JP2017211377A5

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Publication number: JP2017211377A5
Application number: JP2017095006A
Authority: JP
Filing date: 2017-05-11
Publication date: 2020-05-07
Anticipated expiration: 2037-05-11

Claims

第１の部品（１０）と第２の部品（２０）とを含む力覚センサ（１）であって、
前記第１の部品（１０）と前記第２の部品（２０）との間に、少なくとも１つの第１のピエゾ抵抗性抵抗体（４０１）および少なくとも１つの第２のピエゾ抵抗性抵抗体（４０２）が設けられており、
物体（２）によって前記力覚センサ（１）に軸方向の圧力負荷がかかる場合、少なくとも前記第１のピエゾ抵抗性抵抗体（４０１）に軸方向の圧力負荷から生じる力（Ｆｒｅｓ）によって負荷がかかるように、かつ
前記力覚センサ（１）に前記軸方向の圧力負荷がかかる場合、前記第２のピエゾ抵抗性抵抗体（４０２）には負荷がかからないままであるように、前記力覚センサ（１）は形成されており、
前記第２の部品（２０）は、少なくとも１つの突出領域（２０１）と第２の領域（２０２）とを備え、前記突出領域（２０１）は、前記第１の部品（１０）を臨むおよび／または前記第１の部品（１０）とは反対側を臨む面が第２の領域（２０２）に対して軸方向（Ａｘ）に突出しており、前記力覚センサに前記軸方向の圧力負荷がかかる場合、前記軸方向の圧力負荷から生じる力（Ｆｒｅｓ）を１つまたは複数の前記負荷がかかるピエゾ抵抗性抵抗体（４０１、４０３、４０５、４０７）にのみ導入する、力覚センサ（１）。
前記第１の部品（１０）および前記第２の部品（２０）は、協働して密に閉鎖された内室（３０）を画成するように形成されかつ設けられていることを特徴とする請求項１に記載の力覚センサ（１）。
当該力覚センサ（１）は、軸方向（Ａｘ）に延伸する前記物体（２）を収容するように、開口部（５０）をもって形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の力覚センサ（１）。
少なくとも１つの第３のピエゾ抵抗性抵抗体と第４のピエゾ抵抗性抵抗体とを有し、前記力覚センサ（１）に前記軸方向の圧力負荷がかかる場合、前記第３のピエゾ抵抗性抵抗体（４０３）には前記軸方向の圧力負荷から生じる力（Ｆｒｅｓ）によって負荷がかかり、前記第４のピエゾ抵抗性抵抗体（４０４）には負荷がかからないままであるように、前記力覚センサ（１）は形成されている、請求項１に記載の力覚センサ（１）。
少なくとも１つの第５から第８のピエゾ抵抗性抵抗体を有し、前記力覚センサ（１）に前記軸方向の圧力負荷がかかる場合、第５および第７のピエゾ抵抗性抵抗体（４０５、４０７）には前記軸方向の圧力負荷から生じる力（Ｆｒｅｓ）によってそれぞれ負荷がかかり、第６および第８のピエゾ抵抗性抵抗体（４０６、４０８）には負荷がかからないままであるように、前記力覚センサ（１）は形成されている、請求項４に記載の力覚センサ（１）。
前記負荷がかかるピエゾ抵抗性抵抗体（４０１、４０３、４０５、４０７）および前記負荷がかからないピエゾ抵抗性抵抗体は、前記第１の部品（１０）と前記第２の部品（２０）との間の内室（３０）において、軸方向（Ａｘ）に延伸する前記物体（２）を収容する開口部（５０）の中心点（５１）の周囲にそれぞれ同心状に設けられている、請求項４または５に記載の力覚センサ（１）。
前記負荷がかかるピエゾ抵抗性抵抗体および前記負荷がかからないピエゾ抵抗性抵抗体はそれぞれ、互いに離間されているおよび／または前記中心点（５１）から離間されていることを特徴とする請求項６に記載の力覚センサ（１）。
前記負荷がかかるピエゾ抵抗性抵抗体および前記負荷がかからないピエゾ抵抗性抵抗体はそれぞれ、均等に離間されていることを特徴とする請求項７に記載の力覚センサ（１）。
前記ピエゾ抵抗性抵抗体（４０１〜４０８）は、抵抗体のペア（４４１〜４４４）を形成し、前記抵抗体のペア（４４１〜４４４）はそれぞれ、前記負荷がかかるピエゾ抵抗性抵抗体（４０１、４０３、４０５、４０７）を１つと、前記負荷がかからないピエゾ抵抗性抵抗体（４０２、４０４、４０６、４０８）を１つ含んでいる、請求項３から６のいずれか１項に記載の力覚センサ（１）。
前記負荷がかかるピエゾ抵抗性抵抗体（４０１、４０３、４０５、４０７）は、前記負荷がかからないピエゾ抵抗性抵抗体（４０２、４０４、４０６、４０６）がある半径とは異なる半径上にある、請求項３から６のいずれか１項に記載の力覚センサ（１）。
前記抵抗体のペア（４４１〜４４４）は、同心状に互いに離間されているおよび／または軸方向（Ａｘ）に延伸する前記物体（２）を収容する開口部（５０）の中心点（５１）から離間されて前記中心点（５１）の周囲に設けられている、請求項９に記載の力覚センサ（１）。
前記抵抗体のペア（４４１〜４４４）は、同心状に均等に互いに離間されているおよび／または前記中心点（５１）から離間されて前記中心点（５１）の周囲に設けられている、請求項１１に記載の力覚センサ（１）。
前記抵抗体のペア（４４１〜４４４）は、第１から第３の接触部（４１１〜４１４、４２１〜４２４、４３１〜４３４）をそれぞれ１つずつ備え、第１の接触部（４１１〜４１４）は、前記負荷がかかるピエゾ抵抗性抵抗体（４０１、４０３、４０５、４０７）と導電的に接続されており、前記負荷がかかるピエゾ抵抗性抵抗体は、付加的に第２の接触部（４２１〜４２４）と導電的に接続されており、前記第２の接触部（４２１〜４２４）は、付加的に、前記負荷がかからないピエゾ抵抗性抵抗体（４０２、４０４、４０６、４０８）と導電的に接合されており、前記負荷がかからないピエゾ抵抗性抵抗体（４０２、４０４、４０６、４０８）は、付加的に、第３の接触部（４３１〜４３４）と導電的に接合されているので、前記抵抗体のペア（４４１〜４４４）はそれぞれ、１つの直列接続を備える、請求項９に記載の力覚センサ（１）。
前記力覚センサ（１）は、前記抵抗体のペア（４４１〜４４４）を少なくとも２つ含み、前記抵抗体のペアは、同様にまたは同一に形成されている、請求項９または１１から１３までのいずれか１項に記載の力覚センサ（１）。
前記ピエゾ抵抗性抵抗体（４０１〜４０８）は、マンガニンまたはゼラニンのようなピエゾ抵抗性合金から成る、請求項１から１４のいずれか１項に記載の力覚センサ（１）。
前記ピエゾ抵抗性抵抗体は、薄膜技術および／またはフィルム技術により製造されている、請求項１から１５のいずれか１項に記載の力覚センサ（１）。
前記第２の部品（２０）は、その外周部（２１１）で前記第１の部品（１０）と連結されている、請求項１から１６のいずれか１項に記載の力覚センサ（１）。
前記第２の部品（２０）は、肉薄化された第１および第２のバネ領域（２２１、２２２
）を備え、前記突出領域（２０１）は、半径方向において前記第１のバネ領域（２２１）と前記第２のバネ領域（２２２）との間に設けられている、請求項１から１５までのいずれか１項に記載の力覚センサ（１）。
前記負荷がかからないピエゾ抵抗性抵抗体（４０２、４０４、４０６、４０８）と前記第２の部品（２０）の前記第２の領域（２０２）との間の内室（３０）は、内法の高さ（ＬＨ）が０．２ｍｍから３ｍｍで、内法の幅（ＬＢ）が少なくとも０．２ｍｍから３ｍｍである、請求項１から１８までのいずれか１項に記載の力覚センサ（１）。
前記第１の部品（１０）は、周回する縁面にライン開口部（３２）を備え、接続ライン（５２〜５４）は、前記ライン開口部（３２）を通って前記内室（３０）に通される、請求項１９に記載の力覚センサ（１）。
前記内室（３０）は、前記第１の部品（１０）に通路（３１）を有し、前記通路（３１）は、前記第１の部品（１０）の外側の領域において、少なくとも部分的に周回し、前記接続ライン（５２〜５４）は、少なくとも部分的に前記通路（３１）内に敷設されている、請求項２０に記載の力覚センサ（１）。
前記通路（３１）は、完全に周回し、０．２ｍｍから３ｍｍの間の通路幅（ＫＢ）および通路高さ（ＫＨ）を有している、請求項２１に記載の力覚センサ（１）。
前記内室（３０）は、少なくとも部分的にポリマーにより充填されている、請求項２、６、または１９から２２までのいずれか１項に記載の力覚センサ（１）。
請求項１から２３のいずれか１項に記載の力覚センサ（１）と評価エレクトロニクス（５）とを含む測定システム（４）であって、
前記評価エレクトロニクス（５）は、前記力覚センサ（１）の測定信号を評価し、かつ評価を作成することに適しており、
前記評価エレクトロニクス（５）は、さらに、前記評価を含むメッセージを、たとえばネットワークインフラストラクチャおよび／またはメッセージバスを用いてメッセージ受信器に送信することに適している、測定システム（４）。
さらにエネルギー貯蔵器（６）を有し、前記評価エレクトロニクス（５）は、前記エネルギー貯蔵器（６）内に貯蔵されたエネルギーによって自立して運転することができる、請求項２４に記載の測定システム（４）。
さらにエネルギー貯蔵器（６）を有し、前記評価エレクトロニクス（５）は、たとえばソーラーセルや風力発電機からの、またはエナジーハーベスティングによる利用可能なエネルギーにより、前記エネルギー貯蔵器（６）を充電することに適している、請求項２４に記載の測定システム（４）。