JP2019020326A - Pressure-sensitive sensor, and operation device and operation system having the same - Google Patents

Pressure-sensitive sensor, and operation device and operation system having the same Download PDF

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Abstract

To allow detection of intensity and a direction of force which acts by contact with an object by a simple structure, and avoid excessive force acting on a detection element to increase durability.SOLUTION: A pressure-sensitive sensor 100 according to the present invention includes: a pressing member 1, which can move along an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis and can also rotate around the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis by action of external force; a plurality of detection elements 2a, 2b, 2c, and 2d connected to the pressing member 1, the detection elements generating charges according to an amount of expansion and an amount of twisting; and a base member 4 connected to edges of the detection elements 2a, 2b, 2c, and 2d, the pressing member 1 being supported by the detection elements 2a, 2b, 2c, and 2d.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、感圧センサ並びにこれを備える作業装置及び作業システムに関する。   The present invention relates to a pressure-sensitive sensor, and a work device and work system including the pressure sensor.

近年、少子高齢化に伴い、生産年齢人口の減少が進展している。生産年齢人口の減少は、製造業の現場における人手不足、過重な労働、生産性の低下を引き起こす要因となり得る。更に、生産年齢人口の減少は、医療や福祉、生活支援、防災、保守点検などのサービス分野においても労働力不足、過酷環境下での労働、サービスの品質の低下を引き起こす要因となり得る。このような社会課題を解決すべく、ロボット(自動制御によって、人間の腕や手の動きや機能に類似した動作機能を有し、プログラムにより各種の作業を実行する装置)を活用することが提唱されている。ロボットは、センサ技術、アクチュエータ技術及び制御技術の3つの要素技術を有する機械システムである。ロボットを活用して上述した社会課題を解決するためには、人間が行う複雑かつ緻密で柔軟性を要する作業をロボットが代替できることが必須である。そのため、対象物をどのように取り扱うか、その取り扱うときの状態を把握するための感圧センサは、特に重要である。   In recent years, with the declining birthrate and aging population, the working age population has been decreasing. The decline in the working-age population can be a factor that causes labor shortages, excessive labor, and reduced productivity in the manufacturing industry. Furthermore, the decrease in the working-age population can be a cause of labor shortage, labor in harsh environments, and deterioration of service quality in the service fields such as medical care, welfare, life support, disaster prevention, and maintenance inspection. In order to solve such social issues, it is advocated to use robots (devices that have movement functions similar to the movements and functions of human arms and hands by automatic control and that perform various tasks by programs). Has been. A robot is a mechanical system having three elemental technologies: sensor technology, actuator technology, and control technology. In order to use the robot to solve the above-mentioned social problems, it is essential that the robot can replace complicated, precise and flexible work performed by humans. Therefore, a pressure-sensitive sensor for grasping how to handle an object and a state when the object is handled is particularly important.

感圧センサには様々な種類のものがあるが、代表的な感圧センサとして、押圧されることで抵抗値が変化する抵抗変化検出型の感圧センサと、静電容量が変わる静電容量変化検出型の感圧センサとがある。   There are various types of pressure-sensitive sensors. As typical pressure-sensitive sensors, a resistance-change-type pressure-sensitive sensor whose resistance value changes when pressed, and a capacitance whose capacitance changes There is a change detection type pressure-sensitive sensor.

抵抗変化検出型の感圧センサは、電極間に絶縁体と導電性材料がほぼ均一に分散されて構成されている。感圧センサに押圧力が作用していない状態では、電極と導電性材料は接触しておらず、高い電気抵抗値が示される。一方、感圧センサに押圧力が作用すると、電極と導電性材料が近接し始めて接触し、導通経路が形成される。感圧センサに作用する押圧力の大きさによって、形成される導通経路が三次元的に大きくなったり小さくなったりするため、力を抵抗値により検出することができる。抵抗変化検出型の感圧センサは、導通経路が形成されるまで抵抗が変化しないため、最小検出力に限度がある。また、導通経路は導電性材料の接触により形成されるため、感圧センサに押圧力が繰り返し付加されると、摩耗によって導電性材料間の接触状態が経時変化するため、力と抵抗値の関係が初期状態から変化する可能性がある。   A resistance change detection type pressure-sensitive sensor is configured such that an insulator and a conductive material are almost uniformly dispersed between electrodes. In a state where no pressing force is applied to the pressure sensor, the electrode and the conductive material are not in contact with each other, and a high electric resistance value is shown. On the other hand, when a pressing force is applied to the pressure-sensitive sensor, the electrode and the conductive material begin to come into contact with each other and a conduction path is formed. Depending on the magnitude of the pressing force acting on the pressure sensor, the formed conduction path is three-dimensionally enlarged or reduced, so that the force can be detected by the resistance value. The resistance change detection type pressure-sensitive sensor has a limit in the minimum detection force because the resistance does not change until the conduction path is formed. Also, since the conduction path is formed by the contact of the conductive material, the contact state between the conductive materials changes with time due to wear when a pressing force is repeatedly applied to the pressure sensor, so the relationship between force and resistance value May change from the initial state.

静電容量変化型の感圧センサでは、電極間で静電容量Cのコンデンサが形成されている。感圧センサに押圧力が作用すると、電極間の距離が変化して、電極間の静電容量がC+ΔCに変化するため、この静電容量変化を測定することで力を検出することができる。静電容量変化型の感圧センサでは、電極間の弾性率を変化させることで感度を変更することができる。また、静電容量変化の検出には、発信回路を構成して周波数変化を測定する方法、ヘテロダイン検波等を用いて検出する方法等がある。しかし、静電容量変化型の感圧センサでは、感圧センサを小さくすることは、原理的に困難である。検出要素が小さくなると、静電容量値も小さくなり、静電容量値が誤差要因(センサ配線の浮遊容量や外部導体との浮遊容量)と同等程度の値になると、測定が困難になり得るからである。そのため、高い空間分解能で検出することは困難である。   In the capacitance change type pressure-sensitive sensor, a capacitor having a capacitance C is formed between the electrodes. When a pressing force is applied to the pressure sensor, the distance between the electrodes changes, and the capacitance between the electrodes changes to C + ΔC. Therefore, the force can be detected by measuring this capacitance change. In a capacitance change type pressure sensitive sensor, the sensitivity can be changed by changing the elastic modulus between the electrodes. In addition, detection of capacitance change includes a method of measuring a frequency change by configuring a transmission circuit, a method of detecting using heterodyne detection, and the like. However, it is difficult in principle to reduce the size of the pressure-sensitive sensor of the capacitance change type. As the detection element becomes smaller, the capacitance value also becomes smaller. If the capacitance value is about the same as the error factor (stray capacitance of the sensor wiring or stray capacitance with the external conductor), measurement may become difficult. It is. Therefore, it is difficult to detect with high spatial resolution.

上述した感圧センサの一種として、シリコン基板にダイヤフラムを形成し、ダイヤフラムを支持するリム部を形成して、リム部と反対側のダイヤフラムの表面にゲージ抵抗を形成し、リム部にダイヤフラムと接触しない大きさのサファイヤ球を接着して、ダイヤフラムの曲げ変形により力の大きさを検出するものがある(特許文献1等を参照)。また、四角錐形状の受圧部材と、受圧部材の形状に対応して形成された凹部を有する取付ベースと、凹部の傾斜面に受圧部材に対向して設けられた検出素子とを備え、受圧部材により検出素子が押圧されることで力の大きさ及び方向を検出するものがある(特許文献2等を参照)。   As a kind of pressure sensor, the diaphragm is formed on the silicon substrate, the rim part that supports the diaphragm is formed, the gauge resistance is formed on the surface of the diaphragm opposite to the rim part, and the diaphragm is in contact with the diaphragm. Some sapphire spheres are bonded to each other and the magnitude of the force is detected by bending deformation of the diaphragm (see Patent Document 1). And a pressure receiving member having a quadrangular pyramid-shaped pressure receiving member, a mounting base having a recess formed corresponding to the shape of the pressure receiving member, and a detection element provided on the inclined surface of the recess facing the pressure receiving member. There is one that detects the magnitude and direction of the force by pressing the detection element (see Patent Document 2 and the like).

特開昭63−196080号公報Japanese Patent Laid-Open No. 63-196080

特開昭63−89282号公報JP-A-63-89282

特許文献1では、外力をダイヤフラムで直接的に受けることなくリム部で間接的に受けるようにして、ダイヤフラムの破損を回避している。しかしながら、ダイヤフラムとリム部は材質シリコンで一体に成型されるため衝撃力に弱く、力が付与されることで破損する可能性がある。また、半導体プロセスによる接合のため、特殊な装置や接合技術が必要となり、その分、コスト等が増加し得る。   In Patent Document 1, damage to the diaphragm is avoided by receiving the external force directly at the rim portion without receiving it directly at the diaphragm. However, since the diaphragm and the rim portion are integrally formed of the silicon material, the diaphragm and the rim portion are weak against impact force and may be damaged when the force is applied. In addition, a special apparatus and a joining technique are required for joining by a semiconductor process, which may increase costs.

特許文献2では、検出素子は一方向の力を検出できれば良いとされているが、検出素子が傾斜面に取り付けられているため、斜面方向の力成分を必然的に受けることになり、この斜面方向の力により検出素子が破損する可能性がある。また、検出素子として、感圧導電ゴムを採用しているが、一般的に、感圧導電ゴムは、絶縁体の中に導電体を略均一に分散させて形成されており、押圧力の大きさにより導電体が近接及び接触し導電経路が形成されて抵抗値が変化することで力を検出する。導電経路が形成されるためには、導電体の接触が必須であるが、繰り返し力が付加されると摩耗により特性が変化する可能性がある。また、ゴムは粘弾性を有するため、力と抵抗値はヒステリシスの関係にあり、力の方向によって検出値が変化する可能性もある。さらに、四角錐形状に形成された受圧部材に対向して精度良く検出素子を配置することは困難である。   In Patent Document 2, the detection element is only required to detect a force in one direction. However, since the detection element is attached to the inclined surface, the force component in the inclined direction is inevitably received. There is a possibility that the detection element is damaged by the force of the direction. In addition, pressure-sensitive conductive rubber is used as the detection element. Generally, pressure-sensitive conductive rubber is formed by dispersing a conductor approximately uniformly in an insulator. Thus, the force is detected by the conductor approaching and contacting to form a conductive path and the resistance value to change. In order for the conductive path to be formed, contact of the conductor is essential, but if a repeated force is applied, the characteristics may change due to wear. Further, since rubber has viscoelasticity, the force and the resistance value have a hysteresis relationship, and the detection value may change depending on the direction of the force. Furthermore, it is difficult to place the detection element with high accuracy facing the pressure receiving member formed in a quadrangular pyramid shape.

本発明は上記に鑑みてなされたもので、シンプルな構成で外力の大きさ及び作用方向を検出することができ、検出素子の耐久性を向上させることができる感圧センサを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a pressure-sensitive sensor that can detect the magnitude and direction of external force with a simple configuration and can improve the durability of a detection element. And

上記目的を達成するために、本発明に係る感圧センサ100は、外力の作用により、X軸、Y軸及びZ軸に沿って移動可能かつ前記X軸、前記Y軸及び前記Z軸の周りに回転可能な押圧子と、前記押圧子に接続され、伸縮量及び捻り量に応じた電荷を発生させる複数の検出素子と、前記複数の検出素子の端部に接続されたベース部材とを備え、前記押圧子は、前記複数の検出素子で支持されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the pressure-sensitive sensor 100 according to the present invention can move along the X-axis, Y-axis, and Z-axis by the action of an external force and around the X-axis, Y-axis, and Z-axis. A plurality of detecting elements that are connected to the pressing elements and generate charges corresponding to the amount of expansion and contraction and the amount of twist, and a base member connected to the ends of the plurality of detecting elements. The pressing element is supported by the plurality of detection elements.

本発明によれば、シンプルな構成で外力の大きさ及び作用方向を検出することができ、検出素子の耐久性を向上させることができる感圧センサを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a pressure-sensitive sensor that can detect the magnitude and direction of external force with a simple configuration and can improve the durability of the detection element.

本発明の第1実施形態に係る感圧センサを示す上面図である。It is a top view which shows the pressure sensor which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る感圧センサを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the pressure sensor which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1の矢印III−III線による矢視断面図である。It is arrow sectional drawing by the arrow III-III line of FIG. 図1の矢印IV−IV線による矢視断面図である。It is arrow sectional drawing by the arrow IV-IV line of FIG. 本発明の第1実施形態に係る信号処理装置の処理内容を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the processing content of the signal processing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 検出素子と信号取り出し部との第1の接続方法を説明する図である。It is a figure explaining the 1st connection method of a detection element and a signal extraction part. 検出素子と信号取り出し部との第2の接続方法を説明する図である。It is a figure explaining the 2nd connection method of a detection element and a signal extraction part. 検出素子と信号取り出し部との第3の接続方法を説明する図である。It is a figure explaining the 3rd connection method of a detection element and a signal extraction part. 本発明の第2実施形態に係る作業装置の一構成例を表す概略図である。It is the schematic showing the example of 1 structure of the working device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る作業システムの一構成例を表す概略図である。It is the schematic showing the example of 1 structure of the work system which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る作業システムの動作手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement procedure of the work system which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

<第1実施形態>
(構成)
図1は本実施形態に係る感圧センサを示す上面図、図2は本実施形態に係る感圧センサを示す斜視図、図3は図1の矢印III−III線による矢視断面図、図4は図1の矢印IV−IV線による矢視断面図である。
<First Embodiment>
(Constitution)
1 is a top view showing a pressure-sensitive sensor according to this embodiment, FIG. 2 is a perspective view showing the pressure-sensitive sensor according to this embodiment, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along arrow IV-IV in FIG.

図1乃至4に示すように、本実施形態に係る感圧センサ100は、押圧子1、検出素子2(2a,2b,2c,2d)、ショルダー部材3(3a,3b,3c,3d)、ベース部材4、固定部材5(5a,5b,5c,5d)及びカバー部材6を備えている。   As shown in FIGS. 1 to 4, the pressure-sensitive sensor 100 according to this embodiment includes a presser 1, a detection element 2 (2a, 2b, 2c, 2d), a shoulder member 3 (3a, 3b, 3c, 3d), A base member 4, a fixing member 5 (5a, 5b, 5c, 5d) and a cover member 6 are provided.

・押圧子
押圧子1は、感圧センサ100が対象物に接触したときに、対象物から受ける力(以下、外力と適宜称する)が作用する部分である。本明細書において、対象物とは、感圧センサ100が実装された作業装置により把持されるものを言う。押圧子1は、検出素子2a,2b,2c,2dにより支持されている。押圧子1は、押圧面17、円筒部材12、軸部材14a,15a及びガイド軸部材14b、15bを備えている。
-Presser The presser 1 is a part to which a force (hereinafter referred to as an external force) received from the object acts when the pressure sensor 100 contacts the object. In the present specification, an object refers to an object that is gripped by a working device on which the pressure-sensitive sensor 100 is mounted. The pressing element 1 is supported by detection elements 2a, 2b, 2c, and 2d. The pressing element 1 includes a pressing surface 17, a cylindrical member 12, shaft members 14a and 15a, and guide shaft members 14b and 15b.

押圧面17は、押圧子1における対象物と対向する面である。本実施形態では、押圧面17は、対象物に向かって凸形状となるように曲面形状に形成されている。本実施形態では、押圧面17は、対象物から見て、四角形(図1では、正方形)に形成されている。以下の説明では、押圧面17の対辺(向かい合う辺)の中間点を通って延びる直線をX軸、X軸に直交し、押圧面17の対辺の中間点を通って延びる直線をY軸、X軸及びY軸に直交し、押圧面17の中心点における接平面に対し鉛直方向に延びる直線をZ軸と定義する。   The pressing surface 17 is a surface facing the object in the pressing element 1. In this embodiment, the pressing surface 17 is formed in a curved surface shape so as to be convex toward the object. In the present embodiment, the pressing surface 17 is formed in a quadrangular shape (a square in FIG. 1) when viewed from the object. In the following description, a straight line extending through the intermediate point of the opposite side (opposite side) of the pressing surface 17 is the X axis, orthogonal to the X axis, and a straight line extending through the intermediate point of the opposite side of the pressing surface 17 is the Y axis, X A straight line perpendicular to the axis and the Y axis and extending in the vertical direction with respect to the tangent plane at the center point of the pressing surface 17 is defined as the Z axis.

図3,4に示すように、円筒部材12は、押圧面17からベース部材4に向かってZ軸負方向に延在する棒状部材である。円筒部材12の直径D1は、ベース部材4に形成された穴部13(後述する)の直径D2よりも小さくしてある(D1<D2)。つまり、円筒部材12は、穴部13の内周面に対し隙間を有するように穴部13に挿入されている。穴部13の上方及び下方には、円錐状に形成された逃げ部11a,11bが設けられている。円筒部材12は、上側が逃げ部11a、下側が逃げ部11bに位置するように穴部13に挿入されている。円筒部材12の下端部(Z軸方向と逆向きの端部)には、止め部材16が設けられている。止め部材16の直径D3は、穴部13の直径D2よりも大きくしてある(D2<D3)。これらの構成により、押圧子1は、感圧センサ100が対象物に接触し押圧面17に外力が作用すると、X軸、Y軸及びZ軸に沿って直線移動したり、X軸、Y軸及びZ軸周りに回転したりする。   As shown in FIGS. 3 and 4, the cylindrical member 12 is a rod-shaped member that extends in the Z-axis negative direction from the pressing surface 17 toward the base member 4. A diameter D1 of the cylindrical member 12 is smaller than a diameter D2 of a hole 13 (described later) formed in the base member 4 (D1 <D2). That is, the cylindrical member 12 is inserted into the hole 13 so as to have a gap with respect to the inner peripheral surface of the hole 13. Above and below the hole 13, relief portions 11a and 11b formed in a conical shape are provided. The cylindrical member 12 is inserted into the hole 13 so that the upper side is located in the escape portion 11a and the lower side is located in the escape portion 11b. A stopper member 16 is provided at the lower end of the cylindrical member 12 (the end opposite to the Z-axis direction). The diameter D3 of the stop member 16 is larger than the diameter D2 of the hole 13 (D2 <D3). With these configurations, when the pressure sensor 100 comes into contact with the object and an external force acts on the pressing surface 17, the pressing element 1 moves linearly along the X axis, the Y axis, and the Z axis, or the X axis, the Y axis. And rotate around the Z axis.

軸部材14a,15aは、Y軸に沿って延在する円筒部材である。軸部材14a,15aの両端部は、押圧子1の脚部18(図2を参照)に接続されている。軸部材14a,15aは、検出素子2b,2dのループ部(後述する)が巻きつけられている。軸部材14a,15aは、上方から見て、押圧面17の外縁部より内側(押圧面17の中心点側)に配置されている。なお、押圧子1は、X軸に沿って延在する軸部材(図2を参照)も備えている。X軸に沿って延在する軸部材も、軸部材14a,15aと同様の構成である。   The shaft members 14a and 15a are cylindrical members that extend along the Y axis. Both end portions of the shaft members 14a and 15a are connected to the leg portions 18 (see FIG. 2) of the presser 1. The loop members (described later) of the detection elements 2b and 2d are wound around the shaft members 14a and 15a. The shaft members 14a and 15a are arranged on the inner side (the center point side of the pressing surface 17) than the outer edge portion of the pressing surface 17 when viewed from above. The pressing element 1 also includes a shaft member (see FIG. 2) extending along the X axis. The shaft member extending along the X-axis has the same configuration as the shaft members 14a and 15a.

ガイド軸部材14b,15bは、Y軸に沿って延在する円筒部材である。ガイド軸部材14b,15bの両端部は、押圧子1の脚部18(図2を参照)に接続されている。ガイド軸部材14b,15bは、検出素子2b,2dをショルダー部材3b,3dに向かって誘導する。ガイド軸部材14b,15bは、上方から見て、押圧面17の外縁部より内側かつ軸部材14a,15aの下方に配置されている。なお、押圧子1は、X軸に沿って延在するガイド軸部材(図2を参照)も備えている。X軸に沿って延在するガイド軸部材も、ガイド軸部材14b,15bと同様の構成である。   The guide shaft members 14b and 15b are cylindrical members extending along the Y axis. Both end portions of the guide shaft members 14b and 15b are connected to the leg portions 18 (see FIG. 2) of the presser 1. The guide shaft members 14b and 15b guide the detection elements 2b and 2d toward the shoulder members 3b and 3d. The guide shaft members 14b and 15b are disposed inside the outer edge portion of the pressing surface 17 and below the shaft members 14a and 15a when viewed from above. The presser 1 also includes a guide shaft member (see FIG. 2) extending along the X axis. The guide shaft member extending along the X axis has the same configuration as the guide shaft members 14b and 15b.

・検出素子
図1に示すように、検出素子2a〜2dは、上方から見て、押圧子1からショルダー部材3a〜3dに向かってX軸及びY軸に沿って延在するように、押圧子1(押圧面17)に対して十字状に設けられている。図3,4に示すように、本実施形態では、検出素子2b,2dは、一方の端部が固定部材5b,5dに接続し、押圧子1の軸部材14a,15aに巻きつけられ、ガイド軸部材14b,15bによりショルダー部材3b,3d側にガイドされて、他方の端部が固定部材5b,5dに接続するように設けられている。つまり、本実施形態では、検出素子2b,2dは、一端側を他端側に向かって折り返して形成されるループ部24と、ループ部24の一方の端部からショルダー部材3b,3d側に延在する第1延在部25と、ループ部24の他方の端部からショルダー部材3b,3d側に延在する第2延在部26とを備えている。本実施形態では、第1延在部25と第2延在部26とは、ガイド軸部材14b,15bにより積層されて重なり合うように形成されている。
Detection element As shown in FIG. 1, the detection elements 2 a to 2 d are pressed so as to extend along the X axis and the Y axis from the press 1 toward the shoulder members 3 a to 3 d when viewed from above. 1 (pressing surface 17) is provided in a cross shape. As shown in FIGS. 3 and 4, in this embodiment, the detection elements 2b and 2d have one end connected to the fixing members 5b and 5d and are wound around the shaft members 14a and 15a of the presser 1, Guided to the shoulder members 3b and 3d by the shaft members 14b and 15b, the other end is provided so as to be connected to the fixing members 5b and 5d. That is, in the present embodiment, the detection elements 2b and 2d are formed by looping one end side toward the other end side and extending from one end portion of the loop portion 24 toward the shoulder members 3b and 3d. A first extending portion 25 that is present and a second extending portion 26 that extends from the other end of the loop portion 24 toward the shoulder members 3b and 3d are provided. In this embodiment, the 1st extension part 25 and the 2nd extension part 26 are formed so that it may be laminated | stacked and overlapped by the guide shaft members 14b and 15b.

検出素子2b,2dは、短冊状に形成された圧電性を有するシートであり、本実施形態では、ポリフッ化ビニリデン樹脂(PVDF:Polyvinylidene difluoride)で構成されている。なお、本実施形態では、検出素子2b,2dがPVDFで形成されている場合を例に挙げて説明したが、PVDFと同様の機能を有する他の部材に置き換えることも可能である。検出素子2b,2dは、押圧子1に外力が作用し、X軸、Y軸及びZ軸に沿って移動したり、X軸、Y軸及びZ軸周りに回転したりすることで、伸縮したり捻れたりし、伸縮量及び捻り量に応じて発生した電荷(プラス電荷及びマイナス電荷)に関する信号(電荷信号)を生成する。検出素子2b,2dの端部には、電極パッドが設けられている。電極パッドは、検出素子2b,2dで生成された電荷信号を取り出すものである。なお、本実施形態では、検出素子2b,2dについて説明したが、検出素子2a,2cも同様である。   The detection elements 2b and 2d are piezoelectric sheets formed in a strip shape. In the present embodiment, the detection elements 2b and 2d are made of polyvinylidene fluoride (PVDF). In the present embodiment, the case where the detection elements 2b and 2d are formed of PVDF has been described as an example. However, the detection elements 2b and 2d may be replaced with other members having the same function as PVDF. The detection elements 2b and 2d expand and contract when an external force acts on the presser 1 and moves along the X, Y, and Z axes or rotates around the X, Y, and Z axes. A signal (charge signal) related to charges (plus charge and minus charge) generated according to the amount of expansion and contraction and the amount of twist is generated. Electrode pads are provided at the ends of the detection elements 2b and 2d. The electrode pad takes out the charge signal generated by the detection elements 2b and 2d. Although the detection elements 2b and 2d have been described in the present embodiment, the same applies to the detection elements 2a and 2c.

・ショルダー部材
ショルダー部材3b,3dは、検出素子2b,2dを支持する部材である。本実施形態では、ショルダー部材3b,3dは、上方から見て、押圧面17の各辺と対向するようにベース部材4の外縁部に配置されている(図1を参照)。なお、本実施形態では、ショルダー部材3b,3dについて説明したが、ショルダー部材3a,3cも同様である。
Shoulder members The shoulder members 3b and 3d are members that support the detection elements 2b and 2d. In the present embodiment, the shoulder members 3b and 3d are disposed on the outer edge portion of the base member 4 so as to face each side of the pressing surface 17 when viewed from above (see FIG. 1). In addition, although shoulder member 3b, 3d was demonstrated in this embodiment, shoulder member 3a, 3c is also the same.

・ベース部材
ベース部材4は、押圧子1の脚部18の下端部との間に隙間を有するように、押圧子1の下方に設けられている。本実施形態では、ベース部材4は、上方から見て、正方形に形成されている(図1を参照)。上述したように、ベース部材4には穴部13が形成されている。穴部13には、押圧子1の円筒部材12が挿入されている。
Base member The base member 4 is provided below the presser 1 so as to have a gap between the lower end of the leg portion 18 of the presser 1. In this embodiment, the base member 4 is formed in a square shape when viewed from above (see FIG. 1). As described above, the hole 13 is formed in the base member 4. The cylindrical member 12 of the presser 1 is inserted into the hole 13.

・固定部材
図3,4に示すように、固定部材5b,5dは、ベース部材4の下方に設けられている。固定部材5b,5dは、検出素子2b,2dの電極と結合(係合)する信号取り出し部(後述する)を取り入れることができるように構成されている。なお、本実施形態では、固定部材5b,5dについて説明したが、固定部材5a,5cも同様である。
Fixing member As shown in FIGS. 3 and 4, the fixing members 5 b and 5 d are provided below the base member 4. The fixing members 5b and 5d are configured so as to be able to take in a signal extraction portion (described later) that is coupled (engaged) with the electrodes of the detection elements 2b and 2d. In the present embodiment, the fixing members 5b and 5d have been described, but the same applies to the fixing members 5a and 5c.

・カバー部材
図1,2に示すように、カバー部材6は、押圧子1、検出素子2a〜2d、ショルダー部材3a〜3d及びベース部材4の一部又は全部を覆うように押圧子1の上方に設けられている。カバー部材6は、柔軟性を有すると同時に高い靭性、耐圧縮性を有する部材で形成することができる。本実施形態では、カバー部材6は、高強度の高分子材料(ゲル)やシリコンゴムで形成されている。
Cover member As shown in FIGS. 1 and 2, the cover member 6 is located above the presser 1 so as to cover part or all of the presser 1, the detection elements 2 a to 2 d, the shoulder members 3 a to 3 d and the base member 4. Is provided. The cover member 6 can be formed of a member having flexibility and at the same time having high toughness and compression resistance. In the present embodiment, the cover member 6 is made of a high-strength polymer material (gel) or silicon rubber.

(動作)
押圧子1の動作について説明する。
(Operation)
The operation of the presser 1 will be described.

図3に示すように、カバー部材6にZ軸方向と逆向きの外力Fが作用すると、押圧子1は、カバー部材6を介して伝達される外力FによりZ軸方向と逆向きに押し込まれ、押圧子1の円筒部材12は穴部13の中心軸に沿ってZ軸方向と逆向きに移動する。   As shown in FIG. 3, when an external force F in the direction opposite to the Z-axis direction is applied to the cover member 6, the presser 1 is pushed in the direction opposite to the Z-axis direction by the external force F transmitted through the cover member 6. The cylindrical member 12 of the presser 1 moves in the direction opposite to the Z-axis direction along the central axis of the hole 13.

図4に示すように、カバー部材6にZ軸方向と逆向きの外力Fが作用すると共にX軸方向の外力Gが作用すると、押圧子1の円筒部材12は、穴部13をZ軸方向と逆向きに移動しつつ、穴部13の内周面と円筒部材12との間に形成された隙間により、穴部13を基点にX軸方向に傾倒する(Y軸周りに回転する)。このようにカバー部材6に、Z軸方向と逆向きの外力が作用すると共に、X軸とY軸とからなる平面(XY平面)における任意の方向の外力が作用すると、押圧子1はZ軸方向へ移動しつつ、穴部13を基点に任意の方向(外力が作用する方向)へ傾倒する。なお、上述したように、円筒部材12の直径D1は穴部13の直径D2よりも小さくしてあり、穴部13はZ軸方向に延在して形成されているので、押圧子1は、任意の方向に無制限に傾倒することはなく、幾何学的に算出される倒れ角度(穴部13の中心軸と円筒部材12の中心軸とがなす角度)以上は倒れない。   As shown in FIG. 4, when an external force F opposite to the Z-axis direction acts on the cover member 6 and an external force G in the X-axis direction acts, the cylindrical member 12 of the presser 1 causes the hole 13 to move in the Z-axis direction. While being moved in the opposite direction, the gap formed between the inner peripheral surface of the hole 13 and the cylindrical member 12 is tilted in the X-axis direction (rotates about the Y-axis) with the hole 13 as a base point. Thus, when the external force in the direction opposite to the Z-axis direction acts on the cover member 6 and the external force in an arbitrary direction on the plane (XY plane) composed of the X-axis and the Y-axis acts, the presser 1 is moved to the Z-axis. While moving in the direction, it tilts in an arbitrary direction (direction in which an external force acts) with the hole 13 as a base point. As described above, the diameter D1 of the cylindrical member 12 is smaller than the diameter D2 of the hole 13, and the hole 13 is formed to extend in the Z-axis direction. It does not tilt in any direction indefinitely, and the tilt angle is not more than the geometrically calculated tilt angle (the angle formed by the central axis of the hole 13 and the central axis of the cylindrical member 12).

図3,4では、カバー部材6にZ軸方向と逆向きの外力Fが作用した場合を例に挙げて説明したが、カバー部材6に外力Fと逆向き(Z軸方向)の外力が作用した場合、押圧子1はカバー部材6に覆われているため、カバー部材6ともどもZ軸方向に移動する。同様に、カバー部材6にZ軸方向の外力が作用すると共に、XY平面の任意の方向の外力が作用しても、穴部13を基点に任意の方向へ傾倒する。   3 and 4, the case where the external force F in the direction opposite to the Z-axis direction is applied to the cover member 6 has been described as an example. In this case, since the pressing element 1 is covered with the cover member 6, it moves together with the cover member 6 in the Z-axis direction. Similarly, when an external force in the Z-axis direction acts on the cover member 6 and an external force in any direction on the XY plane acts, the cover member 6 tilts in any direction with the hole 13 as a base point.

次に、検出素子2a,2b,2c,2dの動作について説明する。   Next, the operation of the detection elements 2a, 2b, 2c, 2d will be described.

図3に示すように、カバー部材6にZ軸方向と逆向きの外力Fが作用すると、押圧子1は、上述したように、Z軸方向と逆向きに移動する。このとき、押圧子1とショルダー部材3b,3dとで支持された検出素子2b,2dは、矢印Lb,Ldで示す方向に伸縮する。検出素子2b、2dが伸縮すると、検出素子2b,2dの表面に伸縮量に比例した電荷が発生する。検出素子2b、2dは、表面に発生した電荷に比例する電荷信号を生成する。この電荷信号から外力Fの大きさ及び作用方向を検出することができる。なお、本実施形態では、X軸に沿って配置された検出素子2b,2dの動作を例に挙げて説明したが、Y軸に沿って配置された検出素子2a,2cの動作も検出素子2b,2dと同様である。   As shown in FIG. 3, when an external force F in the direction opposite to the Z-axis direction acts on the cover member 6, the presser 1 moves in the direction opposite to the Z-axis direction as described above. At this time, the detection elements 2b and 2d supported by the presser 1 and the shoulder members 3b and 3d expand and contract in the directions indicated by the arrows Lb and Ld. When the detection elements 2b and 2d expand and contract, charges proportional to the expansion and contraction amount are generated on the surfaces of the detection elements 2b and 2d. The detection elements 2b and 2d generate a charge signal proportional to the charge generated on the surface. The magnitude and direction of the external force F can be detected from this charge signal. In the present embodiment, the operation of the detection elements 2b and 2d arranged along the X axis has been described as an example. However, the operation of the detection elements 2a and 2c arranged along the Y axis is also the detection element 2b. , 2d.

図4に示すように、カバー部材6にZ軸方向と逆向きの外力Fが作用すると共にX軸方向の外力Gが作用すると、押圧子1は、上述したように、Z軸方向と逆向きに移動しつつ、穴部13を基点としてX軸方向に傾倒する。そのため、検出素子2dが引っ張られて伸び、検出素子2bが圧縮されて縮むことにより、検出素子2b,2dの表面に発生する電荷量が変化する。この電荷量の変化から外力F及び外力Gの大きさ及び作用方向を検出することができる。   As shown in FIG. 4, when an external force F acting in the direction opposite to the Z-axis direction acts on the cover member 6 and an external force G acting in the X-axis direction, the presser 1 faces in the direction opposite to the Z-axis direction as described above. And tilting in the X-axis direction with the hole 13 as a base point. Therefore, when the detection element 2d is pulled and extended, and the detection element 2b is compressed and contracted, the amount of charge generated on the surfaces of the detection elements 2b and 2d changes. The magnitude and direction of the external force F and external force G can be detected from the change in the charge amount.

なお、本実施形態では、カバー部材6にX軸方向の外力Gが作用する場合を例に挙げて説明したが、カバー部材6にXY平面における任意の方向の外力が作用した場合にも拡張することができる。つまり、カバー部材6にXY平面における任意の方向の外力が作用した場合、検出素子2a〜2dの表面に発生する電荷量の変化を検出することで、カバー部材6に作用する外力の大きさ及びXY平面における作用方向を検出することができる。   In this embodiment, the case where the external force G in the X-axis direction acts on the cover member 6 has been described as an example. However, the cover member 6 is also extended when an external force in any direction on the XY plane acts. be able to. That is, when an external force in an arbitrary direction on the XY plane acts on the cover member 6, the magnitude of the external force acting on the cover member 6 is detected by detecting a change in the amount of charge generated on the surfaces of the detection elements 2 a to 2 d. The action direction in the XY plane can be detected.

次に、電荷信号の処理について説明する。   Next, charge signal processing will be described.

図5は、本実施形態に係る信号処理装置の処理内容を示すブロック図である。   FIG. 5 is a block diagram showing the processing contents of the signal processing apparatus according to the present embodiment.

本実施形態に係る信号処理装置150は、感圧センサ100(具体的に、検出素子2a〜2d)から取り出された電荷信号を処理する装置である。図5に示すように、本実施形態に係る信号処理装置150は、信号取り出し部20(20a,20b,20c,20d)、チャージアンプ8及び信号処理部9を備えている。   The signal processing device 150 according to the present embodiment is a device that processes a charge signal extracted from the pressure-sensitive sensor 100 (specifically, the detection elements 2a to 2d). As shown in FIG. 5, the signal processing device 150 according to the present embodiment includes a signal extraction unit 20 (20a, 20b, 20c, 20d), a charge amplifier 8, and a signal processing unit 9.

信号取り出し部20a〜20dは、検出素子2a〜2dとチャージアンプ8とを接続している。信号取り出し部20a〜20dは、検出素子2a〜2dで生成された電荷信号を取り出して、チャージアンプ8に出力するものである。検出素子2a〜2dと信号取り出し部20a〜20dとの接続方法については、後述する。   The signal extraction units 20 a to 20 d connect the detection elements 2 a to 2 d and the charge amplifier 8. The signal extraction units 20 a to 20 d extract the charge signals generated by the detection elements 2 a to 2 d and output them to the charge amplifier 8. A method of connecting the detection elements 2a to 2d and the signal extraction units 20a to 20d will be described later.

チャージアンプ8は、検出素子2a〜2dで生成された電荷信号を信号取り出し部20a〜20dから入力し、信号処理部9に出力するものである。本実施形態では、チャージアンプ8は、増幅器7(7a,7b,7c,7d)を備えている。増幅器7a〜7dは、電荷取り出し部20a〜20dと接続しており、検出素子2a〜2dで生成された電荷信号を信号取り出し部20a〜20dから入力し、入力した電荷信号に基づき得られる電荷の総量(電流の積分値)に比例した信号(増幅信号)を出力する。   The charge amplifier 8 inputs the charge signals generated by the detection elements 2 a to 2 d from the signal extraction units 20 a to 20 d and outputs them to the signal processing unit 9. In the present embodiment, the charge amplifier 8 includes an amplifier 7 (7a, 7b, 7c, 7d). The amplifiers 7a to 7d are connected to the charge extraction units 20a to 20d. The charge signals generated by the detection elements 2a to 2d are input from the signal extraction units 20a to 20d, and the charge obtained based on the input charge signals is obtained. A signal (amplified signal) proportional to the total amount (current integrated value) is output.

信号処理部9は、チャージアンプ8(具体的に、増幅器7a〜7d)と接続している。信号処理部9は、増幅器7a〜7dから出力された増幅信号を入力し、X軸、Y軸及びZ軸に沿って作用する外力の大きさ及び作用方向やXY平面における任意の方向に作用する外力の大きさ及び作用方向を演算して、外力の大きさや作用方向を示す信号(外力信号)を生成する。信号処理部9で生成された外力信号は、例えば、感圧センサが実装される作業装置を制御するコントローラ10に出力される。   The signal processing unit 9 is connected to the charge amplifier 8 (specifically, amplifiers 7a to 7d). The signal processing unit 9 receives the amplified signals output from the amplifiers 7a to 7d, and acts on the magnitude and direction of the external force acting along the X axis, Y axis, and Z axis and in any direction on the XY plane. The magnitude and direction of the external force are calculated to generate a signal (external force signal) indicating the magnitude and direction of the external force. The external force signal generated by the signal processing unit 9 is output to, for example, the controller 10 that controls the working device on which the pressure sensor is mounted.

次に、検出素子2a〜2dと信号取り出し部20a〜20dとの接続方法について説明する。   Next, a method of connecting the detection elements 2a to 2d and the signal extraction units 20a to 20d will be described.

・第1の接続方法
図6は、検出素子と信号取り出し部との第1の接続方法を説明する図である。以下、検出素子2eと信号取り出し部20eを接続する場合を例に挙げて説明する。
First Connection Method FIG. 6 is a diagram illustrating a first connection method between the detection element and the signal extraction unit. Hereinafter, a case where the detection element 2e and the signal extraction unit 20e are connected will be described as an example.

図6に示すように、検出素子2eは、第1延在部25の端部と第2延在部26の端部とが検出素子2eの厚み方向(図6の上下方向)に離間するように分割して形成されている。検出素子2eの第1延在部25の端部におけるループ部24の内側面に相当する上面には、電極パッド(第1電極パッド)2e´が設けられ、第2延在部26の端部におけるループ部24の内側面及び外側面に相当する上下面に電極パッド(第2電極パッド)2e´´が設けられている。その他の構成は、検出素子2a〜2dと同様である。なお、図6では、第2延在部26の端部におけるループ部24の内側面に相当する下面に設けられた第2電極パッド2e´´は、図示を省略している。   As shown in FIG. 6, in the detection element 2e, the end portion of the first extension portion 25 and the end portion of the second extension portion 26 are separated from each other in the thickness direction of the detection element 2e (vertical direction in FIG. 6). It is divided and formed. An electrode pad (first electrode pad) 2e ′ is provided on the upper surface corresponding to the inner surface of the loop portion 24 at the end portion of the first extension portion 25 of the detection element 2e, and the end portion of the second extension portion 26 is provided. Electrode pads (second electrode pads) 2e ″ are provided on the upper and lower surfaces corresponding to the inner and outer surfaces of the loop portion 24 in FIG. Other configurations are the same as those of the detection elements 2a to 2d. In FIG. 6, the second electrode pad 2 e ″ provided on the lower surface corresponding to the inner surface of the loop portion 24 at the end of the second extending portion 26 is not shown.

図6に示すように、信号取り出し部20eは、検出素子2eの端部と対向する端部が信号取り出し部20eの厚み方向に離間するように分割して形成されている。信号取り出し部20eの分割された端部のうち、第1延在部25の端部と対向する端部の上面及び下面には電極パッド(第3電極パッド)20e´が設けられ、第2延在部26の端部と対向する端部の下面には電極パッド(第4電極パッド)20e´´が設けられている。信号取り出し部20eは、ガラス・エポキシ樹脂基板のように硬い基板であっても良いし、FPC(Flexible printed circuits)基板のようにフィルム状で柔らかい基板であっても良い。その他の構成は、信号取り出し部20a〜20dと同様である。なお、信号取り出し部20eの上流側(分割された端部の反対側)は、ケーブルが接続されていても良いし、回路基板の一部分に接続されていたり、回路基板と一体に形成されていても良い。   As shown in FIG. 6, the signal extraction part 20e is divided and formed so that the end part facing the end part of the detection element 2e is separated in the thickness direction of the signal extraction part 20e. Of the divided end portions of the signal extraction portion 20e, electrode pads (third electrode pads) 20e ′ are provided on the upper surface and the lower surface of the end portion facing the end portion of the first extension portion 25, and the second extension An electrode pad (fourth electrode pad) 20 e ″ is provided on the lower surface of the end facing the end of the existing portion 26. The signal extraction unit 20e may be a hard substrate such as a glass / epoxy resin substrate, or may be a film-like and soft substrate such as an FPC (Flexible Printed Circuits) substrate. Other configurations are the same as those of the signal extraction units 20a to 20d. The upstream side of the signal extraction unit 20e (opposite the divided end) may be connected to a cable, connected to a part of the circuit board, or formed integrally with the circuit board. Also good.

本接続方法では、信号取り出し部20eの端部を検出素子2eの第1延在部25及び第2延在部26の端部に差し込んで挟み込むことで、検出素子2eの第1電極パッド2e´と信号取り出し部20eの第3電極パッド20e´、検出素子2eの第2電極パッド2e´´と信号取り出し部20eの第4電極パッド20e´´が接触し、検出素子2eで生成された電荷信号を取り出すことができる。   In this connection method, the first electrode pad 2e ′ of the detection element 2e is inserted by inserting the end portion of the signal extraction portion 20e into the end portions of the first extension portion 25 and the second extension portion 26 of the detection element 2e. And the third electrode pad 20e ′ of the signal extraction unit 20e, the second electrode pad 2e ″ of the detection element 2e and the fourth electrode pad 20e ″ of the signal extraction unit 20e are in contact with each other, and the charge signal generated by the detection element 2e Can be taken out.

本接続方法のように、検出素子2eの第1延在部25及び第2延在部26の端部を検出素子2eの厚み方向に離間するように分割し、第1延在部25の端部の上面及び第2延在部26の端部の上下面に電極パッドを設けると共に、信号取り出し部20eの検出素子2eの端部と対向する端部を信号取り出し部20eの厚み方向に分割し、第1延在部25の端部と対向する端部の上下面及び第2延在部26の端部と対向する端部の下面に電極パッドを設けて、検出素子2eの端部に信号取り出し部20eの端部を挟み込むことで、はんだ付け等の半導体プロセスによる接合を実施せず圧接着で回路を形成することができる。そのため、特殊な装置や接合技術が不要となり、その分、コスト等の増加を抑制することができる。   As in this connection method, the end portions of the first extension portion 25 and the second extension portion 26 of the detection element 2e are divided so as to be separated from each other in the thickness direction of the detection element 2e. In addition to providing electrode pads on the upper surface and the upper and lower surfaces of the end portion of the second extending portion 26, the end portion of the signal extraction portion 20e opposite to the end portion of the detection element 2e is divided in the thickness direction of the signal extraction portion 20e. Electrode pads are provided on the upper and lower surfaces of the end facing the end of the first extending portion 25 and the lower surface of the end facing the end of the second extending portion 26, and a signal is sent to the end of the detection element 2e. By sandwiching the end portion of the take-out portion 20e, a circuit can be formed by pressure bonding without performing bonding by a semiconductor process such as soldering. This eliminates the need for a special device or joining technique, thereby suppressing an increase in cost.

・第2の接続方法
図7は、検出素子と信号取り出し部との第2の接続方法を説明する図である。以下、検出素子2fと信号取り出し部20fを接続する場合を例に挙げて説明する。
Second Connection Method FIG. 7 is a diagram illustrating a second connection method between the detection element and the signal extraction unit. Hereinafter, a case where the detection element 2f and the signal extraction unit 20f are connected will be described as an example.

図7に示すように、検出素子2fは、第1延在部25の端部と第2延在部26の端部とがその延在方向にずれて重ならないように、かつ、第2延在部26の端部が検出素子2fの幅方向に分割され厚み方向に離間するように形成されている。検出素子2fの第2延在部26の端部のうち、一方の端部におけるループ部24の内側面に相当する下面に電極パッド(第1電極パッド)2f´が設けられ、他方の端部におけるループ部24の外側面に相当する上面に電極パッド(第2電極パッド)2f´´が設けられている。その他の構成は、検出素子2a〜2dと同様である。   As shown in FIG. 7, the detection element 2 f has the second extension so that the end of the first extension 25 and the end of the second extension 26 do not overlap with each other in the extension direction. The end portion of the existing portion 26 is formed so as to be divided in the width direction of the detection element 2f and separated in the thickness direction. An electrode pad (first electrode pad) 2f ′ is provided on the lower surface corresponding to the inner surface of the loop portion 24 at one end portion of the end portions of the second extending portion 26 of the detection element 2f, and the other end portion. An electrode pad (second electrode pad) 2 f ″ is provided on the upper surface corresponding to the outer surface of the loop portion 24. Other configurations are the same as those of the detection elements 2a to 2d.

図7に示すように、信号取り出し部20fは、検出素子2fの端部と対向する端部の上面に電極パッド(第3電極パッド)20f´、下面に電極パッド(第4電極パッド)20f´´が設けられている。その他の構成は、信号取り出し部20a〜20dと同様である。   As illustrated in FIG. 7, the signal extraction unit 20 f includes an electrode pad (third electrode pad) 20 f ′ on the upper surface of the end facing the end of the detection element 2 f and an electrode pad (fourth electrode pad) 20 f ′ on the lower surface. 'Is provided. Other configurations are the same as those of the signal extraction units 20a to 20d.

本接続方法では、信号取り出し部20fの端部を検出素子2fの第2延在部26の端部に差し込んで挟み込むことで、検出素子2fの第1電極パッド2f´と信号取り出し部20fの第3電極パッド20f´、検出素子2fの第2電極パッド2f´´と信号取り出し部20fの第4電極パッド20f´´が接触し、検出素子2fで生成された電荷信号を取り出すことができる。   In this connection method, the end of the signal extraction unit 20f is inserted into the end of the second extending portion 26 of the detection element 2f so as to sandwich the first electrode pad 2f ′ of the detection element 2f and the second of the signal extraction unit 20f. The three-electrode pad 20f ′, the second electrode pad 2f ″ of the detection element 2f and the fourth electrode pad 20f ″ of the signal extraction unit 20f come into contact with each other, and the charge signal generated by the detection element 2f can be extracted.

本接続方法のように、検出素子2fの第1延在部25及び第2延在部26の端部がその延在方向にずれて重ならないように、かつ、第2延在部26の端部が検出素子2fの幅方向に分割され厚み方向に離間するように形成し、第2延在部26の端部のうち、一方の端部の下面及び他方の端部の上面に電極パッドをそれぞれ設けると共に、信号取り出し部20fの検出素子2fの端部と対向する端部の上面及び下面に電極パッドをそれぞれ設けて、検出素子2fの第2延在部26の端部に信号取り出し部20fの端部を挟み込むことで、はんだ付け等の半導体プロセスによる接合を実施せず圧接着で回路を形成することができる。そのため、特殊な装置や接合技術が不要となり、その分、コスト等の増加を抑制することができる。   As in this connection method, the end portions of the first extension portion 25 and the second extension portion 26 of the detection element 2f are shifted in the extension direction so as not to overlap with each other, and the end portions of the second extension portion 26 are overlapped. Are formed so as to be divided in the width direction of the detection element 2f and separated in the thickness direction, and electrode pads are provided on the lower surface of one end portion and the upper surface of the other end portion of the end portions of the second extending portion 26. Each is provided, and electrode pads are respectively provided on the upper surface and the lower surface of the end portion of the signal extraction portion 20f facing the end portion of the detection element 2f, and the signal extraction portion 20f is provided at the end portion of the second extending portion 26 of the detection element 2f. By sandwiching the end of the circuit, a circuit can be formed by pressure bonding without performing bonding by a semiconductor process such as soldering. This eliminates the need for a special device or joining technique, thereby suppressing an increase in cost.

・第3の接続方法
図8は、検出素子と信号取り出し部との第3の接続方法を説明する図である。以下、検出素子2gと信号取り出し部20gを接続する場合を例に挙げて説明する。
Third Connection Method FIG. 8 is a diagram for explaining a third connection method between the detection element and the signal extraction unit. Hereinafter, a case where the detection element 2g and the signal extraction unit 20g are connected will be described as an example.

図8に示すように、検出素子2gは、第1延在部25の端部と第2延在部26の端部とがその延在方向にずれて重ならないように形成されている。検出素子2gの第1延在部25の端部におけるループ部24の外側面に相当する下面に電極パッド(第1電極パッド)2g´が設けられ、第2延在部26の端部におけるループ部24の内側面に相当する下面に電極パッド(第2電極パッド)2g´´が設けられている。その他の構成は、検出素子2a〜2dと同様である。   As shown in FIG. 8, the detection element 2g is formed so that the end of the first extending portion 25 and the end of the second extending portion 26 are shifted in the extending direction and do not overlap. An electrode pad (first electrode pad) 2g ′ is provided on the lower surface corresponding to the outer surface of the loop portion 24 at the end portion of the first extension portion 25 of the detection element 2g, and the loop at the end portion of the second extension portion 26 is provided. An electrode pad (second electrode pad) 2 g ″ is provided on the lower surface corresponding to the inner surface of the portion 24. Other configurations are the same as those of the detection elements 2a to 2d.

図8に示すように、信号取り出し部20gは、検出素子2gの端部と対向する端部の上面のうち、検出素子2gと信号取り出し部20gを接続する場合に検出素子2gの第1電極パッド2g´と対向する部分に電極パッド(第3電極パッド)20g´、第2電極パッド2g´´と対向する部分に電極パッド(第4電極パッド)20g´´が設けられている。その他の構成は、信号取り出し部20a〜20dと同様である。   As illustrated in FIG. 8, the signal extraction unit 20 g has a first electrode pad of the detection element 2 g when the detection element 2 g and the signal extraction unit 20 g are connected to each other on the upper surface of the end opposite to the end of the detection element 2 g. An electrode pad (third electrode pad) 20g ′ is provided in a portion facing 2g ′, and an electrode pad (fourth electrode pad) 20g ″ is provided in a portion facing the second electrode pad 2g ″. Other configurations are the same as those of the signal extraction units 20a to 20d.

本接続方法では、信号取り出し部20gの端部と検出素子2gの端部とを圧接着することで、検出素子2gの第1電極パッド2g´と信号取り出し部20gの第3電極パッド20g´、検出素子2gの第2電極パッド2g´´と信号取り出し部20gの第4電極パッド20g´´が接触し、検出素子2gで生成された電荷信号を取り出すことができる。   In this connection method, the first electrode pad 2g ′ of the detection element 2g and the third electrode pad 20g ′ of the signal extraction part 20g are bonded by pressure-bonding the end of the signal extraction part 20g and the end of the detection element 2g. The second electrode pad 2g ″ of the detection element 2g and the fourth electrode pad 20g ″ of the signal extraction unit 20g come into contact with each other, and the charge signal generated by the detection element 2g can be extracted.

本接続方法のように、検出素子2gの第1延在部25及び第2延在部26の端部がその延在方向にずれて重ならないように形成し、検出素子2gの第1延在部25及び第2延在部26の端部の下面に電極パッドを設けると共に、信号取り出し部20gの検出素子2gの端部と対向する端部の上面のうち、検出素子2gと信号取り出し部20gを接続する場合に検出素子2gの第1電極パッド2g´と対向する部分と、第2電極パッド2g´´と対向する部分とに電極パッドを設けて、対向するそれぞれの電極パッドを接触させることで、はんだ付け等の半導体プロセスによる接合を実施せず圧接着で回路を形成することができる。そのため、特殊な装置や接合技術が不要となり、その分、コスト等の増加を抑制することができる。   As in this connection method, the end portions of the first extension portion 25 and the second extension portion 26 of the detection element 2g are formed so as not to be shifted and overlap in the extension direction, and the first extension of the detection element 2g. The electrode pads are provided on the lower surfaces of the end portions of the portion 25 and the second extending portion 26, and the detection element 2g and the signal extraction portion 20g among the upper surfaces of the end portions of the signal extraction portion 20g opposite to the end portions of the detection element 2g. When connecting the electrode pads, electrode pads are provided in a portion facing the first electrode pad 2g ′ of the detection element 2g and a portion facing the second electrode pad 2g ″, and the facing electrode pads are brought into contact with each other. Thus, a circuit can be formed by pressure bonding without performing bonding by a semiconductor process such as soldering. This eliminates the need for a special device or joining technique, thereby suppressing an increase in cost.

(効果)
(1)本実施形態に係る感圧センサ100は、外力の作用により、X軸、Y軸及びZ軸に沿って移動可能かつX軸、Y軸及びZ軸周りに回転可能に構成された押圧子1と、伸縮量及び捻り量に応じた電荷を発生させる複数の検出素子2と、複数の検出素子の端部に接続されたベース部材4とを備え、複数の検出素子2で押圧子1を支持している。そのため、外力が作用して押圧子1が傾倒し、複数の検出素子2で発生した伸縮量及び捻れ量に応じた電荷量を検出することで、外力の大きさ及び作用方向を把握することができる。そのため、感圧センサ100の構造を複雑化することなく、シンプルな構成で外力の大きさ及び作用方向を検出することができる。加えて、本実施形態に係る感圧センサ100では、押圧子1を複数の検出素子2で支持しているため、複数の検出素子2に外力が直接的に作用することを回避することができ、その分、複数の検出素子の耐久性を向上させることができる。
(effect)
(1) The pressure-sensitive sensor 100 according to the present embodiment is configured so that it can move along the X-axis, Y-axis, and Z-axis and can rotate about the X-axis, Y-axis, and Z-axis by the action of an external force. And a base member 4 connected to end portions of the plurality of detection elements. The plurality of detection elements 2 are used to press the presser 1. Support. Therefore, the pressure 1 is tilted due to the external force acting, and the magnitude and direction of the external force can be grasped by detecting the amount of charge corresponding to the amount of expansion and contraction and the amount of twist generated by the plurality of detection elements 2. it can. Therefore, the magnitude and direction of the external force can be detected with a simple configuration without complicating the structure of the pressure-sensitive sensor 100. In addition, in the pressure-sensitive sensor 100 according to the present embodiment, since the presser 1 is supported by the plurality of detection elements 2, it is possible to avoid the external force from acting directly on the plurality of detection elements 2. Accordingly, the durability of the plurality of detection elements can be improved.

また、上述のように、本実施形態に係る感圧センサ100は、複数の検出素子2で押圧子1を支持し、複数の検出素子2で発生した伸縮量及び捻れ量に応じた電荷量を検出することで、外力の大きさ及び作用方向を把握する。これにより、複数の検出素子2にせん断方向の外力が作用し破損することを回避することができる。また、複数の検出素子2にセンシングの特性に影響を及ぼし得る摩擦、摩耗が発生することを抑制することができる。更に、複数の検出素子2で押圧子1を支持する構成としているため、複数の検出素子2の位置決め精度を確保することができる。   Further, as described above, the pressure-sensitive sensor 100 according to the present embodiment supports the presser 1 with the plurality of detection elements 2 and has an amount of charge corresponding to the amount of expansion and contraction generated by the plurality of detection elements 2. By detecting, the magnitude and direction of the external force are grasped. Thereby, it can avoid that the external force of a shearing direction acts on the some detection element 2, and is damaged. In addition, it is possible to suppress the occurrence of friction and wear that may affect the sensing characteristics of the plurality of detection elements 2. Furthermore, since the pressing element 1 is supported by the plurality of detection elements 2, the positioning accuracy of the plurality of detection elements 2 can be ensured.

(2)本実施形態に係る感圧センサ100は、押圧子1の円筒部材12をベース部材4に形成された穴部13に隙間を有するように挿入している。そのため、押圧子1が傾倒することを許容しつつ、押圧子1の傾倒量を制限することができる。これにより、複数の検出素子2が過度に伸縮したり捻れたりすることを回避することができ、その分、複数の検出素子2の耐久性をより向上させることがきる。   (2) In the pressure-sensitive sensor 100 according to the present embodiment, the cylindrical member 12 of the presser 1 is inserted into the hole 13 formed in the base member 4 so as to have a gap. Therefore, the tilting amount of the pressing element 1 can be limited while allowing the pressing element 1 to tilt. Thereby, it can avoid that the some detection element 2 expands-contracts or twists excessively, and it can improve the durability of the some detection element 2 by that much.

(3)本実施形態に係る感圧センサ100は、押圧子1、複数の検出素子2、ベース部材4の一部又は全部を覆うカバー部材6を備えている。そのため、押圧子1や検出素子2に外力が直接的に作用することがない。そのため、押圧子1、複数の検出素子2等の耐久性をより向上させることがきる。   (3) The pressure-sensitive sensor 100 according to this embodiment includes a pressing member 1, a plurality of detection elements 2, and a cover member 6 that covers part or all of the base member 4. Therefore, an external force does not act directly on the presser 1 or the detection element 2. Therefore, durability of the presser 1 and the plurality of detection elements 2 can be further improved.

<第2実施形態>
(構成)
図9は、本実施形態に係る作業装置の一構成例を表す概略図である。図9において、上記第1実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
Second Embodiment
(Constitution)
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the working device according to the present embodiment. In FIG. 9, parts that are the same as in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted as appropriate.

作業装置200は、対象物の把持、移動、配置等を実行する装置である。図9に示すように、本実施形態に係る作業装置200は、多関節指部201、固定把持部材103、第1のサポート部材101、第2のサポート部材102、第3のサポート部材105及び第4のサポート部材104を備えている。   The work device 200 is a device that executes gripping, movement, arrangement, and the like of an object. As shown in FIG. 9, the working device 200 according to the present embodiment includes an articulated finger 201, a fixed grip member 103, a first support member 101, a second support member 102, a third support member 105, and a first support member. 4 support members 104 are provided.

多関節指部201は、力入力連結部材106、回転軸107、回転軸108、回転軸109、第1の接触部材110、回転軸111、第1の力伝達連結部材112、回転軸113、第1の拘束連結部材114、第2の接触部材115、回転軸116、回転軸117、第2の力伝達連結部材118、回転軸119、第2の拘束連結部材120、第3の接触部材121、回転軸122、第3の力伝達連結部材123、回転軸124、第4の接触部材125及び感圧センサ100a,100b,100c,100dを備えている。なお、本実施形態では、多関節指部201を1つ備える構成を例に挙げて説明するが、複数の多関節指部を並列に並べた構成としても良い。   The articulated finger 201 includes a force input connecting member 106, a rotating shaft 107, a rotating shaft 108, a rotating shaft 109, a first contact member 110, a rotating shaft 111, a first force transmission connecting member 112, a rotating shaft 113, a first shaft. 1 constraining connecting member 114, second contact member 115, rotating shaft 116, rotating shaft 117, second force transmission connecting member 118, rotating shaft 119, second restricting connecting member 120, third contact member 121, A rotation shaft 122, a third force transmission connecting member 123, a rotation shaft 124, a fourth contact member 125, and pressure sensitive sensors 100a, 100b, 100c, and 100d are provided. In the present embodiment, a configuration including one articulated finger unit 201 is described as an example, but a configuration in which a plurality of multi-joint finger units are arranged in parallel may be employed.

力入力連結部材106は、動力部(不図示)から付与された動力を入力する部材である。力入力連結部材106に、回転軸107、回転軸108及び回転軸109が接続している。力入力連結部材106は、回転軸108を介して動力部と接続している。   The force input connecting member 106 is a member that inputs power applied from a power unit (not shown). A rotating shaft 107, a rotating shaft 108, and a rotating shaft 109 are connected to the force input connecting member 106. The force input connecting member 106 is connected to the power unit via the rotating shaft 108.

回転軸107は、力入力連結部材106、第1の接触部材110及び第3のサポート部材105を連結する軸部材である。   The rotating shaft 107 is a shaft member that connects the force input connecting member 106, the first contact member 110, and the third support member 105.

回転軸108は、力入力連結部材106と動力部を連結する軸部材である。動力部から付与された動力は、回転軸108を介して力入力連結部材106に入力される。   The rotating shaft 108 is a shaft member that connects the force input connecting member 106 and the power unit. The power applied from the power unit is input to the force input connecting member 106 via the rotating shaft 108.

回転軸109は、力入力連結部材106と第1の力伝達連結部材112を連結する軸部材である。   The rotating shaft 109 is a shaft member that connects the force input connecting member 106 and the first force transmission connecting member 112.

第1の接触部材110は、回転軸107(力入力連結部材106との連結部分)から鉛直方向の上方(図9において、力入力連結部材106から離れる方向)に延在して形成されている。第1の接触部材110の一端部に回転軸107が接続し、他端部(回転軸107が接続する端部と反対側の端部)に回転軸111が接続している。第1の接触部材110は、回転軸107を介して力入力連結部材106と接続している。第1の接触部材110における固定把持部材103と対向する部分に感圧センサ100aが設けられている。   The first contact member 110 is formed so as to extend upward in the vertical direction (the direction away from the force input connecting member 106 in FIG. 9) from the rotating shaft 107 (the connecting portion with the force input connecting member 106). . The rotating shaft 107 is connected to one end of the first contact member 110, and the rotating shaft 111 is connected to the other end (the end opposite to the end to which the rotating shaft 107 is connected). The first contact member 110 is connected to the force input connecting member 106 via the rotating shaft 107. A pressure-sensitive sensor 100a is provided in a portion of the first contact member 110 that faces the fixed gripping member 103.

回転軸111は、第1の接触部材110、第2の接触部材115及び第1の拘束連結部材114を連結する軸部材である。   The rotation shaft 111 is a shaft member that connects the first contact member 110, the second contact member 115, and the first restraint connection member 114.

第2の接触部材115は、回転軸111(第1の接触部材110との連結部分)から鉛直方向の上方に延在して形成されている。第2の接触部材115の一端部に回転軸111が接続し、他端部(回転軸111が接続している端部と反対側の端部)に回転軸116,117が接続している。第2の接触部材115における固定把持部材103と対向する部分に感圧センサ100bが設けられている。   The second contact member 115 is formed to extend upward in the vertical direction from the rotating shaft 111 (the connecting portion with the first contact member 110). The rotary shaft 111 is connected to one end of the second contact member 115, and the rotary shafts 116 and 117 are connected to the other end (the end opposite to the end to which the rotary shaft 111 is connected). A pressure-sensitive sensor 100b is provided in a portion of the second contact member 115 that faces the fixed gripping member 103.

回転軸116は、第2の接触部材115と第2の拘束連結部材120を連結する軸部材である。   The rotating shaft 116 is a shaft member that connects the second contact member 115 and the second restraint connecting member 120.

回転軸117は、第2の接触部材115における回転軸116の鉛直方向の上方に回転軸116と離間して配置されている。回転軸117は、第2の接触部材115と第3の接触部材121を連結する軸部材である。   The rotating shaft 117 is disposed apart from the rotating shaft 116 above the rotating shaft 116 in the second contact member 115 in the vertical direction. The rotation shaft 117 is a shaft member that couples the second contact member 115 and the third contact member 121.

第3の接触部材121は、回転軸117(第2の接触部材115との連結部分)から鉛直方向の上方に延在して形成されている。第3の接触部材121の一端部に回転軸117が接続し、他端部(回転軸117が接続している端部と反対側の端部)に回転軸122が接続している。第3の接触部材121における固定把持部材103と対向する部分に感圧センサ100cが設けられている。   The third contact member 121 is formed to extend upward in the vertical direction from the rotating shaft 117 (the connecting portion with the second contact member 115). The rotating shaft 117 is connected to one end of the third contact member 121, and the rotating shaft 122 is connected to the other end (the end opposite to the end to which the rotating shaft 117 is connected). A pressure sensitive sensor 100 c is provided in a portion of the third contact member 121 that faces the fixed gripping member 103.

回転軸122は、第3の接触部材121、第4の接触部材125及び第3の拘束連結部材126を連結する軸部材である。   The rotating shaft 122 is a shaft member that connects the third contact member 121, the fourth contact member 125, and the third restraint connecting member 126.

第4の接触部材125は、回転軸122(第3の接触部材121との連結部分)から鉛直方向の上方に延在して形成された棒状部材である。第4の接触部材125における固定把持部材103と対向する部分に感圧センサ100dが設けられている。   The fourth contact member 125 is a rod-like member formed to extend upward in the vertical direction from the rotating shaft 122 (the connecting portion with the third contact member 121). A pressure sensitive sensor 100d is provided in a portion of the fourth contact member 125 that faces the fixed gripping member 103.

第1の力伝達連結部材112は、回転軸109(力入力連結部材106との連結部分)から鉛直方向の上方に延在して形成されている。第1の力伝達連結部材112の一端部に回転軸109が接続し、他端部(回転軸109が接続する端部と反対側の端部)に回転軸113が接続している。第1の力伝達連結部材112は、回転軸109を介して力入力連結部材106と接続している。   The first force transmission connecting member 112 is formed to extend upward in the vertical direction from the rotating shaft 109 (the connecting portion with the force input connecting member 106). The rotating shaft 109 is connected to one end of the first force transmission connecting member 112, and the rotating shaft 113 is connected to the other end (the end opposite to the end to which the rotating shaft 109 is connected). The first force transmission connecting member 112 is connected to the force input connecting member 106 via the rotation shaft 109.

回転軸113は、第1の力伝達連結部材112、第1の拘束連結部材114及び第2の力伝達連結部材118を連結する軸部材である。   The rotating shaft 113 is a shaft member that connects the first force transmission connecting member 112, the first restraint connecting member 114, and the second force transmission connecting member 118.

第1の拘束連結部材114は、回転軸111及び回転軸113に連結している。第1の拘束連結部材114は、第1の接触部材110と第1の力伝達連結部材112とを連結し拘束する部材である。   The first restraining connecting member 114 is connected to the rotating shaft 111 and the rotating shaft 113. The first restraining connecting member 114 is a member that connects and restrains the first contact member 110 and the first force transmission connecting member 112.

第2の力伝達連結部材118は、回転軸113(第1の力伝達連結部材112及び第1の拘束連結部材114との連結部分)から鉛直方向の上方に延在して形成されている。第2の力伝達連結部材118の一端部に回転軸113が接続し、他端部(回転軸113が接続する端部と反対側の端部)に回転軸119が接続している。   The second force transmission connecting member 118 is formed to extend upward in the vertical direction from the rotating shaft 113 (the connecting portion between the first force transmitting connecting member 112 and the first restraining connecting member 114). The rotating shaft 113 is connected to one end of the second force transmission connecting member 118, and the rotating shaft 119 is connected to the other end (the end opposite to the end to which the rotating shaft 113 is connected).

回転軸119は、第2の力伝達連結部材118、第2の拘束連結部材120及び第3の力伝達連結部材123を連結する軸部材である。   The rotation shaft 119 is a shaft member that connects the second force transmission connecting member 118, the second restraint connecting member 120, and the third force transmission connecting member 123.

第2の拘束連結部材120は、回転軸116及び回転軸119に連結している。第2の拘束連結部材120は、第2の接触部材115と第2の力伝達連結部材118とを連結し拘束する部材である。   The second restraint connecting member 120 is connected to the rotating shaft 116 and the rotating shaft 119. The second restraint connecting member 120 is a member that connects and restrains the second contact member 115 and the second force transmission connecting member 118.

第3の力伝達連結部材123は、回転軸119(第2の力伝達連結部材118及び第2の拘束連結部材120との連結部分)から鉛直方向の上方に延在して形成された棒状部材である。第3の力伝達連結部材123の一端部に回転軸119が接続し、他端部(回転軸119が接続する端部と反対側の端部)に回転軸124が接続している。   The third force transmission connecting member 123 is a rod-like member that extends upward in the vertical direction from the rotating shaft 119 (the connecting portion between the second force transmitting connecting member 118 and the second restraining connecting member 120). It is. The rotating shaft 119 is connected to one end of the third force transmission connecting member 123, and the rotating shaft 124 is connected to the other end (the end opposite to the end to which the rotating shaft 119 is connected).

回転軸124は、第3の力伝達連結部材123と第3の拘束連結部材126を連結する軸部材である。   The rotating shaft 124 is a shaft member that connects the third force transmission connecting member 123 and the third restraint connecting member 126.

第3の拘束連結部材126は、回転軸122及び回転軸124に連結している。第3の拘束連結部材126は、第3の接触部材121と第3の力伝達連結部材123とを連結し拘束する部材である。   The third restraining connecting member 126 is connected to the rotating shaft 122 and the rotating shaft 124. The third restraint connecting member 126 is a member that connects and restrains the third contact member 121 and the third force transmission connecting member 123.

第3のサポート部材105は、回転軸107に接続して設けられている。   The third support member 105 is provided connected to the rotation shaft 107.

第4のサポート部材104は、第3のサポート部材105と連結して設けられている。   The fourth support member 104 is provided in connection with the third support member 105.

第2のサポート部材102は、第4のサポート部材104に固定されて設けられている。第2のサポート部材102に固定把持部材103が取り付けられている。   The second support member 102 is fixed to the fourth support member 104. A fixed grip member 103 is attached to the second support member 102.

第1のサポート部材101は、第2のサポート部材102の下面から鉛直方向の下方に延在して設けられている。   The first support member 101 is provided so as to extend downward in the vertical direction from the lower surface of the second support member 102.

固定把持部材103は、第2のサポート部材102に固定されて設けられている。固定把持部材103は、多関節指部201と対向するように、第2のサポート部材102の上面から鉛直方向の上方に延在して設けられている。   The fixed grip member 103 is fixed to the second support member 102. The fixed grip member 103 is provided to extend upward in the vertical direction from the upper surface of the second support member 102 so as to face the multi-joint finger unit 201.

回転軸107,109,111,113,116,117,119,122,124には、回転制御装置(不図示)が設けられている。回転制御装置は、回転軸を共有する部材同士がその回転軸回りに固定又は回転するように、上位装置からの指令を入力して回転軸107,109,111,113,116,117,119,122,124の動作を制御する。   The rotation shafts 107, 109, 111, 113, 116, 117, 119, 122 and 124 are provided with a rotation control device (not shown). The rotation control device inputs a command from the host device so that members sharing the rotation axis are fixed or rotated around the rotation axis, and the rotation shafts 107, 109, 111, 113, 116, 117, 119, The operations of 122 and 124 are controlled.

(動作)
力入力連結部材106の回転軸108に動力部からの動力が作用されると、力入力連結部材106は、回転軸107を中心にして反時計回り(図9において、左回り)に回転移動する。このとき、不図示の回転制御装置により、第1の接触部材110の回転軸107を中心とする回転移動、第2の接触部材115の回転軸111を中心とする回転移動、及び第3の接触部材121の回転軸117を中心とする回転移動が抑止される。力入力連結部材106が回転軸107を中心にして回転移動すると、回転軸109に連結した第1の力伝達連結部材112が反時計回りに回転移動する。第1の力伝達連結部材112が反時計回りに回転移動すると、回転軸113を介して第1の力伝達連結部材112と連結した第1の拘束連結部材114及び第2の力伝達連結部材118も反時計回りに回転移動する。第2の力伝達連結部材118が反時計回りに回転移動すると、回転軸119を介して第2の力伝達連結部材118と連結した第3の力伝達連結部材123が反時計回りに回転移動する。第3の力伝達連結部材123が反時計回りに回転移動すると、回転軸124が回転軸122を中心に反時計回りに回転する。このようにして、力入力連結部材106の回転軸108に動力部からの動力が作用させて力入力連結部材106を回転移動させ、かつ不図示の回転制御装置に所定の動作をさせることで、第4の接触部材125を回転軸122を中心にして反時計回りに回転移動させ、感圧センサ110dを対象物に接触させることで、対象物の把持等の作業を実行する。
(Operation)
When power from the power section is applied to the rotation shaft 108 of the force input connecting member 106, the force input connecting member 106 rotates counterclockwise (counterclockwise in FIG. 9) about the rotation shaft 107. . At this time, the rotation control device (not shown) rotates the first contact member 110 around the rotation axis 107, rotates the second contact member 115 around the rotation axis 111, and the third contact. The rotational movement of the member 121 around the rotation shaft 117 is suppressed. When the force input connecting member 106 rotates around the rotating shaft 107, the first force transmission connecting member 112 connected to the rotating shaft 109 rotates counterclockwise. When the first force transmission coupling member 112 rotates counterclockwise, the first restraint coupling member 114 and the second force transmission coupling member 118 coupled to the first force transmission coupling member 112 via the rotation shaft 113. Also rotate counterclockwise. When the second force transmission connecting member 118 rotates counterclockwise, the third force transmission connecting member 123 connected to the second force transmission connecting member 118 via the rotation shaft 119 rotates counterclockwise. . When the third force transmission connecting member 123 rotates and rotates counterclockwise, the rotating shaft 124 rotates counterclockwise around the rotating shaft 122. In this way, power from the power unit acts on the rotating shaft 108 of the force input connecting member 106 to rotate and move the force input connecting member 106, and a rotation control device (not shown) performs a predetermined operation. The fourth contact member 125 is rotated counterclockwise around the rotation shaft 122, and the pressure-sensitive sensor 110d is brought into contact with the object, thereby performing operations such as gripping the object.

本実施形態では、回転制御装置により、第1の接触部材110の回転軸107を中心とする回転移動、第2の接触部材115の回転軸111を中心とする回転移動、及び第3の接触部材121の回転軸117を中心とする回転移動が抑止して、第4の接触部材125を回転軸122を中心にして反時計回りに回転移動させる場合を例に挙げて説明したが、第1の接触部材110の回転軸107を中心とする回転移動、第2の接触部材115の回転軸111を中心とする回転移動、又は第3の接触部材121の回転軸117を中心とする回転移動をそれぞれ可能とすることで、第1の接触部材110、第2の接触部材115又は第3の接触部材121をそれぞれ回転軸122を中心にして反時計回りに回転移動させることができる。   In the present embodiment, the rotation control device causes the rotational movement of the first contact member 110 about the rotational shaft 107, the rotational movement of the second contact member 115 about the rotational shaft 111, and the third contact member. Although the description has been given by taking as an example the case where the rotational movement around the rotation axis 117 of 121 is suppressed and the fourth contact member 125 is rotated counterclockwise around the rotation axis 122 as an example, The rotation movement of the contact member 110 around the rotation axis 107, the rotation movement of the second contact member 115 around the rotation axis 111, or the rotation movement of the third contact member 121 around the rotation axis 117, respectively. By making it possible, the first contact member 110, the second contact member 115, or the third contact member 121 can be rotated counterclockwise around the rotation shaft 122, respectively.

(効果)
本実施形態では、第1実施形態と同様の効果に加えて以下の効果が得られる。
(effect)
In the present embodiment, in addition to the same effects as those of the first embodiment, the following effects can be obtained.

本実施形態のように、感圧センサ100を作業装置200に適用することで、作業装置200を用いて対象物518をより確実に把持、移動、配置等することができる。   By applying the pressure-sensitive sensor 100 to the work apparatus 200 as in the present embodiment, the object 518 can be gripped, moved, arranged, and the like more reliably using the work apparatus 200.

<第3実施形態>
(構成)
図10は、本実施形態に係る作業システムの一構成例を表す概略図である。図10において、上記第2実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
<Third Embodiment>
(Constitution)
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a work system according to the present embodiment. In FIG. 10, parts that are the same as in the second embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted as appropriate.

図10に示すように、本実施形態に係る作業システム500は、制御部510、作業部540及び撮像装置530を備える。   As illustrated in FIG. 10, the work system 500 according to the present embodiment includes a control unit 510, a work unit 540, and an imaging device 530.

作業部540は、対象物518の把持、移動、配置等を実行する部分である。作業部540は、アーム部520及び作業装置200を備えている。   The working unit 540 is a part that executes gripping, movement, arrangement, and the like of the object 518. The working unit 540 includes an arm unit 520 and a working device 200.

アーム部520は、作業装置200を支持する部材である。アーム部520を駆動することで、作業装置200を対象物518の近傍に配置することができる。   The arm unit 520 is a member that supports the work device 200. By driving the arm unit 520, the work device 200 can be disposed in the vicinity of the object 518.

撮像装置530は、対象物518、アーム部520等を撮像(観察)する装置である。撮像装置530は、例えば、CCD(Charge Coupled Devices)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)を撮像素子とするビデオカメラである。本実施形態では、撮像装置530を1台備える構成を例に挙げて説明するが、撮像装置530を2台以上備え、ステレオ視ができるように構成しても良い。   The imaging device 530 is a device that images (observes) the object 518, the arm unit 520, and the like. The imaging device 530 is, for example, a video camera that uses a charge coupled devices (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) as an imaging element. In the present embodiment, a configuration including one imaging device 530 is described as an example. However, two or more imaging devices 530 may be provided so as to perform stereo viewing.

制御部510は、画像処理部513、検出部514、動力制御部516、回転制御部515、アーム制御部512及び中央制御部511を備えている。   The control unit 510 includes an image processing unit 513, a detection unit 514, a power control unit 516, a rotation control unit 515, an arm control unit 512, and a central control unit 511.

画像処理部513は、撮像装置530と電気的に接続している。画像処理部513は、撮像装置530で取得された撮像情報を入力して処理するものである。本実施形態において、撮像情報は、対象物518の形状を認識するための情報、対象物518に対する作業装置200の位置を把握するための情報等を含む。   The image processing unit 513 is electrically connected to the imaging device 530. The image processing unit 513 inputs and processes the imaging information acquired by the imaging device 530. In the present embodiment, the imaging information includes information for recognizing the shape of the object 518, information for grasping the position of the work device 200 with respect to the object 518, and the like.

検出部514は、作業装置200に搭載された感圧センサ100(図9を参照)と電気的に接続している。検出部514は、感圧センサ100で取得されたセンサ情報を入力して処理するものである。本実施形態において、センサ情報は、感圧センサ100に作用する外力の大きさ及び作用方向に関する情報等を含む。   The detection unit 514 is electrically connected to the pressure-sensitive sensor 100 (see FIG. 9) mounted on the work apparatus 200. The detection unit 514 inputs and processes sensor information acquired by the pressure sensor 100. In the present embodiment, the sensor information includes information regarding the magnitude and direction of external force acting on the pressure sensor 100.

回転制御部515は、作業装置200の回転軸107,109,111,113,116,117,119,122,124(図9を参照)と電気的に接続している。回転制御部515は、作業装置200が所望の形状(例えば、対象物518を把持可能な形状)となるように、回転軸107,109,111,113,116,117,119,122,124を制御するものである。   The rotation control unit 515 is electrically connected to the rotation shafts 107, 109, 111, 113, 116, 117, 119, 122, and 124 (see FIG. 9) of the work device 200. The rotation control unit 515 controls the rotation shafts 107, 109, 111, 113, 116, 117, 119, 122, and 124 so that the working device 200 has a desired shape (for example, a shape that can grip the object 518). It is something to control.

動力制御部516は、作業装置200に動力を付与する動力部517と電気的に接続している。動力制御部516は、動力部517を制御して、作業装置200の力入力連結部材106(図9を参照)に動力を付与するものである。   The power control unit 516 is electrically connected to a power unit 517 that applies power to the work device 200. The power control unit 516 controls the power unit 517 to apply power to the force input connecting member 106 (see FIG. 9) of the work device 200.

アーム制御部512は、アーム部520と電気的に接続している。アーム制御部512は、アーム部520の動作を制御して、作業装置200を対象物518に近づけたり、対象物518から遠ざけたりするものである。   The arm control unit 512 is electrically connected to the arm unit 520. The arm control unit 512 controls the operation of the arm unit 520 to move the work device 200 closer to the object 518 or away from the object 518.

中央制御部511は、アーム制御部512、画像処理部513、検出部514、回転制御部515及び動力制御部516と電気的に接続している。中央制御部511は、撮像装置530で取得された撮像情報を入力して対象物518の形状等を認識したり、検出部514で取得されたセンサ情報を入力して対象物518の把持状態等を把握したり、撮像情報やセンサ情報に基づき、作業部540の動作計画を策定したり、策定した動作計画に基づき、アーム制御部512、回転制御部515及び動力制御部516に指令信号を出力して、作業部540や動力部517を駆動したりするものである。   The central control unit 511 is electrically connected to the arm control unit 512, the image processing unit 513, the detection unit 514, the rotation control unit 515, and the power control unit 516. The central control unit 511 inputs the imaging information acquired by the imaging device 530 to recognize the shape or the like of the object 518, or inputs the sensor information acquired by the detection unit 514 to hold the object 518 or the like. , Based on the imaging information and sensor information, formulate an operation plan for the working unit 540, and output command signals to the arm control unit 512, the rotation control unit 515, and the power control unit 516 based on the formulated operation plan Then, the working unit 540 and the power unit 517 are driven.

(動作)
図11は、本実施形態に係る作業システムの動作手順を示すフローチャートである。本実施形態では、対象物518を把持、移動、配置の一連の動作手順を例に挙げて説明する。
(Operation)
FIG. 11 is a flowchart showing an operation procedure of the work system according to the present embodiment. In the present embodiment, a series of operation procedures for grasping, moving, and arranging the object 518 will be described as an example.

中央制御部511は、対象物518の取り扱いを要求する信号を入力すると、画像処理部513から撮像情報を取得し(ステップS1)、取得した撮像情報に基づき対象物518の形状を認識する(ステップS2)。   When the central control unit 511 receives a signal requesting handling of the object 518, the central control unit 511 acquires imaging information from the image processing unit 513 (step S1), and recognizes the shape of the object 518 based on the acquired imaging information (step S1). S2).

続いて、中央制御部511は、データベースに蓄積された複数の既知の形状データ(既知形状データ)の中に、ステップS2で認識した形状データ(認識形状データ)と一致する形状データ(一致形状データ)が存在するか否か判断する(ステップS3)。中央制御部511は、一致形状データが存在すると判断した場合(Yes)、一致形状データに対応する既知の動作計画を引用する(ステップS5)。反対に、中央制御部511は、一致形状データが存在しないと判断した場合(No)、認識形状データに基づいて対象部の形状情報を新規に作成すると共に、既知形状データから認識形状データに類似する形状データ(類似形状データ)を検索し、類似形状データに対応する動作計画を引用する(ステップS5)。   Subsequently, the central control unit 511, among a plurality of known shape data (known shape data) accumulated in the database, shape data (matching shape data) that matches the shape data (recognized shape data) recognized in step S2. ) Exists (step S3). When the central control unit 511 determines that the matching shape data exists (Yes), the central control unit 511 quotes a known operation plan corresponding to the matching shape data (step S5). On the other hand, when the central control unit 511 determines that the matching shape data does not exist (No), the central control unit 511 newly creates the shape information of the target portion based on the recognized shape data, and is similar to the recognized shape data from the known shape data. The shape data (similar shape data) to be searched is retrieved and an operation plan corresponding to the similar shape data is cited (step S5).

続いて、中央制御部511は、対象物518の把持作業を開始する。中央制御部511は、引用した動作計画に基づいて、アーム制御部512、回転制御部515及び動力制御部516に指令信号を出力し、作業部540や動力部517を駆動する(ステップS6)。   Subsequently, the central control unit 511 starts gripping work of the object 518. The central control unit 511 outputs a command signal to the arm control unit 512, the rotation control unit 515, and the power control unit 516 based on the cited operation plan, and drives the working unit 540 and the power unit 517 (step S6).

続いて、中央制御部511は、作業部540や動力部517を駆動している間、作業装置200の作業状態を監視し、作業装置200が対象物518を把持したか否か(つまり、対象物518の把持作業が完了したか否か)を判断する。具体的に、本実施形態では、中央制御部511は、作業装置200に搭載された感圧センサ100の出力値Pを検出部514から取得し、取得した感圧センサ100の出力値Pが所定の設定値T以上であるか否か判断する(ステップS7)。中央制御部511は、感圧センサ100の出力値Pが設定値T以上である場合、作業装置200が対象物518を把持した(つまり、対象物518の把持作業が完了した)と判断し(Yes)、ステップS8に手順を移す。一方、中央制御部511は、感圧センサ100の出力値Pが設定値T未満である場合、作業装置200が対象物518を把持していない(つまり、対象物518の把持作業が完了していない)と判断し、ステップS6に手順を戻す。   Subsequently, the central control unit 511 monitors the working state of the working device 200 while driving the working unit 540 and the power unit 517, and determines whether the working device 200 has gripped the object 518 (that is, the target device 518). Whether or not the gripping operation of the object 518 is completed. Specifically, in the present embodiment, the central control unit 511 acquires the output value P of the pressure sensor 100 mounted on the work device 200 from the detection unit 514, and the acquired output value P of the pressure sensor 100 is a predetermined value. It is determined whether or not the set value T is greater than or equal to (step S7). When the output value P of the pressure sensor 100 is equal to or greater than the set value T, the central control unit 511 determines that the work device 200 has gripped the object 518 (that is, the gripping operation of the object 518 has been completed) ( Yes), the procedure is moved to step S8. On the other hand, when the output value P of the pressure sensor 100 is less than the set value T, the central control unit 511 does not grip the target object 518 (that is, the gripping operation of the target object 518 has been completed). And the procedure returns to step S6.

続いて、中央制御部511は、対象物518の移動作業を開始する。中央制御部511は、引用した動作計画に基づいて、アーム制御部512、回転制御部515及び動力制御部516に指令信号を出力し、作業部540や動力部517を駆動する(ステップS8)。   Subsequently, the central control unit 511 starts moving the object 518. The central control unit 511 outputs a command signal to the arm control unit 512, the rotation control unit 515, and the power control unit 516 based on the cited operation plan, and drives the working unit 540 and the power unit 517 (step S8).

続いて、中央制御部511は、作業部540や動力部517を駆動している間、作業装置200の作業状態を監視し、作業装置200から対象物518が落下等していないか否か(つまり、対象物518の移動作業が維持できているか否か)を判断する。具体的に、本実施形態では、中央制御部511は、作業装置200に搭載された感圧センサ100の出力値Pを検出部514から取得し、取得した感圧センサ100の出力値Pが所定の設定値U1,U2(U1<U2)の範囲内にあるか否か判断する(ステップS9)。中央制御部511は、感圧センサ100の出力値Pが設定値U1,U2の範囲内にある場合、つまり、出力値PがU1以上かつU2以下の場合(Yes)、対象物518の移動作業が維持できていると判断し、ステップS10に手順を移す。一方、中央制御部511は、感圧センサ100の出力値Pが設定値U1,U2の範囲内にない場合、つまり、出力値PがU1未満又はU2より大きい場合(No)、対象物518の移動作業が維持できていないと判断し、ステップS6に手順を戻して対象物518を再度把持する。   Subsequently, the central control unit 511 monitors the working state of the working device 200 while driving the working unit 540 and the power unit 517, and determines whether or not the object 518 is dropped from the working device 200 ( That is, it is determined whether or not the moving operation of the object 518 can be maintained. Specifically, in the present embodiment, the central control unit 511 acquires the output value P of the pressure sensor 100 mounted on the work device 200 from the detection unit 514, and the acquired output value P of the pressure sensor 100 is a predetermined value. It is determined whether or not it is within the range of set values U1, U2 (U1 <U2) (step S9). The central control unit 511 moves the object 518 when the output value P of the pressure-sensitive sensor 100 is within the range of the set values U1 and U2, that is, when the output value P is U1 or more and U2 or less (Yes). Is determined to be maintained, and the procedure proceeds to step S10. On the other hand, when the output value P of the pressure-sensitive sensor 100 is not within the range of the set values U1 and U2, that is, when the output value P is less than U1 or greater than U2 (No), the central control unit 511 It is determined that the moving work cannot be maintained, and the procedure returns to step S6 to grip the object 518 again.

続いて、中央制御部511は、対象物518の配置作業を開始する。中央制御部511は、引用した動作計画に基づいて、アーム制御部512、回転制御部515及び動力制御部516に指令信号を出力し、作業部540や動力部517を駆動する(ステップS10)。   Subsequently, the central control unit 511 starts an arrangement operation of the object 518. The central control unit 511 outputs a command signal to the arm control unit 512, the rotation control unit 515, and the power control unit 516 based on the cited operation plan, and drives the working unit 540 and the power unit 517 (step S10).

続いて、中央制御部511は、作業装置200に搭載された感圧センサ100の出力値Pを検出部514から取得し、取得した感圧センサ100の出力値P所定の設定値V以下であるか否か判断する(ステップS11)。中央制御部511は、感圧センサ100の出力値Pが設定値V以下の場合(Yes)、対象物518が配置された(つまり、対象物518の配置作業が完了した)と判断し、ステップS12に手順を移す。一方、中央制御部511は、感圧センサ100の出力値Pが設定値Vより大きい場合、対象物518が配置されていない(つまり、対象物518の配置作業が完了していない)と判断し、ステップS10に手順を戻す。   Subsequently, the central control unit 511 acquires the output value P of the pressure sensor 100 mounted on the work device 200 from the detection unit 514, and the acquired output value P of the pressure sensor 100 is equal to or less than a predetermined set value V. Whether or not (step S11). When the output value P of the pressure sensor 100 is equal to or less than the set value V (Yes), the central control unit 511 determines that the object 518 has been placed (that is, the placement work of the object 518 has been completed), and the step Move the procedure to S12. On the other hand, when the output value P of the pressure-sensitive sensor 100 is larger than the set value V, the central control unit 511 determines that the object 518 is not arranged (that is, the arrangement work of the object 518 is not completed). Return the procedure to step S10.

続いて、中央制御部511は、作業部540による作業が完了すると、作業部540の動作手順を動作計画としてデータベースに登録し(ステップS12)、次回以降の作業動作に活用する。そして、中央制御部511は、手順を終了する。   Subsequently, when the work by the work unit 540 is completed, the central control unit 511 registers the operation procedure of the work unit 540 in the database as an operation plan (step S12) and uses it for the next and subsequent work operations. Then, the central control unit 511 ends the procedure.

なお、本実施形態では、作業部540で対象物518を把持し、移動させて、配置する一連の動作手順を例に挙げて説明したが、例えば、作業部540で対象物518を把持する作業のみ必要な場合、作業部540で対象物518を移動させて、配置する手順(ステップS8〜S11)は省略することが可能である。また、詳細は省略するが、所定の場所の環境情報を撮像装置530で観察して取得し、取得した環境情報に基づいて動作計画を策定して作業部540を駆動し、撮像装置530で対象物518の位置情報を監視しながら所定の位置に配置されたと判断したとき作業状態を解除するように構成しても良い。   In the present embodiment, a series of operation procedures in which the object 518 is grasped, moved, and arranged by the working unit 540 is described as an example. However, for example, the work of grasping the object 518 by the working unit 540 However, if it is necessary only, the procedure (steps S8 to S11) of moving and placing the object 518 by the working unit 540 can be omitted. Although details are omitted, environmental information of a predetermined place is obtained by observing with the imaging device 530, an operation plan is formulated based on the obtained environmental information, the working unit 540 is driven, and the imaging device 530 The working state may be canceled when it is determined that the object 518 is disposed at a predetermined position while monitoring the position information of the object 518.

(効果)
本実施形態では、上述した各実施形態と同様の効果に加えて以下の効果が得られる。
(effect)
In the present embodiment, the following effects are obtained in addition to the same effects as those of the above-described embodiments.

本実施形態のように、感圧センサ100を搭載した作業装置200を作業システム500に適用することで、作業システム500を用いて対象物518を確実に把持等することができる。   As in the present embodiment, by applying the working device 200 equipped with the pressure-sensitive sensor 100 to the working system 500, the object 518 can be reliably gripped using the working system 500.

<その他>
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した各実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、各実施形態の構成の一部を削除することも可能である。
<Others>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, each of the above-described embodiments has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described. For example, a part of the configuration of each embodiment can be deleted.

上述した各実施形態では、押圧子1からショルダー部材3に検出素子2を延在して設けた構成を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明の本質的効果は、シンプルな構成で対象物との接触により作用する力の大きさ及び方向を検出することができ、検出素子に過度の力が作用することを回避し耐久性を向上させることができる感圧センサを提供することであり、この本質的効果を得る限りにおいては、必ずしも上述した構成に限定されない。例えば、押圧子1を挟んで対向するショルダー部材3に検出素子2を重ならないように延在して設けた構成としても良い。この場合でも、上述した各実施形態と同様の効果を得ることができる。   In each of the above-described embodiments, the configuration in which the detection element 2 extends from the presser 1 to the shoulder member 3 has been described as an example. However, the essential effect of the present invention is that it is possible to detect the magnitude and direction of the force acting by contact with the object with a simple configuration, and avoid the excessive force acting on the detection element and durability. The pressure-sensitive sensor can be improved, and the configuration is not necessarily limited to the above as long as this essential effect is obtained. For example, it is good also as a structure which extended and provided the detection element 2 on the shoulder member 3 which opposes on both sides of the presser 1 so that it may not overlap. Even in this case, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained.

1 押圧子
2a,2b,2c,2d 検出素子
4 ベース部材
1 Presser 2a, 2b, 2c, 2d Detection element 4 Base member

Claims (11)

外力の作用により、X軸、Y軸及びZ軸に沿って移動可能かつ前記X軸、前記Y軸及び前記Z軸周りに回転可能な押圧子と、
前記押圧子に接続され、伸縮量及び捻り量に応じた電荷を発生させる複数の検出素子と、
前記複数の検出素子の端部に接続されたベース部材とを備え、
前記押圧子は、前記複数の検出素子で支持されていることを特徴とする感圧センサ。
A presser that is movable along the X-axis, Y-axis, and Z-axis and capable of rotating around the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis by the action of an external force;
A plurality of detection elements that are connected to the pressing element and generate charges according to the amount of expansion and contraction and the amount of twist;
A base member connected to ends of the plurality of detection elements,
The pressure sensor is supported by the plurality of detection elements.
請求項1に記載の感圧センサにおいて、
前記押圧子と、前記複数の検出素子と、前記ベース部材の一部又は全部とを覆うカバー部材を備えることを特徴とする感圧センサ。
The pressure-sensitive sensor according to claim 1,
A pressure-sensitive sensor comprising a cover member that covers the pressing element, the plurality of detection elements, and a part or all of the base member.
請求項1に記載の感圧センサにおいて、
前記押圧子は、前記ベース部材に向かって延在する円筒部材を備え、
前記円筒部材は、前記ベース部材に形成された穴部に隙間を有して挿入されていることを特徴とする感圧センサ。
The pressure-sensitive sensor according to claim 1,
The pressing element includes a cylindrical member extending toward the base member,
The pressure sensor according to claim 1, wherein the cylindrical member is inserted with a gap in a hole formed in the base member.
請求項1に記載の感圧センサにおいて、
前記検出素子は、圧電性を有する樹脂であって、厚みが薄い短冊状に形成されていることを特徴とする感圧センサ。
The pressure-sensitive sensor according to claim 1,
The pressure sensor is characterized in that the detection element is a resin having piezoelectricity and is formed in a thin strip shape.
請求項4に記載の感圧センサにおいて、
前記検出素子は、一端側を他端側に向かって折り返して形成されたループ部と、前記ループ部の一方の端部から前記ベース部材側に延在する第1延在部と、前記ループ部の他方の端部から前記ベース部材側に延在する第2延在部とを備え、前記第1延在部と前記第2延在部とが重なり合うように形成されていることを特徴とする感圧センサ。
The pressure-sensitive sensor according to claim 4,
The detection element includes a loop portion formed by folding one end side toward the other end side, a first extension portion extending from one end portion of the loop portion toward the base member, and the loop portion. A second extending portion extending toward the base member from the other end, and the first extending portion and the second extending portion are formed so as to overlap each other. Pressure sensitive sensor.
請求項5に記載の感圧センサにおいて、
前記押圧子は、前記ループ部が巻きつけられる軸部材と、前記第1延在部及び前記第2延在部を前記ループ部から前記ベース部材側に誘導するガイド軸部材とを備えることを特徴とする感圧センサ。
The pressure-sensitive sensor according to claim 5,
The pressing element includes a shaft member around which the loop portion is wound, and a guide shaft member that guides the first extending portion and the second extending portion from the loop portion to the base member side. A pressure-sensitive sensor.
請求項5に記載の感圧センサにおいて、
前記検出素子は、前記第1延在部の端部と前記第2延在部の端部とが前記検出素子の厚み方向に離間するように形成されており、
前記第1延在部の端部における前記ループ部の内側面に相当する面に第1電極パッドが設けられ、前記第2延在部の端部における前記ループ部の内側面及び外側面に相当する面に第2電極パッドが設けられていることを特徴とする感圧センサ。
The pressure-sensitive sensor according to claim 5,
The detection element is formed such that an end portion of the first extension portion and an end portion of the second extension portion are separated from each other in the thickness direction of the detection element,
A first electrode pad is provided on a surface corresponding to an inner surface of the loop portion at an end portion of the first extending portion, and corresponds to an inner surface and an outer surface of the loop portion at an end portion of the second extending portion. A pressure-sensitive sensor, wherein a second electrode pad is provided on the surface to be operated.
請求項5に記載の感圧センサにおいて、
前記検出素子は、前記第1延在部の端部と前記第2延在部の端部とがその延在方向にずれて重ならないように、かつ、前記第2延在部の端部が前記検出素子の幅方向に分割され厚み方向に離間するように形成されており、
前記第1延在部の端部のうち、一方の端部における前記ループ部の内側面に相当する面に第1電極パッドが設けられ、他方の端部における前記ループ部の外側面に相当する面に第2電極パッドが設けられていることを特徴とする感圧センサ。
The pressure-sensitive sensor according to claim 5,
The detection element has an end portion of the first extension portion and an end portion of the second extension portion so that the end portion of the second extension portion does not overlap with each other in the extension direction. It is formed so as to be divided in the width direction of the detection element and separated in the thickness direction,
A first electrode pad is provided on a surface corresponding to the inner surface of the loop portion at one end portion of the end portions of the first extension portion, and corresponds to an outer surface of the loop portion at the other end portion. A pressure-sensitive sensor, wherein a second electrode pad is provided on the surface.
請求項5に記載の感圧センサにおいて、
前記検出素子は、前記第1延在部の端部と前記第2延在部の端部とがその延在方向にずれて重ならないように形成されており、
前記第1延在部の端部における前記ループ部の外側面に相当する面に第1電極パッドが設けられ、前記第2延在部の端部における前記ループ部の内側面に相当する面に第2電極パッドが設けられていることを特徴とする感圧センサ。
The pressure-sensitive sensor according to claim 5,
The detection element is formed such that an end portion of the first extending portion and an end portion of the second extending portion are not shifted and overlapped in the extending direction;
A first electrode pad is provided on a surface corresponding to an outer surface of the loop portion at an end portion of the first extension portion, and a surface corresponding to an inner surface of the loop portion at an end portion of the second extension portion. A pressure sensor provided with a second electrode pad.
多関節指部と、
前記多関節指部に対向するように配置された固定把持部材とを備え、
前記多関節指部は、
動力部に接続され、前記動力部からの力を入力する力入力連結部材と、
前記力入力連結部材に接続し、前記力入力連結部材に入力された力を伝達する力伝達連結部材と、
前記力入力連結部材に接続し、作業対象物に接触する接触部材と、
前記力伝達連結部材と前記接触部材とを連結する拘束連結部材と、
前記力伝達連結部材、前記接触部材及び前記拘束連結部材を相互に連結する複数の回転軸とを備え、
前記接触部材に請求項1に記載の感圧センサが実装されていることを特徴とする作業装置。
Articulated fingers,
A fixed gripping member disposed so as to face the multi-joint fingers,
The articulated fingers are
A force input connecting member connected to the power unit and inputting a force from the power unit;
A force transmission connecting member that is connected to the force input connecting member and transmits a force input to the force input connecting member;
A contact member connected to the force input coupling member and contacting the work object;
A restraint connection member that connects the force transmission connection member and the contact member;
A plurality of rotating shafts that interconnect the force transmission connecting member, the contact member and the restraint connecting member;
The working device, wherein the pressure sensitive sensor according to claim 1 is mounted on the contact member.
請求項10に記載の作業装置と前記作業装置を支持するアーム部と、を備える、
前記アーム部を制御する制御部と、
前記アーム部を撮像する撮像装置とを備えることを特徴とする作業システム。
The working device according to claim 10 and an arm portion that supports the working device,
A control unit for controlling the arm unit;
An operation system comprising: an imaging device that images the arm unit.
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