JP2019198939A - Tactile sensor - Google Patents

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友佑 水品
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Abstract

To provide a tactile sensor for a slave robot of a teleexistence system that is capable of measuring a plurality of physical values while suppressing a data amount.SOLUTION: A tactile sensor 3b to be attached to a hand part of a slave robot having a sensor group that operates in linkage with changes in posture of an operator and also acquires signals for operating a presentation device fitted to the operator. The tactile sensor includes: a temperature sensor 31 for acquiring temperature of a contact object that is a contact object of the hand part; an accelerator sensor 32 for acquiring vibration generated between the hand part and the contacted contact object; and a pressure sensor 33 for acquiring pressure applied to the hand part by contacting the contact object. Here, the temperature sensor 31, the accelerator sensor 32, and the pressure sensor 33 are laminated in the tactile sensor 3b in said order.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は触覚センサに関し、特に、テレイグジスタンスシステムのスレーブロボットが備える触覚センサに関する。   The present invention relates to a tactile sensor, and more particularly to a tactile sensor included in a slave robot of a teleexistence system.

テレイグジスタンス(Telexistence)は、操作者とは離れた場所に存在するスレーブロボット(Slave Robot)を操作者が遠隔操作することによって、操作者が実際には存在しない場所に存在したとするならば得られる視覚、聴覚、及び触覚等の感覚を操作者に経験させるための技術である(例えば、非特許文献1を参照)。テレイグジスタンスシステムにおいて、スレーブロボットは人型のロボットであり、操作者の身体(頭部、胴部、腕部、及び手部等)の動きと同期して、スレーブロボットの対応する部位が動作する。   Telexistence is that if the operator remotely operates a slave robot (Slave Robot) that is located away from the operator, the operator is present in a location that does not actually exist. This is a technique for allowing an operator to experience the senses such as vision, hearing, and touch (see Non-Patent Document 1, for example). In the tele-existence system, the slave robot is a humanoid robot, and the corresponding parts of the slave robot operate in synchronization with the movement of the operator's body (head, torso, arms, hands, etc.). To do.

テレイグジスタンスでは、スレーブロボットが取得した触覚情報(圧力、振動、及び温度)が操作者にフィードバックされる。このため、操作者の指先に相当するスレーブロボットの手部の先端には、圧力、振動、及び温度を計測するための複数のセンサが備えられている。なお、スレーブロボットは操作者から離れた遠隔地において操作者の代わりに人に会ったり作業をしたりするため、サロゲート(Surrogate;代理人)と呼ばれることもある。   In teleexistence, tactile information (pressure, vibration, and temperature) acquired by the slave robot is fed back to the operator. For this reason, a plurality of sensors for measuring pressure, vibration, and temperature are provided at the tip of the hand of the slave robot corresponding to the fingertip of the operator. The slave robot is sometimes called a surrogate because it meets and works on behalf of the operator at a remote location away from the operator.

T. Kurogi, M. Nakayama, K. Sato, S. Kamuro, C. L. Fernando, M. Furukawa, K. Minamizawa, and S. Tachi, “Haptic Transmission System to Recognize Differences in Surface Textures of Objects for Telexistence”, IEEE Virtual Reality 2013, pp. 137-138.T. Kurogi, M. Nakayama, K. Sato, S. Kamuro, CL Fernando, M. Furukawa, K. Minamizawa, and S. Tachi, “Haptic Transmission System to Recognize Differences in Surface Textures of Objects for Telexistence”, IEEE Virtual Reality 2013, pp. 137-138.

操作者とスレーブロボットとは離れているため、触覚センサが取得した情報は、通信ネットワークを介して操作者が備える触覚提示装置に送信される。このため、リアルタイム性を担保するためには、触覚センサが取得する情報のデータ量は小さい方が好ましい。しかしながら、上記の技術では、スレーブロボットの手部が他の物体に触れたときに生じる振動の情報を、そのときに発生する音声情報としてマイクロフォンを用いて取得する。このため、振動情報は人間の可聴域に合わせたサンプリングレートで取得されるため、情報量が大きくなる。   Since the operator and the slave robot are separated from each other, the information acquired by the tactile sensor is transmitted to the tactile presentation device provided in the operator via the communication network. For this reason, in order to ensure real-time property, it is preferable that the amount of information acquired by the touch sensor is small. However, in the above technique, vibration information generated when the hand of the slave robot touches another object is acquired using a microphone as sound information generated at that time. For this reason, since vibration information is acquired at a sampling rate that matches the human audible range, the amount of information increases.

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、データ量を抑制しつつ複数の物理量を計測できるテレイグジスタンスシステムのスレーブロボット用の触覚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 these points, and an object of the present invention is to provide a tactile sensor for a slave robot of a teleexistence system capable of measuring a plurality of physical quantities while suppressing the amount of data.

本発明のある態様は、操作者の姿勢の変化に連動して動作するとともに、前記操作者が装着する提示装置を動作させる信号を取得するセンサ群を備えるスレーブロボットの手部に取り付けるための触覚センサである。この触覚センサは、前記手部の接触対象の温度を取得するための温度センサと、前記手部が接触した前記接触対象との間で生じる振動を取得するための加速度センサと、前記接触対象と接触することで前記手部に加わる圧力を取得するための圧力センサと、を備える。前記触覚センサは、前記温度センサ、前記加速度センサ、及び前記圧力センサの順番で積層されている。   An aspect of the present invention is a tactile sensation for attaching to a hand portion of a slave robot that operates in conjunction with a change in the posture of the operator and includes a sensor group that acquires a signal for operating a presentation device worn by the operator. It is a sensor. The tactile sensor includes a temperature sensor for acquiring a temperature of a contact target of the hand part, an acceleration sensor for acquiring vibration generated between the contact target and the touch part, and the contact target. A pressure sensor for acquiring a pressure applied to the hand part by contact. The tactile sensor is stacked in the order of the temperature sensor, the acceleration sensor, and the pressure sensor.

前記触覚センサは、前記手部が接触した接触対象との間で生じる振動を前記加速度センサに伝える振動伝達部材をさらに備えてもよい。   The tactile sensor may further include a vibration transmission member that transmits vibration generated between the touch part and the contact target that is in contact with the hand part to the acceleration sensor.

前記温度センサは、前記手部が接触対象と接触することによって当該接触対象の温度を計測可能となる接触型温度センサと、前記手部が接触対象と接触する前に当該接触対象の温度を計測可能な非接触型温度センサと、を備えてもよい。   The temperature sensor measures the temperature of the contact object before the contact of the hand part with the contact object, and the contact type temperature sensor that can measure the temperature of the contact object when the hand part contacts the contact object. Possible non-contact temperature sensors.

前記温度センサは、前記非接触型温度センサの周りを複数の前記接触型温度センサが囲むように配置されてもよい。   The temperature sensor may be arranged so that a plurality of the contact temperature sensors surround the non-contact temperature sensor.

前記圧力センサのサンプリングレートは前記温度センサのサンプリングレートよりも大きくてもよく、かつ前記加速度センサのサンプリングレートよりも小さくてもよい。   The sampling rate of the pressure sensor may be larger than the sampling rate of the temperature sensor, and may be smaller than the sampling rate of the acceleration sensor.

前記触覚センサは、前記手部の接触面となる滑り止め部をさらに備えてもよい。   The tactile sensor may further include a non-slip portion serving as a contact surface of the hand portion.

本発明によれば、データ量を抑制しつつ複数の物理量を計測できるテレイグジスタンスシステムのスレーブロボット用の触覚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 tactile sensor for a slave robot of a teleexistence system that can measure a plurality of physical quantities while suppressing the amount of data.

テレイグジスタンスシステムの構成要素の外観を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the external appearance of the component of a tele-existence system. テレイグジスタンスシステムの構成要素と、各構成要素間でやり取りされる情報の流れを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the flow of the information exchanged between the component of a tele-distance system, and each component. 実施の形態に係る触覚センサの外観を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the external appearance of the tactile sensor which concerns on embodiment. 実施の形態に係る触覚センサが備えるセンサ群を構成する基板上の電子部品の配置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically arrangement | positioning of the electronic component on the board | substrate which comprises the sensor group with which the tactile sensor which concerns on embodiment is provided. 実施の形態に係る触覚センサを構成する基板の積層構造を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the laminated structure of the board | substrate which comprises the tactile sensor which concerns on embodiment. 実施の形態に係る接触型温度センサと非接触型温度センサとの位置関係を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the positional relationship of the contact-type temperature sensor which concerns on embodiment, and a non-contact-type temperature sensor. 実施の形態に係る触覚センサが備えるセンサ群のサンプリングレートの大小関係の一例を表形式で示す図である。It is a figure which shows an example of the magnitude relationship of the sampling rate of the sensor group with which the tactile sensor which concerns on embodiment is provided in a table | surface form.

<テレイグジスタンスシステムの概要>
図1は、テレイグジスタンスシステムSの構成要素の外観を模式的に示す図である。また、図2は、テレイグジスタンスシステムSの構成要素と、各構成要素間でやり取りされる情報の流れを模式的に示す図である。以下、図1及び図2を参照して、実施の形態に係る触覚センサ3bの前提となるテレイグジスタンスシステムSの概要についてまず説明する。
<Outline of teleexistence system>
FIG. 1 is a diagram schematically showing the appearance of the components of the teleexistence system S. FIG. 2 is a diagram schematically showing the components of the teleexistence system S and the flow of information exchanged between the components. Hereinafter, with reference to FIG.1 and FIG.2, the outline | summary of the tele-distance system S used as the premise of the tactile sensor 3b which concerns on embodiment is demonstrated first.

図1に示すように、テレイグジスタンスシステムSを利用する操作者Uは、種々の提示装置2(ヘッドマウントディスプレイ2a、触覚提示装置2b、ヘッドフォン2c、及び撮像素子2d)を装着する。操作者Uの身体の動きは図示しないキャプチャ装置によってトラッキングされ、操作者Uの身体の姿勢を示すキャプチャ情報として制御装置1に送信される。   As shown in FIG. 1, an operator U who uses the tele-distance system S wears various presentation devices 2 (a head-mounted display 2a, a tactile sense presentation device 2b, a headphone 2c, and an image sensor 2d). The movement of the operator U's body is tracked by a capture device (not shown) and transmitted to the control device 1 as capture information indicating the posture of the operator U's body.

スレーブロボットRは種々のセンサ3(撮像素子3a、触覚センサ3b、及びマイクロフォン3c)を備えており、各センサ3が取得したセンサ情報は制御装置1に送信される。なお、触覚センサ3bは、温度センサ31、加速度センサ32、及び圧力センサ33を含む。   The slave robot R includes various sensors 3 (image sensor 3a, touch sensor 3b, and microphone 3c), and sensor information acquired by each sensor 3 is transmitted to the control device 1. The tactile sensor 3b includes a temperature sensor 31, an acceleration sensor 32, and a pressure sensor 33.

図1に示すように、スレーブロボットRは人の形を模した機械である。このため、撮像素子3aはスレーブロボットRの目に相当する個所に配置されている。同様に、触覚センサ3bはスレーブロボットRの指先に相当する個所に配置され、マイクロフォン3cはスレーブロボットRの耳に相当する個所に配置されている。   As shown in FIG. 1, the slave robot R is a machine imitating a human shape. For this reason, the image sensor 3a is arranged at a position corresponding to the eyes of the slave robot R. Similarly, the tactile sensor 3b is disposed at a position corresponding to the fingertip of the slave robot R, and the microphone 3c is disposed at a position corresponding to the ear of the slave robot R.

制御装置1は、通信ネットワークN上に存在するクラウドサーバである。図2に示すように、制御装置1はキャプチャ情報に基づいて操作者Uの姿勢の変化を解析する。制御装置1は、操作者Uの姿勢の変化に基づいて、スレーブロボットRを動作させるための動作信号を生成し、スレーブロボットRに送信する。スレーブロボットRは、首部、肩部、肘部等の各部にアクチュエータを備えており、制御装置1が生成する動作信号はこれらのアクチュエータを動作させるための信号である。これにより、スレーブロボットRは、操作者Uの姿勢の変化に連動して動くことができる。   The control device 1 is a cloud server that exists on the communication network N. As shown in FIG. 2, the control device 1 analyzes the change in the posture of the operator U based on the capture information. The control device 1 generates an operation signal for operating the slave robot R based on the change in the posture of the operator U, and transmits the operation signal to the slave robot R. The slave robot R includes an actuator in each part such as a neck, a shoulder, and an elbow, and the operation signal generated by the control device 1 is a signal for operating these actuators. Thereby, the slave robot R can move in conjunction with a change in the posture of the operator U.

制御装置1は、スレーブロボットRが備えるセンサ3から取得したセンサ情報に基づいて、操作者Uが装着している提示装置2を動作させるための提示信号を生成し、提示装置2に送信する。例えば、撮像素子3aが撮像して取得した画像情報は、制御装置1によってヘッドマウントディスプレイ2aに提示させる画像信号に変換される。これにより、操作者Uは、スレーブロボットRの「目」である撮像素子3aがとらえた映像をヘッドマウントディスプレイ2aのモニタ越しに見ることができる。図1は、ヘッドマウントディスプレイ2aのモニタに、スレーブロボットRの右手と、スレーブロボットRの右手が保持する接触対象Oである立方体とが映されている様子を示している。   The control device 1 generates a presentation signal for operating the presentation device 2 worn by the operator U based on the sensor information acquired from the sensor 3 included in the slave robot R, and transmits the presentation signal to the presentation device 2. For example, image information acquired by imaging by the imaging element 3a is converted by the control device 1 into an image signal to be presented on the head mounted display 2a. As a result, the operator U can view the image captured by the imaging element 3a, which is the “eye” of the slave robot R, through the monitor of the head mounted display 2a. FIG. 1 shows a state in which the right hand of the slave robot R and a cube that is the contact object O held by the right hand of the slave robot R are shown on the monitor of the head mounted display 2a.

同様に、触覚センサ3bが取得した温度、振動、及び圧力を含む触覚情報は、制御装置1によって触覚提示装置2bを動作させるための触覚提示信号に変換される。これにより、操作者Uは、スレーブロボットRの「指先」がとらえた触覚を触覚提示装置2bを介して感じることができる。   Similarly, tactile information including temperature, vibration, and pressure acquired by the tactile sensor 3b is converted by the control device 1 into a tactile presentation signal for operating the tactile presentation device 2b. Thereby, the operator U can feel the tactile sensation captured by the “fingertip” of the slave robot R via the tactile sensation presentation device 2b.

実施の形態に係るテレイグジスタンスシステムSにおいて、ヘッドマウントディスプレイ2aは遮蔽型のヘッドマウントディスプレイである。このため、操作者Uがヘッドマウントディスプレイ2aを介して撮像素子3aが撮像した映像を観察すると、あたかも操作者UがスレーブロボットRの存在場所にいるかのような没入感を得ることができる。   In the teleexistence system S according to the embodiment, the head mounted display 2a is a shielded head mounted display. For this reason, when the operator U observes the video imaged by the imaging device 3a via the head mounted display 2a, it is possible to obtain an immersion feeling as if the operator U is at the location where the slave robot R is present.

一方で、ひとたび操作者Uがヘッドマウントディスプレイ2aを装着すると、操作者Uは自身の周囲を見ることができなくなる。ヘッドマウントディスプレイ2aはキャプチャ装置の一部としても動作するため、操作者Uは、操作者Uの動きとスレーブロボットRの動きとを同期する前にヘッドマウントディスプレイ2aを装着する必要がある。操作者Uは、制御装置1からヘッドマウントディスプレイ2aに画像信号が送られてくる前にヘッドマウントディスプレイ2aを装着することになるので、操作者Uの動きとスレーブロボットRの動きとの同期が完了するまで操作者Uは周囲を見ることができず不便である。   On the other hand, once the operator U wears the head mounted display 2a, the operator U cannot see his / her surroundings. Since the head mounted display 2a also operates as part of the capture device, the operator U needs to wear the head mounted display 2a before synchronizing the movement of the operator U and the movement of the slave robot R. Since the operator U wears the head mounted display 2a before the image signal is sent from the control device 1 to the head mounted display 2a, the movement of the operator U and the movement of the slave robot R are synchronized. Until completion, the operator U cannot see the surroundings, which is inconvenient.

そこで、図1に示すように、ヘッドマウントディスプレイ2aは、操作者Uに装着されたときに操作者Uの視線方向を撮像するための撮像素子2dを備えている。これにより、操作者Uは、ヘッドマウントディスプレイ2aを装着した状態で周囲を観察することができる。   Therefore, as shown in FIG. 1, the head mounted display 2 a includes an imaging element 2 d for capturing an image of the line of sight of the operator U when the head mounted display 2 a is attached to the operator U. Thereby, the operator U can observe the surroundings with the head mounted display 2a mounted.

このように、スレーブロボットRは、操作者Uの姿勢の変化に連動して動作するとともに、操作者Uが装着する提示装置2を動作させる信号を取得するセンサ群を備える。操作者Uは、実施の形態に係るテレイグジスタンスシステムSを用いることにより、実際には存在しない場所であるスレーブロボットRの存在場所に存在したとするならば得られる視覚、聴覚、及び触覚等の感覚を経験することができる。   As described above, the slave robot R includes a sensor group that operates in conjunction with a change in the posture of the operator U and acquires a signal for operating the presentation device 2 worn by the operator U. The operator U can use the tele-distance system S according to the embodiment to obtain the visual, auditory, tactile, and the like obtained if the slave robot R exists at a location where the slave robot R does not actually exist. Can experience a sense of

<実施の形態に係る触覚センサ3b>
以上を踏まえ、実施の形態に係る触覚センサ3bについて説明する。
図3は、実施の形態に係る触覚センサ3bの外観を模式的に示す図である。具体的には、図3は、スレーブロボットRの右手に相当する手部Hと、その親指の先端部を拡大した斜視図を示す図である。実施の形態に係る触覚センサ3bは、スレーブロボットRの各指先に取り付けられている。このため、図3に図示はしないが、スレーブロボットRの左手に相当する手部Hの各指先にも触覚センサ3bは取り付けられている。
<Tactile sensor 3b according to the embodiment>
Based on the above, the tactile sensor 3b according to the embodiment will be described.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the appearance of the tactile sensor 3b according to the embodiment. Specifically, FIG. 3 is an enlarged perspective view of the hand H corresponding to the right hand of the slave robot R and the tip of the thumb. The tactile sensor 3b according to the embodiment is attached to each fingertip of the slave robot R. Therefore, although not shown in FIG. 3, the tactile sensor 3 b is also attached to each fingertip of the hand portion H corresponding to the left hand of the slave robot R.

触覚センサ3bはスレーブロボットRの手部Hの指先に取り付けられているため、スレーブロボットRが接触対象Oを掴む際には接触対象Oと接触する。このため、触覚センサ3bは、スレーブロボットRの手部Hの接触面となる滑り止め部30を備えている。滑り止め部30はスレーブロボットRの「指の腹」に相当し、シリコン等の摩擦の大きい部材で構成されている。   Since the tactile sensor 3b is attached to the fingertip of the hand portion H of the slave robot R, when the slave robot R grasps the contact object O, the touch sensor 3b contacts the contact object O. For this reason, the tactile sensor 3b includes a non-slip portion 30 serving as a contact surface of the hand portion H of the slave robot R. The anti-slip portion 30 corresponds to the “finger's belly” of the slave robot R, and is made of a member having a high friction such as silicon.

また、触覚センサ3bの表面には接触型温度センサ31aが露出している。煩雑となってかえって不明瞭となることを避けるために、図3中にすべて符号を付すことはしていないが、図3において符号31aが付された矩形部材と同じ形の部材は、接触型温度センサである。接触型温度センサ31aは、例えばNTC(Negative Temperature Coefficient)サーミスタであり、触覚センサ3bが接触対象Oに触れることによって、スレーブロボットRの手部Hの接触対象Oとなる物質の表面温度を計測することができる。このように、接触型温度センサ31aは接触対象Oとなる物質と接触することによってその物質の温度を計測可能となるため、接触型温度センサ31aは手部Hの表面に備えられている。   Further, the contact temperature sensor 31a is exposed on the surface of the touch sensor 3b. In order to avoid complications and ambiguity, not all reference numerals are given in FIG. 3, but a member of the same shape as the rectangular member indicated by reference numeral 31a in FIG. It is a temperature sensor. The contact-type temperature sensor 31a is, for example, an NTC (Negative Temperature Coefficient) thermistor, and measures the surface temperature of a substance that becomes the contact target O of the hand H of the slave robot R when the tactile sensor 3b touches the contact target O. be able to. Thus, since the contact-type temperature sensor 31a can measure the temperature of the substance by coming into contact with the substance to be contacted O, the contact-type temperature sensor 31a is provided on the surface of the hand portion H.

接触型温度センサ31aが取得した接触対象Oの表面温度の情報は制御装置1に送信される。制御装置1は、接触型温度センサ31aから取得した温度情報に基づいて、操作者Uが装着している触覚提示装置2bに含まれる温度提示装置(不図示)を駆動するための信号を生成する。温度提示装置は、温度提示装置の現在の温度と接触対象Oの表面温度とが異なる場合、例えばペルチェ素子等の熱電素子を利用して温度提示装置の温度を変更する。熱移動を伴うため温度提示装置の応答速度を上げることには限界があり、テレイグジスタンスシステムSにおけるリアルタイム性を妨げる原因となりかねない。   Information on the surface temperature of the contact object O acquired by the contact-type temperature sensor 31 a is transmitted to the control device 1. The control device 1 generates a signal for driving a temperature presentation device (not shown) included in the tactile sense presentation device 2b worn by the operator U based on the temperature information acquired from the contact-type temperature sensor 31a. . When the current temperature of the temperature presentation device is different from the surface temperature of the contact object O, the temperature presentation device changes the temperature of the temperature presentation device using a thermoelectric element such as a Peltier element. Since heat transfer is involved, there is a limit to increasing the response speed of the temperature presentation device, which may hinder real-time performance in the teleexistence system S.

また、接触型温度センサ31aによる接触対象Oの検温にも時間遅延が存在する。すなわち、接触型温度センサ31aが接触対象Oと接触してから接触対象Oの温度を取得するまでに一定の時間を要する。この遅延もテレイグジスタンスシステムSにおけるリアルタイム性を妨げる原因となりうる。   There is also a time delay in the temperature measurement of the contact object O by the contact-type temperature sensor 31a. That is, it takes a certain time from when the contact-type temperature sensor 31a contacts the contact object O until the temperature of the contact object O is acquired. This delay can also be a cause of hindering real-time performance in the teleexistence system S.

そこで、実施の形態に係る触覚センサ3bは、接触型温度センサ31aに加えて、非接触型温度センサ31bも備えている。非接触型温度センサ31bは、例えば赤外線温度センサで実現されており、スレーブロボットRの手部Hが接触対象Oとなる物質と接触する前にその物質の表面温度を計測することができる。   Therefore, the tactile sensor 3b according to the embodiment includes a non-contact type temperature sensor 31b in addition to the contact type temperature sensor 31a. The non-contact type temperature sensor 31b is realized by an infrared temperature sensor, for example, and can measure the surface temperature of the substance before the hand H of the slave robot R comes into contact with the substance to be contacted O.

一般に、非接触型温度センサ31bの温度測定の精度は、接触型温度センサ31aの温度測定の精度よりも低い。しかしながら、非接触型温度センサ31bは接触型温度センサ31aが接触対象Oに接触する前に接触対象Oの表面温度を計測できるため、制御装置1は、触覚センサ3bが接触対象Oに近づく間に接触対象Oの表面の温度情報を取得することができる。結果として、制御装置1は、接触型温度センサ31aのみで接触対象Oの温度を測定する場合と比較して早い段階で接触対象Oを検温できる。このため、制御装置1は、接触型温度センサ31aのみで接触対象Oの温度を測定する場合と比較して触覚提示装置2bに含まれる温度提示装置を早い段階で駆動することができる。ゆえに、触覚センサ3bが非接触型温度センサ31bを備えることにより、テレイグジスタンスシステムSにおける温度情報の伝達速度を向上することができる。   In general, the accuracy of temperature measurement of the non-contact type temperature sensor 31b is lower than the accuracy of temperature measurement of the contact type temperature sensor 31a. However, since the non-contact type temperature sensor 31b can measure the surface temperature of the contact target O before the contact type temperature sensor 31a contacts the contact target O, the control device 1 is able to measure while the tactile sensor 3b approaches the contact target O. Temperature information of the surface of the contact object O can be acquired. As a result, the control device 1 can detect the temperature of the contact object O at an earlier stage compared to the case where the temperature of the contact object O is measured only by the contact temperature sensor 31a. For this reason, the control apparatus 1 can drive the temperature presentation apparatus contained in the tactile sense presentation apparatus 2b at an early stage compared with the case where the temperature of the contact object O is measured only by the contact-type temperature sensor 31a. Therefore, when the tactile sensor 3b includes the non-contact temperature sensor 31b, the transmission speed of the temperature information in the tele-distance system S can be improved.

なお、図3において符号41で示す部材は、後述する振動伝達部材41の突起部である。煩雑となってかえって不明瞭となることを避けるために、図3中にすべて符号を付すことはしていないが、図3において符号41が付された円形部材と同じ形の部材は、振動伝達部材41の突起部である。   In addition, the member shown with the code | symbol 41 in FIG. 3 is a projection part of the vibration transmission member 41 mentioned later. In order to avoid complications and indistinctness, not all reference numerals are given in FIG. 3, but members having the same shape as the circular member indicated by reference numeral 41 in FIG. This is a protrusion of the member 41.

図4(a)−(b)は、実施の形態に係る触覚センサ3bが備えるセンサ3群を構成する基板上の電子部品の配置を模式的に示す図である。具体的には、図4(a)は基板の表側における電子部品の配置を示す図であり、図4(b)は基板の裏側における電子部品の配置を示す図である。基板の一部はフレキシブル基板となっており、折り曲げることによって各電子部品の位置関係を変えることができる。なお、図4(a)−(b)は、主要な電子部品の配置を示す図であり、抵抗やキャパシタ等の電子部品は図示を省略している。   FIGS. 4A and 4B are diagrams schematically showing the arrangement of electronic components on a substrate constituting a group of sensors 3 included in the tactile sensor 3b according to the embodiment. Specifically, FIG. 4A is a diagram showing the arrangement of electronic components on the front side of the substrate, and FIG. 4B is a diagram showing the arrangement of electronic components on the back side of the substrate. A part of the substrate is a flexible substrate, and the positional relationship of each electronic component can be changed by bending. 4A and 4B are diagrams showing the arrangement of main electronic components, and illustration of electronic components such as resistors and capacitors is omitted.

基板は、図4において図の上側(図中に記号「A」が記載されている側)から下側(図中に記号「B」が記載されている側)に向かって、大きく分けて4つの領域(第1領域、第2領域、第3領域、及び第4領域)に分けられる。   In FIG. 4, the substrate is roughly divided into 4 from the upper side (the side where the symbol “A” is described in the drawing) to the lower side (the side where the symbol “B” is indicated in the drawing). Divided into two regions (first region, second region, third region, and fourth region).

第1領域は、接触型温度センサ31a群及び開口部を含む領域である。図4に示すように、基板上において、4つの異なる接触型温度センサ31aは、それぞれ凧型の矩形の各頂点に相当する位置に配置されている。また、基板において、4つの接触型温度センサ31aを頂点とする矩形の内部には、2つの開口部34(第1開口部34a及び第2開口部34b)が設けられている。   The first region is a region including the contact-type temperature sensor 31a group and the opening. As shown in FIG. 4, on the substrate, four different contact temperature sensors 31a are respectively arranged at positions corresponding to the apexes of the bowl-shaped rectangle. In the substrate, two openings 34 (first opening 34a and second opening 34b) are provided inside a rectangle having four contact-type temperature sensors 31a as apexes.

第2領域は、非接触型温度センサ31b及び加速度センサ32を含む領域である。加速度センサ32は、スレーブロボットRの手部Hが接触した接触対象Oとの間で生じる振動を取得するための3軸加速度センサである。図4(a)に示すように、加速度センサ32は第2領域を構成する基板の表側に配置されている。また、第2領域の表側には、各センサを制御するためのマイクロコントローラ35も配置されている。図4(b)に示すように、第2領域の裏側には、非接触型温度センサ31bが配置されている。第2領域の裏側には、この他ADコンバータ36及び発振子38も配置されている。   The second region is a region including the non-contact temperature sensor 31b and the acceleration sensor 32. The acceleration sensor 32 is a three-axis acceleration sensor for acquiring vibration generated between the slave robot R and the contact target O with which the hand H of the slave robot R comes into contact. As shown in FIG. 4A, the acceleration sensor 32 is disposed on the front side of the substrate constituting the second region. A microcontroller 35 for controlling each sensor is also arranged on the front side of the second area. As shown in FIG. 4B, a non-contact temperature sensor 31b is disposed on the back side of the second region. In addition, an AD converter 36 and an oscillator 38 are also arranged on the back side of the second region.

詳細は後述するが、基板が触覚センサ3bに組み込まれるとき、第1領域の裏側と第2領域の裏側とが対向するように折り込まれる。このとき、第1領域に設けられた第1開口部34aは、非接触型温度センサ31bの上側に配置される。この結果、非接触型温度センサ31bは、第1領域に遮蔽されることなく第1開口部34aを介して外側に露出することになる。ゆえに、非接触型温度センサ31bは、第1開口部34aを通過した赤外線を吸収できるので、接触対象Oの温度を計測することができる。   Although details will be described later, when the substrate is incorporated into the tactile sensor 3b, the substrate is folded so that the back side of the first region and the back side of the second region face each other. At this time, the 1st opening part 34a provided in the 1st area | region is arrange | positioned above the non-contact-type temperature sensor 31b. As a result, the non-contact temperature sensor 31b is exposed to the outside through the first opening 34a without being shielded by the first region. Therefore, since the non-contact temperature sensor 31b can absorb the infrared rays that have passed through the first opening 34a, the temperature of the contact object O can be measured.

図4(a)に示すように、第3領域の表側には、ADコンバータ36と3つの計装アンプ37とが配置される。また、図4(b)に示すように、第3領域の裏側には2つの電圧レギュレータ39とジャンパ40とが配置される。   As shown in FIG. 4A, an AD converter 36 and three instrumentation amplifiers 37 are arranged on the front side of the third region. Further, as shown in FIG. 4B, two voltage regulators 39 and a jumper 40 are disposed on the back side of the third region.

第4領域の表側には、3つの圧力センサ33が配置される。3つの圧力センサ33は、それぞれ接触対象Oと接触することでスレーブロボットRの手部Hに加わる圧力を取得するための圧力センサである。より具体的には、3つの圧力センサ33は、触覚センサ3bと接触対象Oとの接触面を規定する2軸と接触面と垂直な軸とから構成される直交座標系のそれぞれの方向の圧力を取得する。なお、基板のうち、第1領域、第2領域、第3領域、及び第4領域の各領域の間はフレキシブル基板となっている。   Three pressure sensors 33 are arranged on the front side of the fourth region. The three pressure sensors 33 are pressure sensors for acquiring the pressure applied to the hand portion H of the slave robot R by contacting the contact object O, respectively. More specifically, the three pressure sensors 33 are pressures in respective directions of an orthogonal coordinate system including two axes that define a contact surface between the tactile sensor 3b and the contact object O and an axis perpendicular to the contact surface. To get. In addition, among the board | substrates, between each area | region of a 1st area | region, a 2nd area | region, a 3rd area | region, and a 4th area | region is a flexible substrate.

図5(a)−(b)は、実施の形態に係る触覚センサ3bを構成する基板の積層構造を説明するための図である。具体的には、図5(a)は触覚センサ3bの側面を示す図であり、図5(b)は触覚センサ3b内部に組み込まれた基板の形状を側面から見た場合の様子を示す図である。図5(b)において、符号A及び符号Bは、図4(a)−(b)における符号A及び符号Bと対応する。   FIGS. 5A to 5B are views for explaining a laminated structure of substrates constituting the tactile sensor 3b according to the embodiment. Specifically, FIG. 5A is a diagram illustrating a side surface of the tactile sensor 3b, and FIG. 5B is a diagram illustrating a state in which the shape of the substrate incorporated in the tactile sensor 3b is viewed from the side surface. It is. In FIG.5 (b), the code | symbol A and the code | symbol B respond | correspond to the code | symbol A and the code | symbol B in Fig.4 (a)-(b).

図5(b)に示すように、基板は、第1領域の裏面と第2領域の裏面とが対向するように折り曲げられている。また、基板は、第2領域の表面と第3領域の表面とが対向するように折り曲げられている。さらに、基板は、第2領域の表面と第3領域の表面とが対向している領域に、第4領域が挟まれるように折り曲げられている。この結果、基板における第2領域の表面と第4領域の裏面とが対向し、かつ第3領域の表面と第4領域の表面とが対向する。   As shown in FIG. 5B, the substrate is bent so that the back surface of the first region and the back surface of the second region face each other. The substrate is bent so that the surface of the second region and the surface of the third region face each other. Further, the substrate is bent so that the fourth region is sandwiched between regions where the surface of the second region and the surface of the third region are opposed to each other. As a result, the surface of the second region and the back surface of the fourth region of the substrate face each other, and the surface of the third region and the surface of the fourth region face each other.

上述したように、第1領域の表面と第2領域の裏面とには温度センサ31が配置されている。また、第2領域の裏面には加速度センサ32が配置されている。さらに、第4領域の表面には圧力センサ33が配置されている。したがって、実施の形態に係る触覚センサ3bは、スレーブロボットRの「指の腹」側から温度センサ31、加速度センサ32、及び圧力センサ33の順番で積層されている。   As described above, the temperature sensor 31 is disposed on the front surface of the first region and the back surface of the second region. An acceleration sensor 32 is disposed on the back surface of the second region. Further, a pressure sensor 33 is disposed on the surface of the fourth region. Therefore, the tactile sensor 3b according to the embodiment is stacked in the order of the temperature sensor 31, the acceleration sensor 32, and the pressure sensor 33 from the “finger belly” side of the slave robot R.

ここで、加速度センサ32が配置された第2領域と、触覚センサ3bにおける接触対象Oとの接触面との間には第1領域が存在する。そこで、触覚センサ3bは、スレーブロボットRの手部Hが接触した接触対象Oとの間で生じる振動を加速度センサ32に伝えるための振動伝達部材41を備えている。   Here, the first region exists between the second region where the acceleration sensor 32 is disposed and the contact surface of the touch sensor 3b with the contact object O. Therefore, the tactile sensor 3b includes a vibration transmission member 41 for transmitting vibration generated between the slave robot R and the contact target O with which the hand portion H of the slave robot R comes into contact to the acceleration sensor 32.

振動伝達部材41は、第1領域と第2領域とを収容する筐体を兼ねており、強化ナイロン等の剛性の高い材質で構成されている。振動伝達部材41の一部である突起部は、滑り止め部30を貫通している。図5(b)に示すように、加速度センサ32が配置された第2領域は振動伝達部材41と接触しているため、振動伝達部材41が接触対象Oと接触したことによって生じた振動は加速度センサ32に伝達される。ゆえに、加速度センサ32は振動伝達部材41が接触対象Oと接触したことによって生じた振動を検出することができる。   The vibration transmission member 41 also serves as a housing that accommodates the first region and the second region, and is made of a highly rigid material such as reinforced nylon. A protrusion that is a part of the vibration transmitting member 41 passes through the anti-slip portion 30. As shown in FIG. 5B, since the second region in which the acceleration sensor 32 is disposed is in contact with the vibration transmission member 41, the vibration generated when the vibration transmission member 41 is in contact with the contact object O is acceleration. It is transmitted to the sensor 32. Therefore, the acceleration sensor 32 can detect the vibration caused by the vibration transmitting member 41 coming into contact with the contact object O.

また、圧力センサ33が、手部Hが接触対象Oとの間で生じた圧力を検出するためには、触覚センサ3bが接触対象Oから受ける力を圧力センサ33に伝達する必要がある。そこで、触覚センサ3bは、振動伝達部材41から受ける力を第3領域に伝達するための圧力伝達部材42を備えている。これにより、触覚センサ3bが接触対象Oから受ける力は、振動伝達部材41及び圧力伝達部材42を伝達して第3領域に伝えられる。   Further, in order for the pressure sensor 33 to detect the pressure generated between the hand H and the contact object O, it is necessary to transmit the force received by the tactile sensor 3 b from the contact object O to the pressure sensor 33. Therefore, the tactile sensor 3b includes a pressure transmission member 42 for transmitting the force received from the vibration transmission member 41 to the third region. As a result, the force received by the touch sensor 3b from the contact object O is transmitted to the third region through the vibration transmission member 41 and the pressure transmission member 42.

図5(b)に示すように、第3領域に配置された圧力センサ33は、第3領域と触覚センサ3bの筐体との間に挟まれる。このため、圧力センサ33は、触覚センサ3bが接触対象Oから受け、第3領域まで伝達された力である圧力を検出することができる。   As shown in FIG. 5B, the pressure sensor 33 arranged in the third region is sandwiched between the third region and the housing of the tactile sensor 3b. For this reason, the pressure sensor 33 can detect the pressure which is the force received by the tactile sensor 3b from the contact object O and transmitted to the third region.

このように、実施の形態に係る触覚センサ3bは、温度センサ31、加速度センサ32、及び圧力センサ33の順番で積層して構成することにより、スレーブロボットRの指の腹程度の狭い面積内にセンサ3を配置し、各センサを機能させることができる。   As described above, the tactile sensor 3b according to the embodiment is configured by stacking the temperature sensor 31, the acceleration sensor 32, and the pressure sensor 33 in this order, so that the slave robot R has a small area about the belly of the finger. The sensor 3 can be arrange | positioned and each sensor can be functioned.

図6は、実施の形態に係る接触型温度センサ31aと非接触型温度センサ31bとの位置関係を模式的に示す図である。具体的には、基板の第1領域をスレーブロボットRの「指の腹」側から見た場合の図である。図6に示すように、4つの異なる接触型温度センサ31aは、それぞれ凧型の矩形の各頂点に相当する位置に配置されている。また、非接触型温度センサ31bは、4つの接触型温度センサ31aを頂点とする矩形の内部に設けられた第1開口部34aを介して外部に露出している。このように、温度センサ31は、非接触型温度センサ31bの周りを複数の接触型温度センサ31aが囲むように配置されている。   FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a positional relationship between the contact-type temperature sensor 31a and the non-contact-type temperature sensor 31b according to the embodiment. Specifically, it is a diagram when the first region of the substrate is viewed from the “finger belly” side of the slave robot R. As shown in FIG. 6, four different contact-type temperature sensors 31a are arranged at positions corresponding to the vertices of the bowl-shaped rectangle. The non-contact type temperature sensor 31b is exposed to the outside through a first opening 34a provided inside a rectangle having four contact type temperature sensors 31a as apexes. In this way, the temperature sensor 31 is arranged so that the plurality of contact-type temperature sensors 31a surround the non-contact-type temperature sensor 31b.

接触対象Oの場所によって表面温度が変化することもあり得るが、非接触型温度センサ31bの周りを複数の接触型温度センサ31aが囲むように配置することにより、非接触型温度センサ31bと各接触型温度センサ31aとの間の距離が平準化される。これにより、接触対象Oの温度勾配が平衡状態にある場合、非接触型温度センサ31bが測定する接触対象Oの温度は、各接触型温度センサ31aが測定する接触対象Oの温度の概ね平均に近くなることが期待できる。   Although the surface temperature may change depending on the location of the contact object O, the non-contact type temperature sensor 31b and each of the non-contact type temperature sensors 31b are arranged so as to surround the non-contact type temperature sensor 31a. The distance to the contact-type temperature sensor 31a is leveled. Thus, when the temperature gradient of the contact object O is in an equilibrium state, the temperature of the contact object O measured by the non-contact type temperature sensor 31b is approximately the average of the temperatures of the contact objects O measured by the contact type temperature sensors 31a. Expect to be close.

上述したように、非接触型温度センサ31bは、接触型温度センサ31aが接触対象Oと接触する前から接触対象Oの温度の測定を開始することができる。非接触型温度センサ31bが測定した接触対象Oの温度は、触覚提示装置2bに含まれる温度提示装置を早い段階で駆動するために利用される。   As described above, the non-contact temperature sensor 31b can start measuring the temperature of the contact object O before the contact temperature sensor 31a contacts the contact object O. The temperature of the contact object O measured by the non-contact temperature sensor 31b is used to drive the temperature presentation device included in the tactile sense presentation device 2b at an early stage.

したがって、非接触型温度センサ31bが測定した温度と接触型温度センサ31aが測地した温度との乖離が小さいほど、温度提示装置を早い段階で駆動することの有効性が大きくなる。非接触型温度センサ31bの周りを複数の接触型温度センサ31aが囲むように配置することによって、非接触型温度センサ31bが測定する接触対象Oの温度は、各接触型温度センサ31aが測定する接触対象Oの温度との乖離を小さくできる。ひいては温度提示装置を早い段階で駆動することの効果を増加することができる。   Accordingly, the smaller the difference between the temperature measured by the non-contact temperature sensor 31b and the temperature measured by the contact temperature sensor 31a, the greater the effectiveness of driving the temperature presentation device at an earlier stage. By arranging the contactless temperature sensors 31b so as to surround the contactless temperature sensors 31a, the temperature of the contact object O measured by the contactless temperature sensors 31b is measured by the contact temperature sensors 31a. The deviation from the temperature of the contact object O can be reduced. As a result, the effect of driving the temperature presentation device at an early stage can be increased.

ここで、人間の温度変化に対する時間的分解能は、圧力変化に対する時間的分解能よりも低いことが知られている。これは、圧力センサ33が、触覚センサ3bが接触対象Oから受けた圧力を検出する際のサンプリングレートと同じサンプリングレートで温度センサ31を駆動しても、温度センサ31が取得した温度情報の変化を操作者Uが感知できない可能性を示唆している。したがって、実施の形態に係る触覚センサ3bにおいて、温度センサ31のサンプリングレートは、圧力センサ33のサンプリングレートよりも小さく設定されている。これにより、触覚センサ3bは、接触対象Oを計測して取得する物理量のデータを削減することができる。   Here, it is known that the temporal resolution for a human temperature change is lower than the temporal resolution for a pressure change. This is because even if the pressure sensor 33 drives the temperature sensor 31 at the same sampling rate as when the pressure sensor 3b detects the pressure received from the contact object O, the change in the temperature information acquired by the temperature sensor 31 is changed. This suggests that the operator U may not be able to perceive. Therefore, in the tactile sensor 3b according to the embodiment, the sampling rate of the temperature sensor 31 is set smaller than the sampling rate of the pressure sensor 33. Thereby, the tactile sensor 3b can reduce physical quantity data acquired by measuring the contact object O.

また、実施の形態に係る触覚センサ3bにおいて、振動伝達部材41が接触対象Oと接触したことによって生じる振動を加速度センサ32を用いて検出する。この方法に対して、振動伝達部材41が接触対象Oと接触したことによって生じる振動の情報を、そのときに発生する音声情報としてマイクロフォンを用いて取得する技術も存在する。   In addition, in the tactile sensor 3b according to the embodiment, the acceleration sensor 32 is used to detect vibration generated when the vibration transmitting member 41 contacts the contact object O. In contrast to this method, there is also a technique for acquiring information on vibration generated when the vibration transmission member 41 is in contact with the contact object O using a microphone as sound information generated at that time.

一般に、マイクロフォンのサンプリングレートは人間の可聴域に基づいて設定されている。人間の可聴域は20Hzから20000Hzと言われているため、ナイキスト周波数を考慮して、マイクロフォンのサンプリングレートは44100Hzに設定されていることが多い。この場合、振動伝達部材41が接触対象Oと接触したことによって生じる振動の情報をマイクロフォンを用いて取得すると、そのサンプリングレートは44100Hzとなる。   In general, the sampling rate of a microphone is set based on a human audible range. Since the human audible range is said to be 20 Hz to 20000 Hz, the sampling rate of the microphone is often set to 44100 Hz in consideration of the Nyquist frequency. In this case, when information on vibration generated by the vibration transmission member 41 coming into contact with the contact object O is acquired using a microphone, the sampling rate is 44100 Hz.

一方、実施の形態に係る触覚センサ3bが備える加速度センサ32のサンプリングレートは、一般的なマイクロフォンのサンプリングレートよりも低く設定されている。これにより、振動伝達部材41が接触対象Oと接触したことによって生じる振動の情報を一般的なマイクロフォンを用いて取得する場合と比較して、実施の形態に係る触覚センサ3bは振動の情報を削減することができる。   On the other hand, the sampling rate of the acceleration sensor 32 provided in the tactile sensor 3b according to the embodiment is set lower than the sampling rate of a general microphone. As a result, the tactile sensor 3b according to the embodiment reduces the vibration information as compared to the case where the vibration information generated by the vibration transmission member 41 coming into contact with the contact object O is acquired using a general microphone. can do.

図7は、実施の形態に係る触覚センサ3bが備えるセンサ群のサンプリングレートの大小関係の一例を表形式で示す図である。図7に示すように、実施の形態に係る触覚センサ3bにおいて、圧力センサ33のサンプリングレートは、温度センサ31のサンプリングレートよりも大きい。また、圧力センサ33のサンプリングレートは、加速度センサ32のサンプリングレートよりも小さい。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the relationship between the sampling rates of the sensor groups included in the tactile sensor 3b according to the embodiment in a table format. As shown in FIG. 7, in the tactile sensor 3 b according to the embodiment, the sampling rate of the pressure sensor 33 is larger than the sampling rate of the temperature sensor 31. In addition, the sampling rate of the pressure sensor 33 is smaller than the sampling rate of the acceleration sensor 32.

このように、人間の時間分解能の低い温度変化を取得する温度センサ31のサンプリングレートを他のセンサのサンプリングレートよりも小さくすることにより、実施の形態に係る触覚センサ3bは、接触対象Oを計測して取得する物理量のデータを削減することができる。また、一般的なマイクロフォンのサンプリングレートよりも加速度センサ32のサンプリングレートを小さくすることにより、実施の形態に係る触覚センサ3bは、振動伝達部材41が接触対象Oと接触したことによって生じる振動の情報をマイクロフォンを用いて取得する場合と比較して、実施の形態に係る触覚センサ3bは、振動の情報を削減することができる。   Thus, the tactile sensor 3b according to the embodiment measures the contact object O by making the sampling rate of the temperature sensor 31 that acquires a temperature change with low human time resolution smaller than the sampling rate of other sensors. Thus, the physical quantity data acquired can be reduced. In addition, by making the sampling rate of the acceleration sensor 32 smaller than the sampling rate of a general microphone, the tactile sensor 3b according to the embodiment has information on vibration generated when the vibration transmitting member 41 contacts the contact object O. The tactile sensor 3b according to the embodiment can reduce the vibration information as compared with the case of acquiring using a microphone.

<実施の形態に係る制御装置1が奏する効果>
以上説明したように、実施の形態に係る制御装置1によれば、データ量を抑制しつつ複数の物理量を計測できるテレイグジスタンスシステムSのスレーブロボットR用の触覚センサ3bを提供することができる。
<Effects of the control device 1 according to the embodiment>
As described above, the control device 1 according to the embodiment can provide the tactile sensor 3b for the slave robot R of the tele-distance system S that can measure a plurality of physical quantities while suppressing the data amount. .

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary. is there. For example, the specific embodiments of device distribution / integration are not limited to the above-described embodiments, and all or a part of them may be configured to be functionally or physically distributed / integrated in arbitrary units. Can do. In addition, new embodiments generated by any combination of a plurality of embodiments are also included in the embodiments of the present invention. The effect of the new embodiment produced by the combination has the effect of the original embodiment.

1・・・制御装置
2・・・提示装置
2a・・・ヘッドマウントディスプレイ
2b・・・触覚提示装置
2c・・・ヘッドフォン
2d・・・撮像素子
3・・・センサ
3a・・・撮像素子
3b・・・触覚センサ
3c・・・マイクロフォン
30・・・滑り止め部
31・・・温度センサ
31a・・・接触型温度センサ
31b・・・非接触型温度センサ
32・・・加速度センサ
33・・・圧力センサ
35・・・マイクロコントローラ
36・・・ADコンバータ
37・・・計装アンプ
38・・・発振子
39・・・電圧レギュレータ
40・・・ジャンパ
41・・・振動伝達部材
42・・・圧力伝達部材
C・・・フレキシブル基板
H・・・手部
N・・・通信ネットワーク
R・・・スレーブロボット
S・・・テレイグジスタンスシステム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Control apparatus 2 ... Presentation apparatus 2a ... Head mounted display 2b ... Tactile sense presentation apparatus 2c ... Headphone 2d ... Image sensor 3 ... Sensor 3a ... Image sensor 3b .... Tactile sensor 3c ... Microphone 30 ... Anti-slip part 31 ... Temperature sensor 31a ... Contact type temperature sensor 31b ... Non-contact type temperature sensor 32 ... Acceleration sensor 33 ... Pressure Sensor 35 ... Microcontroller 36 ... AD converter 37 ... Instrumentation amplifier 38 ... Oscillator 39 ... Voltage regulator 40 ... Jumper 41 ... Vibration transmission member 42 ... Pressure transmission Member C ... Flexible substrate H ... Hand N ... Communication network R ... Slave robot S ... Tele-existence system

Claims (6)

操作者の姿勢の変化に連動して動作するとともに、前記操作者が装着する提示装置を動作させる信号を取得するセンサ群を備えるスレーブロボットの手部に取り付けるための触覚センサであって、
前記手部の接触対象の温度を取得するための温度センサと、
前記手部が接触した前記接触対象との間で生じる振動を取得するための加速度センサと、
前記接触対象と接触することで前記手部に加わる圧力を取得するための圧力センサと、
を備え、
前記触覚センサは、前記温度センサ、前記加速度センサ、及び前記圧力センサの順番で積層されている、
触覚センサ。
A tactile sensor for attaching to a hand part of a slave robot that operates in conjunction with a change in the posture of the operator and includes a sensor group that acquires a signal for operating a presentation device worn by the operator,
A temperature sensor for obtaining the temperature of the contact object of the hand part;
An acceleration sensor for acquiring vibration generated between the touched portion and the contact target;
A pressure sensor for obtaining pressure applied to the hand part by contacting the contact object;
With
The tactile sensor is stacked in the order of the temperature sensor, the acceleration sensor, and the pressure sensor,
Tactile sensor.
前記手部が接触した接触対象との間で生じる振動を前記加速度センサに伝える振動伝達部材をさらに備える、
請求項1に記載の触覚センサ。
A vibration transmission member that transmits vibration generated between the hand part and the contact target to the acceleration sensor;
The tactile sensor according to claim 1.
前記温度センサは、
前記手部が接触対象と接触することによって当該接触対象の温度を計測可能となる接触型温度センサと、
前記手部が接触対象となる接触対象と接触する前に当該接触対象の温度を計測可能な非接触型温度センサと、
を備える請求項1又は2に記載の触覚センサ。
The temperature sensor is
A contact-type temperature sensor capable of measuring the temperature of the contact object by contacting the hand part with the contact object;
A non-contact temperature sensor capable of measuring the temperature of the contact object before the hand part contacts the contact object to be contacted;
The tactile sensor according to claim 1, further comprising:
前記温度センサは、前記非接触型温度センサの周りを複数の前記接触型温度センサが囲むように配置されている、
請求項3に記載の触覚センサ。
The temperature sensor is arranged so that a plurality of the contact temperature sensors surround the non-contact temperature sensor.
The tactile sensor according to claim 3.
前記圧力センサのサンプリングレートは前記温度センサのサンプリングレートよりも大きく、かつ前記加速度センサのサンプリングレートよりも小さい、
請求項1から4のいずれか1項に記載の触覚センサ。
The sampling rate of the pressure sensor is greater than the sampling rate of the temperature sensor and smaller than the sampling rate of the acceleration sensor;
The tactile sensor according to any one of claims 1 to 4.
前記手部の接触面となる滑り止め部をさらに備える、
請求項1から5のいずれか一項に記載の触覚センサ。
Further comprising a non-slip portion that becomes a contact surface of the hand portion,
The tactile sensor according to any one of claims 1 to 5.
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