では、伸縮固定部70の先端部固定アーム72は、本体部10に対してスライドするスライド台座71に連結され、先端部20を本体部10に対し固定する第1の位置P−1およびこの第1の位置P−1から退避した第2の位置P−2に移動する。そのため、チューニング時においては先端部固定アーム72が第1の位置P−1に移動し、測定時においては先端部固定アーム72が第2の位置P−2に移動することで、簡素な構成でチューニングおよび測定を行うことができる。   In the present embodiment, the distal end fixing arm 72 of the telescopic fixing portion 70 is connected to the slide base 71 that slides relative to the main body portion 10, and the first position for fixing the distal end portion 20 to the main body portion 10. It moves to P-1 and a second position P-2 retracted from the first position P-1. Therefore, the tip fixing arm 72 moves to the first position P-1 during tuning, and the tip fixing arm 72 moves to the second position P-2 during measurement. Tuning and measurement can be performed.

また、本実施の形態では、先端部固定アーム72は、スライド台座71により回動可能に支持され、第1の位置P−1と、先端部20を固定する部分がスライド台座71よりも上方に位置する第2の位置P−2とに回動する。そのため、より簡素な構成でチューニングおよび測定を行うことができる。   Further, in the present embodiment, the tip end fixing arm 72 is rotatably supported by the slide base 71, and the first position P-1 and the portion for fixing the tip portion 20 are located above the slide base 71. It rotates to the second position P-2. Therefore, tuning and measurement can be performed with a simpler configuration.

また、本実施の形態では、ジャイロスコープ80は、本体部10の角度を測定する。そのため、連結部30の有効質量Mを計算しやすくすることができる。   In the present embodiment, the gyroscope 80 measures the angle of the main body 10. Therefore, the effective mass M of the connection part 30 can be easily calculated.

また、本実施の形態では、連結部30は、非線形バネ31の周囲に配置された連結部側筒状部32と、この連結部側筒状部32を本体部10に対し、非線形バネ31の付勢力よりも弱い付勢力で測定対象200側とは反対側に付勢する副バネ33と、を更に含む。そのため、振動検知部21が弱い振動をも検知することができる。   In the present embodiment, the connecting portion 30 includes a connecting portion side cylindrical portion 32 arranged around the nonlinear spring 31, and the connecting portion side cylindrical portion 32 is connected to the main body portion 10 with respect to the nonlinear spring 31. And a secondary spring 33 that urges the measurement object 200 to the opposite side with an urging force weaker than the urging force. Therefore, the vibration detection unit 21 can detect weak vibrations.

また、本実施の形態では、触覚感測定器1と解析器101とは、別体に配置され、触覚感測定器1の制御送信部90は、振動検知部21により検知された振動の情報、力センサ40により測定された力の情報、および、エンコーダ50により測定された押込み長さの情報を解析器101の受信部150に送信する。そのため、触覚感測定器1と触覚感測定システム100とをそれぞれ簡素な構成とすることができる。   In the present embodiment, the tactile sensation measuring instrument 1 and the analyzer 101 are arranged separately, and the control transmission unit 90 of the tactile sensation measuring instrument 1 includes information on the vibration detected by the vibration detecting unit 21, Information on the force measured by the force sensor 40 and information on the indentation length measured by the encoder 50 are transmitted to the receiving unit 150 of the analyzer 101. Therefore, the tactile sensation measuring instrument 1 and the tactile sensation measuring system 100 can each have a simple configuration.

また、本実施の形態では、解析器101の測定情報表示部140は、触覚感測定器1の測定時に設定すべき押込長の情報を含む測定情報を表示する。そのため、解析器101の測定情報表示部140を見ながら触覚感測定器1により測定を行うことができる。   Further, in the present embodiment, the measurement information display unit 140 of the analyzer 101 displays measurement information including information on the indentation length to be set when the tactile sensation measuring instrument 1 is measured. Therefore, the tactile sensation measuring instrument 1 can perform measurement while looking at the measurement information display unit 140 of the analyzer 101.

また、本実施の形態では、連結部有効質量計算部130は、先端部20が上向きである場合と先端部20が下向きである場合とにおいて、伸縮固定部70により先端部20を本体部10に対し固定して非線形バネ31の長さを同一にしたときに力センサ40により測定される力から連結部30の有効質量を計算する。そのため、より正確に連結部30の有効質量Mを計算することができ、測定時にユーザにより正確な押込長を提示することができる。   Further, in the present embodiment, the coupling portion effective mass calculation unit 130 causes the distal end 20 to be moved to the main body 10 by the expansion and contraction fixing unit 70 when the distal end 20 is upward and when the distal end 20 is downward. On the other hand, the effective mass of the connecting portion 30 is calculated from the force measured by the force sensor 40 when the lengths of the non-linear springs 31 are the same by being fixed. Therefore, the effective mass M of the connection part 30 can be calculated more accurately, and an accurate indentation length can be presented to the user during measurement.

以上の実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1)
本体部と、
触覚感を測定する対象である測定対象の振動を検知する振動検知部を含む先端部と、
前記先端部を前記測定対象側に付勢する非線形弾性体を含み前記本体部と前記先端部とを連結する連結部と、
前記連結部と前記先端部との間にかかる力を測定する力測定部と、
前記先端部の押込み長さを測定する押込長測定部と、
前記先端部の押込み長さを表示する押込長表示部と、
前記先端部を前記本体部に対し、前記非線形弾性体の伸縮長さを調整可能に固定する伸縮固定部と、
を備えることを特徴とする触覚感測定器。
(付記2)
前記伸縮固定部は、前記本体部に対してスライドするスライド台座と、前記スライド台座に連結され、前記先端部を前記本体部に対し固定する第1の位置および前記第1の位置から退避した第2の位置に移動する先端部固定アームと、を含むことを特徴とする付記1記載の触覚感測定器。
(付記3)
前記先端部固定アームは、前記スライド台座により回動可能に支持され、前記第1の位置と、前記先端部を固定する部分が前記スライド台座よりも上方に位置する前記第2の位置とに回動することを特徴とする付記2記載の触覚感測定器。
(付記4)
前記本体部の角度を測定する角度測定部を更に備えることを特徴とする付記1から付記3のいずれか記載の触覚感測定器。
(付記5)
前記連結部は、前記非線形弾性体の周囲に配置された筒状部と、前記筒状部を前記本体部に対し、前記非線形弾性体の付勢力よりも弱い付勢力で前記測定対象側とは反対側に付勢する副バネと、を更に含むことを特徴とする付記1から付記4のいずれか記載の触覚感測定器。
(付記6)
触覚感測定器と、
前記触覚感測定器と別体または一体に配置された解析器と、を備え、
前記触覚感測定器は、
本体部と、
触覚感を測定する対象である測定対象の振動を検知する振動検知部を含む先端部と、
前記先端部を前記測定対象側に付勢する非線形弾性体を含み前記本体部と前記先端部とを連結する連結部と、
前記連結部と前記先端部との間にかかる力を測定する力測定部と、
前記先端部の押込み長さを測定する押込長測定部と、
前記先端部の押込み長さを表示する押込長表示部と、
前記先端部を前記本体部に対し、前記非線形弾性体の伸縮長さを調整可能に固定する伸縮固定部と、
を備え、
前記解析器は、
前記先端部が鉛直軸に対する傾きが互いに異なる2つの角度である場合のそれぞれにおいて、前記伸縮固定部により前記先端部を前記本体部に対し固定して前記非線形弾性体の長さを同一にしたときに前記力測定部により測定される力から前記連結部の有効質量を計算する連結部有効質量計算部
を備える、
ことを特徴とする触覚感測定システム。
(付記7)
前記触覚感測定器と前記解析器とは、別体に配置され、
前記触覚感測定器は、前記振動検知部により検知された前記振動の情報、前記力測定部により測定された前記力の情報、および、前記押込長測定部により測定された前記押込み長さの情報を前記解析器に送信する送信部を更に含み、
前記解析器は、前記送信部により送信される情報を受信する受信部を更に含む、
ことを特徴とする付記6記載の触覚感測定システム。
(付記8)
前記解析器は、前記触覚感測定器の測定時に設定すべき押込長の情報を含む測定情報を表示する測定情報表示部を更に含むことを特徴とする付記7記載の触覚感測定システム。
(付記9)
前記連結部有効質量計算部は、前記先端部が上向きである場合と前記先端部が下向きである場合とにおいて、前記伸縮固定部により前記先端部を前記本体部に対し固定して前記非線形弾性体の長さを同一にしたときに前記力測定部により測定される力から前記連結部の有効質量を計算することを特徴とする付記6から付記8のいずれか記載の触覚感測定システム。
Regarding the above embodiment, the following additional notes are disclosed.
(Appendix 1)
The main body,
A tip including a vibration detection unit that detects vibration of a measurement target that is a target for measuring tactile sensation;
A connecting portion that includes a non-linear elastic body that biases the tip portion toward the measurement object, and connects the main body portion and the tip portion;
A force measuring unit for measuring a force applied between the connecting part and the tip part;
An indentation length measuring unit for measuring the indentation length of the tip, and
An indentation length display for displaying the indentation length of the tip,
An expansion / contraction fixing part for fixing the tip part to the main body part so that the expansion / contraction length of the nonlinear elastic body can be adjusted;
A tactile sensation measuring instrument comprising:
(Appendix 2)
The telescopic fixing portion is connected to the slide base that slides relative to the main body portion, and a first position that fixes the tip end portion to the main body portion and a first position that is retracted from the first position. The tactile sensation measuring instrument according to claim 1, further comprising a distal end fixing arm that moves to the position of 2.
(Appendix 3)
The distal end fixing arm is rotatably supported by the slide pedestal, and rotates to the first position and the second position where a portion for fixing the distal end is positioned above the slide pedestal. The tactile sensation measuring instrument according to appendix 2, wherein the tactile sensation measuring instrument moves.
(Appendix 4)
The tactile sensation measuring instrument according to any one of appendix 1 to appendix 3, further comprising an angle measurement unit that measures an angle of the main body.
(Appendix 5)
The connecting portion includes a cylindrical portion disposed around the nonlinear elastic body, and the measurement target side with a biasing force that is weaker than the biasing force of the nonlinear elastic body with respect to the main body portion. The tactile sensation measuring instrument according to any one of appendix 1 to appendix 4, further comprising a secondary spring biased to the opposite side.
(Appendix 6)
A tactile sensation measuring instrument,
An analyzer arranged separately or integrally with the tactile sensation measuring instrument,
The tactile sensation measuring instrument is:
The main body,
A tip including a vibration detection unit that detects vibration of a measurement target that is a target for measuring tactile sensation;
A connecting portion that includes a non-linear elastic body that biases the tip portion toward the measurement object, and connects the main body portion and the tip portion;
A force measuring unit for measuring a force applied between the connecting part and the tip part;
An indentation length measuring unit for measuring the indentation length of the tip, and
An indentation length display for displaying the indentation length of the tip,
An expansion / contraction fixing part for fixing the tip part to the main body part so that the expansion / contraction length of the nonlinear elastic body can be adjusted;
With
The analyzer is
In the case where the tip portion is at two different angles with respect to the vertical axis, the tip portion is fixed to the main body portion by the telescopic fixing portion and the length of the nonlinear elastic body is made the same. A connection portion effective mass calculation unit for calculating the effective mass of the connection portion from the force measured by the force measurement unit,
A tactile sensation measurement system characterized by this.
(Appendix 7)
The tactile sensation measuring instrument and the analyzer are arranged separately,
The tactile sensation measuring device includes information on the vibration detected by the vibration detection unit, information on the force measured by the force measurement unit, and information on the indentation length measured by the indentation length measurement unit. Further includes a transmitter for transmitting to the analyzer,
The analyzer further includes a receiver that receives information transmitted by the transmitter.
The tactile sensation measurement system according to appendix 6, characterized in that:
(Appendix 8)
8. The tactile sensation measurement system according to appendix 7, wherein the analyzer further includes a measurement information display unit that displays measurement information including information on an indentation length to be set at the time of measurement by the tactile sensation measurement instrument.
(Appendix 9)
The connection portion effective mass calculation unit is configured to fix the tip portion to the main body portion by the telescopic fixing portion when the tip portion is upward or when the tip portion is downward. 9. The tactile sensation measurement system according to any one of appendix 6 to appendix 8, wherein an effective mass of the connecting portion is calculated from a force measured by the force measuring portion when the lengths of the force measuring portions are the same.

1 触覚感測定器
10 本体部
11 ボタンスイッチ
12 バッテリ
13 本体部側筒状部
20 先端部
21 振動検知部
30 連結部
31 非線形バネ
31a 上部バネ台座
31b 下部バネ台座
32 連結部側筒状部
32a 大径部分
33 副バネ
33a 上部バネ台座
33b 下部バネ台座
34 配線軸
34a 柔軟配線
40 力センサ
50 エンコーダ
60 押込長表示部
60a 現押込長
60b 目標押込長
70 伸縮固定部
71 スライド台座
72 先端部固定アーム
72a 固定穴
73 伸縮ダイヤル
74 調整ネジ
75 回動軸
80 ジャイロスコープ
90 制御送信部
100 触覚感測定システム
101 解析器
110 力学モデル
120 記録部
130 連結部有効質量計算部
140 測定情報表示部
150 受信部
200 測定対象
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tactile sensation measuring device 10 Main body part 11 Button switch 12 Battery 13 Main body part side cylindrical part 20 Tip part 21 Vibration detection part 30 Connection part 31 Non-linear spring 31a Upper spring base 31b Lower spring base 32 Connection part side cylindrical part 32a Large Diameter portion 33 Secondary spring 33a Upper spring pedestal 33b Lower spring pedestal 34 Wiring shaft 34a Flexible wiring 40 Force sensor 50 Encoder 60 Pushing length display part 60a Current pushing length 60b Target pushing length 70 Telescopic fixing part 71 Slide base 72 Tip fixing arm 72a Fixed hole 73 Telescopic dial 74 Adjustment screw 75 Rotating shaft 80 Gyroscope 90 Control transmission unit 100 Tactile sensation measurement system 101 Analyzer 110 Dynamic model 120 Recording unit 130 Connection unit Effective mass calculation unit 140 Measurement information display unit 150 Reception unit 200 Measurement Target

Claims (5)

本体部と、
触覚感を測定する対象である測定対象の振動を検知する振動検知部を含む先端部と、
前記先端部を前記測定対象側に付勢する非線形弾性体を含み前記本体部と前記先端部とを連結する連結部と、
前記連結部と前記先端部との間にかかる力を測定する力測定部と、
前記先端部の押込み長さを測定する押込長測定部と、
前記先端部の押込み長さを表示する押込長表示部と、
前記先端部を前記本体部に対し、前記非線形弾性体の伸縮長さを調整可能に固定する伸縮固定部と、
を備えることを特徴とする触覚感測定器。
The main body,
A tip including a vibration detection unit that detects vibration of a measurement target that is a target for measuring tactile sensation;
A connecting portion that includes a non-linear elastic body that biases the tip portion toward the measurement object, and connects the main body portion and the tip portion;
A force measuring unit for measuring a force applied between the connecting part and the tip part;
An indentation length measuring unit for measuring the indentation length of the tip, and
An indentation length display for displaying the indentation length of the tip,
An expansion / contraction fixing part for fixing the tip part to the main body part so that the expansion / contraction length of the nonlinear elastic body can be adjusted;
A tactile sensation measuring instrument comprising:
前記伸縮固定部は、前記本体部に対してスライドするスライド台座と、前記スライド台座に連結され、前記先端部を前記本体部に対し固定する第1の位置および前記第1の位置から退避した第2の位置に移動する先端部固定アームと、を含むことを特徴とする請求項1記載の触覚感測定器。   The telescopic fixing portion is connected to the slide base that slides relative to the main body portion, and a first position that fixes the tip end portion to the main body portion and a first position that is retracted from the first position. 2. The tactile sensation measuring instrument according to claim 1, further comprising a distal end fixing arm that moves to a position of 2. 前記先端部固定アームは、前記スライド台座により回動可能に支持され、前記第1の位置と、前記先端部を固定する部分が前記スライド台座よりも上方に位置する前記第2の位置とに回動することを特徴とする請求項2記載の触覚感測定器。   The distal end fixing arm is rotatably supported by the slide pedestal, and rotates to the first position and the second position where a portion for fixing the distal end is positioned above the slide pedestal. The tactile sensation measuring device according to claim 2, wherein the tactile sensation measuring device moves. 触覚感測定器と、
前記触覚感測定器と別体または一体に配置された解析器と、を備え、
前記触覚感測定器は、
本体部と、
触覚感を測定する対象である測定対象の振動を検知する振動検知部を含む先端部と、
前記先端部を前記測定対象側に付勢する非線形弾性体を含み前記本体部と前記先端部とを連結する連結部と、
前記連結部と前記先端部との間にかかる力を測定する力測定部と、
前記先端部の押込み長さを測定する押込長測定部と、
前記先端部の押込み長さを表示する押込長表示部と、
前記先端部を前記本体部に対し、前記非線形弾性体の伸縮長さを調整可能に固定する伸縮固定部と、
を備え、
前記解析器は、
前記先端部が鉛直軸に対する傾きが互いに異なる2つの角度である場合のそれぞれにおいて、前記伸縮固定部により前記先端部を前記本体部に対し固定して前記非線形弾性体の長さを同一にしたときに前記力測定部により測定される力から前記連結部の有効質量を計算する連結部有効質量計算部
を備える、
ことを特徴とする触覚感測定システム。
A tactile sensation measuring instrument,
An analyzer arranged separately or integrally with the tactile sensation measuring instrument,
The tactile sensation measuring instrument is:
The main body,
A tip including a vibration detection unit that detects vibration of a measurement target that is a target for measuring tactile sensation;
A connecting portion that includes a non-linear elastic body that biases the tip portion toward the measurement object, and connects the main body portion and the tip portion;
A force measuring unit for measuring a force applied between the connecting part and the tip part;
An indentation length measuring unit for measuring the indentation length of the tip, and
An indentation length display for displaying the indentation length of the tip,
An expansion / contraction fixing part for fixing the tip part to the main body part so that the expansion / contraction length of the nonlinear elastic body can be adjusted;
With
The analyzer is
In the case where the tip portion is at two different angles with respect to the vertical axis, the tip portion is fixed to the main body portion by the telescopic fixing portion and the length of the nonlinear elastic body is made the same. A connection portion effective mass calculation unit for calculating the effective mass of the connection portion from the force measured by the force measurement unit,
A tactile sensation measurement system characterized by this.
前記触覚感測定器と前記解析器とは、別体に配置され、
前記触覚感測定器は、前記振動検知部により検知された前記振動の情報、前記力測定部により測定された前記力の情報、および、前記押込長測定部により測定された前記押込み長さの情報を前記解析器に送信する送信部を更に含み、
前記解析器は、前記送信部により送信される情報を受信する受信部を更に含む、
ことを特徴とする請求項4記載の触覚感測定システム。
The tactile sensation measuring instrument and the analyzer are arranged separately,
The tactile sensation measuring device includes information on the vibration detected by the vibration detection unit, information on the force measured by the force measurement unit, and information on the indentation length measured by the indentation length measurement unit. Further includes a transmitter for transmitting to the analyzer,
The analyzer further includes a receiver that receives information transmitted by the transmitter.
The tactile sensation measurement system according to claim 4.
JP2012253747A 2012-11-19 2012-11-19 Tactile sensation measuring instrument Expired - Fee Related JP5962454B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012253747A JP5962454B2 (en) 2012-11-19 2012-11-19 Tactile sensation measuring instrument

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012253747A JP5962454B2 (en) 2012-11-19 2012-11-19 Tactile sensation measuring instrument

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014102130A true JP2014102130A (en) 2014-06-05
JP5962454B2 JP5962454B2 (en) 2016-08-03

Family

ID=51024758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012253747A Expired - Fee Related JP5962454B2 (en) 2012-11-19 2012-11-19 Tactile sensation measuring instrument

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5962454B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017129557A (en) * 2016-01-19 2017-07-27 国立大学法人京都工芸繊維大学 Indentation testing apparatus, and indentation testing method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6015636U (en) * 1983-07-12 1985-02-02 日本電子機器株式会社 Pickup of vibration measuring device
JPH10179524A (en) * 1996-11-08 1998-07-07 Imoto Seisakusho:Kk Muscle hardness meter
JPH10332838A (en) * 1997-05-28 1998-12-18 Akashi:Kk Equipment for measuring vertical-motion earthquake
JP2002181693A (en) * 2000-12-18 2002-06-26 Toyobo Co Ltd Surface characteristic measuring system and method
JP2007333522A (en) * 2006-06-14 2007-12-27 Toyobo Co Ltd Touch measuring instrument and touch measurement method
JP2010503061A (en) * 2006-09-01 2010-01-28 韓國電子通信研究院 Sensory information input / output electronic pen and olfactory information output method using electronic pen

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6015636U (en) * 1983-07-12 1985-02-02 日本電子機器株式会社 Pickup of vibration measuring device
JPH10179524A (en) * 1996-11-08 1998-07-07 Imoto Seisakusho:Kk Muscle hardness meter
JPH10332838A (en) * 1997-05-28 1998-12-18 Akashi:Kk Equipment for measuring vertical-motion earthquake
JP2002181693A (en) * 2000-12-18 2002-06-26 Toyobo Co Ltd Surface characteristic measuring system and method
JP2007333522A (en) * 2006-06-14 2007-12-27 Toyobo Co Ltd Touch measuring instrument and touch measurement method
JP2010503061A (en) * 2006-09-01 2010-01-28 韓國電子通信研究院 Sensory information input / output electronic pen and olfactory information output method using electronic pen

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017129557A (en) * 2016-01-19 2017-07-27 国立大学法人京都工芸繊維大学 Indentation testing apparatus, and indentation testing method
JP7001246B2 (en) 2016-01-19 2022-02-04 国立大学法人京都工芸繊維大学 Indentation test device and method to calculate Young's modulus of sample

Also Published As

Publication number Publication date
JP5962454B2 (en) 2016-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9983696B2 (en) Force-sensing stylus for use with electronic devices
KR20120062731A (en) Multi-touch display and input for vision testing and training
EP1811363A3 (en) Contents navigation method and contents navigation apparatus thereof
US9347757B2 (en) Wheel assembly for moving caliper jaw with repeatable force
CN101816565B (en) Muscle spasm detection device
KR100868029B1 (en) Device for measuring texture and method thereof
EP2650758A1 (en) Force-sensing stylus pointing device
JP6138092B2 (en) Tactile evaluation measuring device
JP5962454B2 (en) Tactile sensation measuring instrument
Antillon et al. The challenges of hand gesture recognition using dielectric elastomer sensors
CN110168481B (en) Evaluation method for film for pen input device, evaluation device for film for pen input device, and film for pen input device
Lawrence et al. Human perception of friction in haptic interfaces
US11506476B2 (en) Portable surface characteristics measurement device and control method thereof
WO2019097982A1 (en) Method for measuring hardness distribution in test subject and device for measuring hardness distribution in test subject
KR102214417B1 (en) Radar-based force detection
McGee et al. Haptic perception of virtual roughness
KR20160141922A (en) Apparatus for testing skin friction
KR20180079112A (en) A Portable Height Measurement Tool and Height Management System using thereof
JP2002181693A (en) Surface characteristic measuring system and method
JP6080083B1 (en) Tactile sensor
KR101652973B1 (en) Digitizer using gradient of stylus pen
CN219609604U (en) Input device controlled by optical displacement sensor and mouse with optical roller
Murdande Design and Development of Force Sensor for measurement of Tactile Friction
JP6958119B2 (en) Feel evaluation device
JP7033939B2 (en) Indentation test device and zero point setting method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150706

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160525

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160531

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160613

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5962454

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees