JP2020069580A - Sensor device - Google Patents

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Abstract

To provide a sensor device with a novel structure that can detect approaching of an object to be detected, in a wide area, using a capacitance-type planar sensor and can detect the object to be detected, at end parts of the planar sensor, at a same distance away from the object at which the object is detected at an intermediate part.SOLUTION: A sensor device 10 comprising a capacitance-type planar sensor 12 further comprises auxiliary sensors 14 that are different in detection principle from the planar sensor 12, where detection areas 24 of the auxiliary sensors 14 include dead areas 32 generated by end parts of the planar sensor 12.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、検出対象の接近を検知するセンサ装置に関するものである。   The present invention relates to a sensor device that detects the approach of a detection target.

従来から、検出対象の接近を検知するセンサ装置が知られており、例えば、特許第5988993号公報(特許文献1)では、ロボットアームに対する操作者の接近を検出することで、ロボットアームと操作者の衝突を防ぐことなどが提案されている。   Conventionally, a sensor device that detects the approach of a detection target has been known. For example, in Japanese Patent No. 59889993 (Patent Document 1), the robot arm and the operator are detected by detecting the approach of the operator to the robot arm. It has been proposed to prevent such collisions.

ところで、センサ装置には、検出対象の接近を静電容量の変化に基づいて検知する静電容量式センサも採用され得る。静電容量式センサは、例えば面状に広がるように設けることで、広い面積に亘って検出対象を検出することが可能である。   By the way, the sensor device may also employ an electrostatic capacitance sensor that detects the approach of a detection target based on a change in electrostatic capacitance. The electrostatic capacitance type sensor can detect a detection target over a wide area by being provided so as to spread in a plane, for example.

例えば、ロボットアームのように自動で移動制御される移動体では、静電容量式センサを表面に装着することで、作業者などの検出対象の接近を、移動体の表面の広い範囲に亘って検出することが可能になる。   For example, in a moving body that is automatically controlled to move, such as a robot arm, by mounting a capacitance type sensor on the surface, a detection target such as an operator can be approached over a wide range of the surface of the moving body. It becomes possible to detect.

しかしながら、発明者が検討したところ、静電容量式の面状センサは、同じ検出対象であっても、検出対象が一定の距離で検出されない場合があるという、新規な課題を知得した。特にロボットアームのような産業機械では作業効率と安全との両立の観点から、一定距離での検出が要求されることから、検出対象を一定の距離で検出できないエリアの存在がより大きな問題となる。   However, as a result of examination by the inventor, the capacitive planar sensor has a new problem that the detection target may not be detected at a certain distance even if the detection target is the same. In particular, industrial machines such as robot arms require detection at a fixed distance from the viewpoint of balancing work efficiency and safety, so the existence of an area where the detection target cannot be detected at a fixed distance becomes a greater problem. ..

特許第5988993号公報Japanese Patent No. 59889993

本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、静電容量式の面状センサによって検出対象の接近を面上の全体に亘る広い領域で有効に検知することを可能にする、新規な構造のセンサ装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and a problem to be solved is to effectively detect the approach of a detection target in a wide area over the entire surface by a capacitance type planar sensor. An object of the present invention is to provide a sensor device having a novel structure that enables the above.

以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。   Hereinafter, embodiments of the present invention made to solve such problems will be described. The constituent elements used in each of the following aspects can be used in any combination as much as possible.

すなわち、本発明の第一の態様は、静電容量式の面状センサを備えるセンサ装置であって、前記面状センサとは検出原理が異なる補助センサを備えており、該補助センサの検出領域が該面状センサの端部による不感エリアを含んでいることを、特徴とする。   That is, a first aspect of the present invention is a sensor device including a capacitance type planar sensor, the auxiliary sensor having a detection principle different from that of the planar sensor, and the detection area of the auxiliary sensor. Includes a dead area due to the end of the planar sensor.

このような第一の態様に従う構造とされたセンサ装置によれば、静電容量式の面状センサにより、検出対象の接近を、面上の広い範囲に亘って略一定の距離で検知することが可能になる。   According to the sensor device having the structure according to the first aspect as described above, the proximity of the detection target can be detected at a substantially constant distance over a wide range on the surface by the electrostatic capacitance type planar sensor. Will be possible.

静電容量式の面状センサでは、広い領域での検出が可能である一方、検出対象の不感エリア(不感帯)が存在する問題が、検出対象による静電容量の変化が3次元的に作用して面状センサの影響面積が検出レベルに関係する理由によるものであるとの知見を得た。即ち、面状センサの端部である外周縁部では、中間部分に比して検出対象への対向面積が実質的に小さくなることで、検出可能距離が短くなって不感エリアが形成される。本態様では、この静電容量式の面状センサに特有の不感エリアを、検出原理が異なる別の補助センサを採用して補う構成を採用した。それ故、検出対象が面状センサの端部に接近する場合にも、面状センサの中間部分に接近する場合と同じ距離或いはより遠距離で検出対象を検出することが可能になる。   While the capacitance type planar sensor can detect a wide area, the problem that there is a dead area (dead zone) of the detection target is that the change in the capacitance due to the detection target acts three-dimensionally. It was found that this is because the area of influence of the planar sensor is related to the detection level. That is, in the outer peripheral edge portion that is the end portion of the planar sensor, the facing area to the detection target is substantially smaller than the intermediate portion, so that the detectable distance is shortened and the dead area is formed. In this embodiment, a configuration is adopted in which the insensitive area peculiar to the capacitance type planar sensor is supplemented by using another auxiliary sensor having a different detection principle. Therefore, even when the detection target approaches the end portion of the planar sensor, it is possible to detect the detection target at the same distance or at a longer distance as when the intermediate position of the planar sensor approaches.

しかも、補助センサは静電容量式以外の異なる検出原理に基づくセンサとされていることから、補助センサと面状センサを近くに配置しても、それら面状センサと補助センサの干渉による各センサの検出性能への影響を防ぐことができる。   Moreover, since the auxiliary sensor is a sensor based on a different detection principle other than the capacitance type, even if the auxiliary sensor and the planar sensor are arranged close to each other, each sensor due to interference between the planar sensor and the auxiliary sensor Can be prevented from affecting the detection performance of.

本発明の第二の態様は、第一の態様に記載されたセンサ装置において、前記補助センサが指向性センサとされているものである。   A second aspect of the present invention is the sensor device according to the first aspect, wherein the auxiliary sensor is a directional sensor.

第二の態様によれば、指向性センサとされていることで、例えば面状センサの検出領域と補助センサの検出領域の重複を抑えたり、或いは、そもそも衝突回避に際して検出が不要とされる領域にまでセンサ検出領域が広がって不必要に警告などが発せられることが回避されるように、面状センサの不感エリアを補う補助センサの検出領域を設定することができる。   According to the second aspect, since the sensor is a directional sensor, for example, the overlapping of the detection area of the planar sensor and the detection area of the auxiliary sensor is suppressed, or the detection is unnecessary in the first place in avoiding a collision. It is possible to set the detection area of the auxiliary sensor that supplements the dead area of the planar sensor so as to prevent the sensor detection area from spreading to the point where unnecessary warnings are issued.

本発明の第三の態様は、第二の態様に記載されたセンサ装置において、前記補助センサが反射型の光電センサとされているものである。   A third aspect of the present invention is the sensor device according to the second aspect, wherein the auxiliary sensor is a reflective photoelectric sensor.

第三の態様によれば、補助センサが、検出対象によって反射される反射光を検出することで検出対象の接近を検知する反射型の光電センサとされることにより、補助センサの検出領域を十分に遠方まで設定することができる。また、例えば、可視光や赤外線のレーザーの反射に基づいて検出対象を検出する光電センサを採用することにより、高い指向性を有する検出領域を設定することができて、面状センサの検出領域との不要な重複を抑えることができる。   According to the third aspect, since the auxiliary sensor is a reflective photoelectric sensor that detects the approach of the detection target by detecting the reflected light reflected by the detection target, the detection area of the auxiliary sensor is sufficiently large. It can be set to a distance. Further, for example, by adopting a photoelectric sensor that detects a detection target based on reflection of visible light or infrared laser, it is possible to set a detection region having high directivity, and to detect the detection region of the planar sensor. It is possible to suppress unnecessary duplication of.

本発明の第四の態様は、第一〜第三の何れか1つの態様に記載された流体封入式防振装置において、前記面状センサと前記補助センサが何れも移動可能とされた移動体に設けられているものである。   A fourth aspect of the present invention is the fluid filled type vibration damping device according to any one of the first to third aspects, wherein the planar sensor and the auxiliary sensor are both movable. It is provided in.

第四の態様によれば、移動体に対する検出対象の接近を、移動体の位置に拘らず、面状センサの検出領域と補助センサの検出領域との組み合わせによって検知することができる。   According to the fourth aspect, the approach of the detection target to the moving body can be detected by the combination of the detection area of the planar sensor and the detection area of the auxiliary sensor regardless of the position of the moving body.

本発明の第五の態様は、第一〜第四の何れか1つの態様に記載された流体封入式防振装置において、前記面状センサと前記補助センサの少なくとも一方が、移動可能とされた移動体が接近し得る接近部材に設けられているものである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the fluid filled type vibration damping device according to any one of the first to fourth aspects, at least one of the planar sensor and the auxiliary sensor is movable. It is provided on an approaching member to which a moving body can approach.

第五の態様によれば、たとえば検出対象がロボットアームなどの移動体と壁などの接近部材との間に挟まれるおそれがある場合に、移動体と接近部材の間への検出対象の接近を検知することができる。   According to the fifth aspect, for example, when the detection target is likely to be sandwiched between a moving body such as a robot arm and an approaching member such as a wall, the detection target is approached between the moving body and the approaching member. Can be detected.

本発明によれば、静電容量式の面状センサによって検出対象の接近を面上の全体に亘る広い領域で有効に検知することができる。   According to the present invention, the approach of the detection target can be effectively detected in a wide area over the entire surface by the electrostatic capacitance type planar sensor.

本発明の第一の実施形態としてのセンサ装置を示す斜視図。The perspective view which shows the sensor apparatus as 1st embodiment of this invention. 図1に示すセンサ装置をリンクへの装着状態で示す断面図であって、図3のII−II断面に相当する図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the state where the sensor device shown in FIG. 1 is attached to a link, and a view corresponding to a II-II cross section of FIG. 3. 図2のIII−III断面図。III-III sectional drawing of FIG. 図1に示すセンサ装置が装着されたロボットアームの正面図。FIG. 2 is a front view of a robot arm equipped with the sensor device shown in FIG. 1. 本発明の第二の実施形態としてのセンサ装置を、ロボットアームおよび壁体への装着状態で示す断面図。Sectional drawing which shows the sensor apparatus as 2nd embodiment of this invention in the mounting state to a robot arm and a wall. 本発明の第三の実施形態としてのセンサ装置を、ロボットアームへの装着状態で示す斜視断面図。The perspective sectional view showing the sensor apparatus as a third embodiment of the present invention in the state of being attached to the robot arm. 図1に示すセンサ装置の底面図。The bottom view of the sensor apparatus shown in FIG.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1〜3には、本発明の第一の実施形態としてのセンサ装置10が示されている。センサ装置10は、面状センサ12と補助センサ14を含んで構成されている。   1 to 3 show a sensor device 10 as a first embodiment of the present invention. The sensor device 10 is configured to include a planar sensor 12 and an auxiliary sensor 14.

面状センサ12は、図2,3に細い実線で示すような広い範囲に広がる第一の検出領域16を有するセンサであって、検出対象Aの接近を静電容量の変化に基づいて検知する静電容量式センサとされている。すなわち、人体などの導電体である検出対象Aが、面状センサ12に接近すると、面状センサ12の後述するセンサ電極20と検出対象Aとによってコンデンサが構成される。これにより、センサ電極20に検出用電圧を印加した状態において、面状センサ12に対する検出対象Aの接近に伴って静電容量が大きくなることから、静電容量の変化に基づいて検出対象Aの接近を検知することができる。   The planar sensor 12 is a sensor having a first detection region 16 extending in a wide range as shown by a thin solid line in FIGS. 2 and 3, and detects the approach of the detection target A based on the change in capacitance. It is a capacitance type sensor. That is, when the detection target A, which is a conductor such as a human body, approaches the planar sensor 12, the sensor electrode 20 of the planar sensor 12, which will be described later, and the detection target A form a capacitor. As a result, in the state in which the detection voltage is applied to the sensor electrode 20, the capacitance increases as the detection target A approaches the planar sensor 12, so that the detection target A is detected based on the change in the capacitance. The approach can be detected.

面状センサ12の検出領域である第一の検出領域16は、検出対象Aの進入によって面状センサ12が検出する静電容量が、予め設定された閾値よりも大きくなる領域とされている。図2,3中の細い実線で示した第一の検出領域16の外縁から面状センサ12までの距離は、予め設定される静電容量の閾値などに応じて設定される。静電容量の閾値は、例えば、検出対象Aの接近検知によって検出対象Aと後述するロボットアーム34のリンク36との接触を回避し得る要検知エリア17に基づいて、第一の検出領域16が中央部分において要検知エリア17よりも外側まで広がるように設定される。   The first detection area 16 which is the detection area of the planar sensor 12 is an area where the electrostatic capacitance detected by the planar sensor 12 due to the entry of the detection target A becomes larger than a preset threshold value. The distance from the outer edge of the first detection region 16 shown by the thin solid line in FIGS. 2 and 3 to the planar sensor 12 is set according to a preset threshold value of capacitance or the like. The threshold value of the capacitance is, for example, based on the required detection area 17 that can avoid the contact between the detection target A and the link 36 of the robot arm 34 described later by the detection of the proximity of the detection target A. It is set so as to spread outside the detection required area 17 in the central portion.

また、面状センサ12は、全体として略半円筒状とされており、略半円筒状とされた絶縁体層18の外周面にセンサ電極20が固着されていると共に、内周面に接地電極22が固着された構造を有している。   Further, the planar sensor 12 has a substantially semi-cylindrical shape as a whole, the sensor electrode 20 is fixed to the outer peripheral surface of the substantially semi-cylindrical insulator layer 18, and the ground electrode is provided on the inner peripheral surface. 22 has a fixed structure.

絶縁体層18は、ゴム弾性体や樹脂エラストマなどの絶縁性材料で形成されて、シート状とされている。絶縁体層18は、可撓性を有する柔軟なものとされている。   The insulator layer 18 is formed of an insulating material such as a rubber elastic body or a resin elastomer, and has a sheet shape. The insulator layer 18 is flexible and has flexibility.

センサ電極20は、ゴム弾性体や樹脂エラストマなどの基材に銀粉やカーボンブラックなどの導電性フィラーを混合した導電性ゴム乃至は導電性樹脂、導電性金属箔などで形成されている。センサ電極20は、可撓性を有する柔軟なものとされている。なお、センサ電極20の外周面を覆う保護層を設けて、センサ電極20の劣化を防ぐようにしてもよい。また、緩衝性を有する緩衝層によってセンサ電極20の外周面を覆うことにより、安全性の更なる向上を図ることもできる。   The sensor electrode 20 is formed of a conductive rubber, a conductive resin, a conductive metal foil, or the like in which a base material such as a rubber elastic body or a resin elastomer is mixed with a conductive filler such as silver powder or carbon black. The sensor electrode 20 is flexible and flexible. A protective layer that covers the outer peripheral surface of the sensor electrode 20 may be provided to prevent deterioration of the sensor electrode 20. Further, by covering the outer peripheral surface of the sensor electrode 20 with a buffer layer having a buffer property, it is possible to further improve safety.

接地電極22は、センサ電極20と同様に、可撓性の導電体で形成されており、接地されて大地電位とされている。接地電極22が設けられることにより、後述するように検出対象Aの接近を検出する際に、ノイズが低減されている。   Like the sensor electrode 20, the ground electrode 22 is made of a flexible conductor and is grounded to the ground potential. By providing the ground electrode 22, noise is reduced when the approach of the detection target A is detected, as will be described later.

補助センサ14は、面状センサ12とは異なる検出原理、すなわち静電容量式以外の検出原理に基づいて、検出対象Aの接近を検知するセンサである。補助センサ14は、好適には指向性センサとされる。すなわち、補助センサ14の検出領域である第二の検出領域24は、図2,3に細い実線で示すように、補助センサ14から離れた位置でも大きく広がることなく略直線的に延びていることが望ましい。   The auxiliary sensor 14 is a sensor that detects the approach of the detection target A based on a detection principle different from the planar sensor 12, that is, a detection principle other than the capacitance type. The auxiliary sensor 14 is preferably a directional sensor. That is, the second detection area 24, which is the detection area of the auxiliary sensor 14, must extend substantially linearly without widening even at a position away from the auxiliary sensor 14, as shown by a thin solid line in FIGS. Is desirable.

補助センサ14としては、例えば、検出対象Aによる反射光を検出することで、検出対象Aの接近を検知する反射型の光電センサが、好適に採用される。反射型の光電センサは、例えば、可視光や赤外線などの光線を投射する投光部と、光線の入射を電気信号に変換して検出する受光部とを備えている。そして、反射型の光電センサは、検出対象Aが第二の検出領域24に進入した場合に、投光部から投射された光線が検出対象Aによって反射されて、反射光を受光部が検出することで、検出対象Aの接近を検知する。反射型の光電センサを補助センサ14として採用する場合に、投光部から投射する光線は、指向性に優れたレーザーであることが望ましい。   As the auxiliary sensor 14, for example, a reflective photoelectric sensor that detects the approach of the detection target A by detecting the reflected light from the detection target A is preferably adopted. The reflective photoelectric sensor includes, for example, a light projecting unit that projects light rays such as visible light and infrared rays, and a light receiving unit that converts incident light rays into electric signals and detects the electric signals. In the reflective photoelectric sensor, when the detection target A enters the second detection area 24, the light beam projected from the light projecting unit is reflected by the detection target A, and the light receiving unit detects the reflected light. Thus, the approach of the detection target A is detected. When a reflective photoelectric sensor is used as the auxiliary sensor 14, the light beam projected from the light projecting portion is preferably a laser having excellent directivity.

補助センサ14は、例えば面状センサ12の絶縁体層18に固着されている。具体的には、例えば、面状センサ12においてセンサ電極20の端部に複数の切欠き26が設けられており、補助センサ14が切欠き26の形成部分で露出した絶縁体層18の外周面に固着されている。本実施形態では、複数の補助センサ14が、面状センサ12の周方向の両端部において軸方向で略等間隔に配設されている。更に、複数の補助センサ14が、面状センサ12の軸方向の両端部において周方向で略等間隔に配設されている。   The auxiliary sensor 14 is fixed to the insulator layer 18 of the planar sensor 12, for example. Specifically, for example, in the planar sensor 12, a plurality of cutouts 26 are provided at the ends of the sensor electrodes 20, and the auxiliary sensor 14 is exposed at the portion where the cutouts 26 are formed. Is stuck to. In the present embodiment, the plurality of auxiliary sensors 14 are arranged at substantially equal intervals in the axial direction at both ends of the planar sensor 12 in the circumferential direction. Furthermore, the plurality of auxiliary sensors 14 are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction at both ends of the planar sensor 12 in the axial direction.

このような面状センサ12と補助センサ14を備えるセンサ装置10は、検出対象Aの接近に際して、検出対象Aを検出可能な領域である全体検出領域28を備えている。全体検出領域28は、第一の検出領域16と第二の検出領域24とによって構成された領域とされている。なお、第一の検出領域16と第二の検出領域24は、図2〜4に細線で示した。   The sensor device 10 including the planar sensor 12 and the auxiliary sensor 14 includes the entire detection region 28 that is a region in which the detection target A can be detected when the detection target A approaches. The entire detection area 28 is an area formed by the first detection area 16 and the second detection area 24. The first detection area 16 and the second detection area 24 are indicated by thin lines in FIGS.

第一の検出領域16は、面状センサ12の外周面から外周側へ広がって周方向に延びる略半円筒状とされている。第一の検出領域16は、周方向の両端部および軸方向の両端部において面状センサ12の表面からの距離が短くなっている。すなわち、面状センサ12の端部に近い位置では、検出対象Aとセンサ電極20によって構成されるコンデンサの面積が小さくなることから、当該コンデンサの静電容量が小さくなる。換言すれば、面状センサ12は、静電容量の検出レベルが、端部において中央部分よりも小さくなる。面状センサ12は、当該コンデンサの静電容量が予め設定された閾値を超えた場合に検出対象Aの接近を検知することから、当該閾値によって設定される第一の検出領域16は、面状センサ12の端部付近において、面状センサ12からの距離が近くなって、狭くなっている。   The first detection region 16 has a substantially semi-cylindrical shape that extends from the outer peripheral surface of the planar sensor 12 to the outer peripheral side and extends in the circumferential direction. The first detection region 16 has a short distance from the surface of the planar sensor 12 at both ends in the circumferential direction and both ends in the axial direction. That is, at a position close to the end of the planar sensor 12, the area of the capacitor constituted by the detection target A and the sensor electrode 20 becomes small, so that the capacitance of the capacitor becomes small. In other words, the planar sensor 12 has a smaller electrostatic capacitance detection level at the end portion than at the central portion. Since the planar sensor 12 detects the approach of the detection target A when the capacitance of the capacitor exceeds a preset threshold value, the first detection region 16 set by the threshold value is a planar state. In the vicinity of the end of the sensor 12, the distance from the planar sensor 12 becomes short and narrows.

このように、第一の検出領域16が面状センサ12の端部付近で狭くなっていることにより、面状センサ12の端部付近では、第一の検出領域16が要検知エリア17よりも狭くなっており、面状センサ12の不感エリア32が形成されている。要検知エリア17は、図2,3中の1点鎖線で示すように、検出対象Aの接近を検知すべき領域であって、例えば、検出対象Aの要検知エリア17への進入を速やかに検出することで、検出対象Aと後述するロボットアーム34のリンク36との接触を安全に回避できるように設定される。本実施形態の要検知エリア17は、リンク36に装着された面状センサ12から略一定の距離で設定されている。   Thus, the first detection region 16 is narrower near the end of the planar sensor 12, so that the first detection region 16 is closer to the detection-needed area 17 near the end of the planar sensor 12. The area is narrow and the dead area 32 of the planar sensor 12 is formed. The detection-needed area 17 is an area in which the approach of the detection target A should be detected, as indicated by the alternate long and short dash line in FIGS. By detecting, the contact between the detection target A and the link 36 of the robot arm 34 described later can be safely avoided. The detection required area 17 of the present embodiment is set at a substantially constant distance from the planar sensor 12 attached to the link 36.

不感エリア32は、図2,3に薄墨で着色して示されており、検出対象Aの接近を検知すべき要検知エリア17内に位置して、且つ面状センサ12では検出不可能な領域である。なお、第一の検出領域16は、中間部分が要検知エリア17と同じか要検知エリア17よりも外側まで広がっている。それ故、不感エリア32をなくすように第一の検出領域16を広げると、第一の検出領域16の中間部分が要検知エリア17に対して大きく外側へ広がって、遠距離に位置する検出対象Aを不必要に検出するおそれがある。   The dead area 32 is shown in FIGS. 2 and 3 by being colored in light black, and is located in the detection required area 17 where the approach of the detection target A should be detected, and cannot be detected by the planar sensor 12. Is. The first detection region 16 has an intermediate portion that is the same as the detection required area 17 or extends outside the detection required area 17. Therefore, when the first detection area 16 is widened so as to eliminate the dead area 32, the intermediate portion of the first detection area 16 largely expands outward with respect to the detection required area 17, and the detection target located at a long distance. A may be unnecessarily detected.

第二の検出領域24は、面状センサ12の径方向で外周へ向けて延びている。補助センサ14は指向性センサであることから、第二の検出領域24が略直線的に延びている。補助センサ14が面状センサ12の端部に配されていることから、第二の検出領域24は、面状センサ12の不感エリア32を含んでいる。なお、図2,3に示すように、第二の検出領域24は、面状センサ12の不感エリア32の全体を含むものではないが、不感エリア32において第二の検出領域24に含まれない領域が、十分に狭くなっている。好適には、検出対象Aが、第一の検出領域16と第二の検出領域24の何れかへ進入せずには、不感エリア32へ進入できないようになっている。   The second detection region 24 extends toward the outer circumference in the radial direction of the planar sensor 12. Since the auxiliary sensor 14 is a directional sensor, the second detection region 24 extends substantially linearly. Since the auxiliary sensor 14 is arranged at the end of the planar sensor 12, the second detection region 24 includes the dead area 32 of the planar sensor 12. As shown in FIGS. 2 and 3, the second detection area 24 does not include the entire dead area 32 of the planar sensor 12, but is not included in the second detection area 24 in the dead area 32. The area is narrow enough. Preferably, the detection target A cannot enter the dead area 32 without entering either the first detection area 16 or the second detection area 24.

センサ装置10は、図4にも示すように、ロボットアーム34を構成する移動体としてのリンク36に取り付けられる。ロボットアーム34は、リンク36を含む複数のリンクが関節部によって相対変位可能に接続された構造を有しており、自動制御によってリンク36が移動可能とされている。そして、接地電極22がリンク36の表面に重ね合わされて固定されることにより、センサ装置10の面状センサ12と補助センサ14の両方が、ロボットアーム34に取り付けられる。センサ装置10は、リンク36に対して、取外し可能に取り付けられることが望ましい。例えば、粘着テープや面ファスナ、接地電極22とリンク36の重ね合わせ面に設けられた凹凸による嵌合などによって、センサ装置10をリンク36に取外し可能な態様で装着することができる。   As shown in FIG. 4, the sensor device 10 is attached to a link 36 as a moving body that constitutes the robot arm 34. The robot arm 34 has a structure in which a plurality of links including a link 36 are connected by a joint so as to be relatively displaceable, and the links 36 are movable by automatic control. Then, the ground electrode 22 is superimposed and fixed on the surface of the link 36, so that both the planar sensor 12 and the auxiliary sensor 14 of the sensor device 10 are attached to the robot arm 34. The sensor device 10 is preferably removably attached to the link 36. For example, the sensor device 10 can be detachably attached to the link 36 by means of an adhesive tape, a surface fastener, fitting by the unevenness provided on the overlapping surface of the ground electrode 22 and the link 36, or the like.

センサ装置10がロボットアーム34のリンク36に装着されることにより、略円柱状とされたリンク36の外周にセンサ装置10の全体検出領域28が設定される。これにより、リンク36に対する検出対象Aの接近が、センサ装置10によって検知される。   By mounting the sensor device 10 on the link 36 of the robot arm 34, the entire detection area 28 of the sensor device 10 is set on the outer periphery of the link 36 which is substantially cylindrical. As a result, the approach of the detection target A to the link 36 is detected by the sensor device 10.

検出対象Aは、特に限定されないが、例えば、ロボットアーム34の近くで作業を行う人(作業者)とされる。そして、検出対象Aがセンサ装置10の全体検出領域28へ進入して、検出対象Aの接近がセンサ装置10によって検知されると、センサ装置10に接続された図示しない制御装置がロボットアーム34を緊急停止させるようになっている。もっとも、センサ装置10が検出対象Aの接近を検知した場合の対応は、特に限定されるものではない。具体的には、例えば、ロボットアーム34の移動速度を低減したり、ロボットアーム34の移動方向を検出対象Aから離れるように変更するといったロボットアーム34の制御であってもよいし、検出対象Aが作業者の場合には、検出対象Aに対して音や光などで接近を報知するといった対応をすることもできる。   The detection target A is not particularly limited, but is, for example, a person (worker) who works near the robot arm 34. When the detection target A enters the entire detection region 28 of the sensor device 10 and the approach of the detection target A is detected by the sensor device 10, a control device (not shown) connected to the sensor device 10 moves the robot arm 34. It is supposed to be an emergency stop. However, the response when the sensor device 10 detects the approach of the detection target A is not particularly limited. Specifically, for example, it may be control of the robot arm 34 such that the moving speed of the robot arm 34 is reduced or the moving direction of the robot arm 34 is changed so as to move away from the detection target A. If the worker is a worker, it is possible to respond to the detection target A by notifying the approach by sound or light.

このように、ロボットアーム34のリンク36にセンサ装置10を装着すれば、センサ装置10によって検出対象Aの接近を検知できることから、リンク36と検出対象Aの接触を防ぐことができる。   As described above, when the sensor device 10 is attached to the link 36 of the robot arm 34, the approach of the detection target A can be detected by the sensor device 10, and thus the contact between the link 36 and the detection target A can be prevented.

センサ装置10は、面状センサ12を備えることから、検出対象Aの接近を面状センサ12の広い第一の検出領域16によって、広範囲で網羅的に検知することが可能である。しかも、面状センサ12が静電容量式とされていることから、検出対象Aの接近を精度よく検知することができる。   Since the sensor device 10 includes the planar sensor 12, it is possible to comprehensively detect the approach of the detection target A in a wide range by the wide first detection region 16 of the planar sensor 12. Moreover, since the planar sensor 12 is of the electrostatic capacitance type, the approach of the detection target A can be accurately detected.

面状センサ12の端部に近い位置では、検出可能距離が短くなって、不感エリア32が形成されるが、第二の検出領域24が、面状センサ12の端部による不感エリア32に広がっている。それ故、センサ装置10が設けられた全体において、検出対象Aの接近を、リンク36の外周面から略一定の距離で検知することができる。従って、検出対象Aが面状センサ12の端部において、より近い位置まで検出されないということがなく、十分に離れた位置での検出が可能となることで、検出対象Aとリンク36の接触が回避されて、安全性の向上が図られる。   At the position close to the end of the planar sensor 12, the detectable distance is shortened to form the dead area 32, but the second detection region 24 spreads to the dead area 32 due to the end of the planar sensor 12. ing. Therefore, in the whole where the sensor device 10 is provided, the approach of the detection target A can be detected at a substantially constant distance from the outer peripheral surface of the link 36. Therefore, the detection target A is not detected at a position closer to the end of the planar sensor 12, and the detection target A can be detected at a sufficiently distant position, so that the detection target A and the link 36 are brought into contact with each other. It is avoided and the safety is improved.

しかも、このような全域に亘って要検知エリア17での検出を可能とされた全体検出領域28は、第一の検出領域16を拡張することなく実現される。すなわち、第一の検出領域16を広くして、不感エリア32が要検知エリア17の内側に形成されないようにもできるが、その場合には、中間部分の第一の検出領域16が不必要に広くなってしまう。しかし、本実施形態のセンサ装置10は、面状センサ12の不感エリア32は要検知エリア17の内側に形成されており、不感エリア32を第二の検出領域24によってカバーしている。それ故、第一の検出領域16の中間部分が不必要に広くなるのを防ぐことができる。その結果、面状センサ12の検出精度の向上や低コスト化などが図られ得る。   Moreover, the entire detection area 28 that is capable of being detected in the detection area 17 over such an entire area is realized without expanding the first detection area 16. That is, the first detection area 16 can be widened so that the dead area 32 is not formed inside the detection area 17, but in that case, the first detection area 16 in the middle portion becomes unnecessary. It becomes wide. However, in the sensor device 10 of the present embodiment, the dead area 32 of the planar sensor 12 is formed inside the detection required area 17, and the dead area 32 is covered by the second detection area 24. Therefore, it is possible to prevent the intermediate portion of the first detection region 16 from becoming unnecessarily wide. As a result, the detection accuracy of the planar sensor 12 can be improved and the cost can be reduced.

センサ装置10は、補助センサ14が面状センサ12とは異なる検出原理のセンサとされていることから、面状センサ12と補助センサ14の両方が静電容量式センサとされている場合に比して、面状センサ12と補助センサ14の干渉が防止される。それ故、検出精度の向上が図られる。   In the sensor device 10, since the auxiliary sensor 14 is a sensor having a detection principle different from that of the planar sensor 12, the sensor device 10 is compared with the case where both the planar sensor 12 and the auxiliary sensor 14 are capacitive sensors. Thus, the interference between the planar sensor 12 and the auxiliary sensor 14 is prevented. Therefore, the detection accuracy can be improved.

本実施形態では、面状センサ12と補助センサ14の両方がリンク36に取り付けられることから、リンク36の位置や向きに拘らず、リンク36の周囲に略一定の全体検出領域28が設定される。それ故、センサ装置10によれば、リンク36の移動による検出性能の変化がなく、検出対象Aの接近を安定して検知することができる。特に、面状センサ12と補助センサ14の検出原理が異なることで、相互に近い位置に配しても検出時に干渉しないことから、面状センサ12と補助センサ14の両方をリンク36に装着しても、検出対象Aを有効に検出することができる。   In the present embodiment, since both the planar sensor 12 and the auxiliary sensor 14 are attached to the link 36, a substantially constant entire detection area 28 is set around the link 36 regardless of the position or orientation of the link 36. .. Therefore, according to the sensor device 10, the detection performance does not change due to the movement of the link 36, and the approach of the detection target A can be stably detected. In particular, since the detection principles of the planar sensor 12 and the auxiliary sensor 14 are different, they do not interfere with each other even when they are arranged close to each other. Therefore, both the planar sensor 12 and the auxiliary sensor 14 are attached to the link 36. However, the detection target A can be effectively detected.

図5には、本発明の第二の実施形態としてのセンサ装置40を示す。センサ装置40は、ロボットアーム34を構成するリンク36に装着される面状センサ12と、接近部材である壁体42に装着される補助センサ14とを、備えている。以下の説明において、第一の実施形態と実質的に同一の部材および部位については、図中に同一の符号を付して、説明を省略する。   FIG. 5 shows a sensor device 40 as a second embodiment of the present invention. The sensor device 40 includes the planar sensor 12 mounted on the link 36 forming the robot arm 34, and the auxiliary sensor 14 mounted on the wall 42 that is an approaching member. In the following description, members and parts that are substantially the same as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals in the drawings, and description thereof is omitted.

本実施形態のセンサ装置40は、ロボットアーム34のリンク36が壁体42に接近した図5の状態において、リンク36と壁体42の間に検出対象Aが入り込んだ場合に、第一の検出領域16と、第二の検出領域24とによって、検出対象Aを検出するものである。なお、第一の検出領域16と第二の検出領域24は、図5に細い実線で示した。   The sensor device 40 of the present embodiment performs the first detection when the detection target A enters between the link 36 and the wall body 42 in the state of FIG. 5 in which the link 36 of the robot arm 34 approaches the wall body 42. The detection target A is detected by the area 16 and the second detection area 24. The first detection area 16 and the second detection area 24 are indicated by thin solid lines in FIG.

壁体42は、移動不能に設けられており、リンク36が検出対象Aを挟み得る程度まで接近する位置に配されている。そして、壁体42におけるリンク36が接近する部分に、補助センサ14が設けられている。補助センサ14は、リンク36が壁体42に接近する際に、リンク36に装着された第一の検出領域16が及ばない不感エリア32(図5中に薄墨で示す領域)をカバーする第二の検出領域24を有している。なお、本実施形態において、補助センサ14が壁体42に取り付けられることから、ロボットアーム34のリンク36には、面状センサ12が取り付けられていると共に、補助センサ14は取り付けられていない。さらに、面状センサ12のセンサ電極20は、前記実施形態の切欠き26を備えていない。   The wall 42 is immovably provided, and is arranged at a position where the link 36 is close enough to sandwich the detection target A. Then, the auxiliary sensor 14 is provided at a portion of the wall 42 that the link 36 approaches. When the link 36 approaches the wall 42, the auxiliary sensor 14 covers the dead area 32 (area indicated by thin ink in FIG. 5) that the first detection area 16 attached to the link 36 does not reach. Has a detection area 24. In this embodiment, since the auxiliary sensor 14 is attached to the wall 42, the planar sensor 12 is attached to the link 36 of the robot arm 34, but the auxiliary sensor 14 is not attached. Furthermore, the sensor electrode 20 of the planar sensor 12 does not include the notch 26 of the above embodiment.

このような本実施形態に従うセンサ装置40によれば、ロボットアーム34のリンク36が壁体42に接近する際に、それらリンク36と壁体42の間に作業者などの検出対象Aが進入していないかどうかを検出することができる。それ故、検出対象Aがロボットアーム34のリンク36と壁体42との間に挟まれるのを防ぐことができる。   According to the sensor device 40 according to the present embodiment as described above, when the link 36 of the robot arm 34 approaches the wall 42, the detection target A such as an operator enters between the link 36 and the wall 42. It can detect if not. Therefore, the detection target A can be prevented from being caught between the link 36 of the robot arm 34 and the wall 42.

特に、ロボットアーム34が壁体42に接近した状態において、壁体42に装着される第二の検出領域24が、ロボットアーム34に装着される補助センサ14の端部による不感エリア32に広がっている。それ故、検出対象Aが不感エリア32に進入しても、検出対象Aが補助センサ14によって検出される。   In particular, when the robot arm 34 is close to the wall 42, the second detection area 24 attached to the wall 42 spreads to the dead area 32 due to the end of the auxiliary sensor 14 attached to the robot arm 34. There is. Therefore, even if the detection target A enters the blind area 32, the detection target A is detected by the auxiliary sensor 14.

リンク36を備えるロボットアーム34は、自動制御によって予め設定された移動パターンで移動せしめられるようになっている。これにより、リンク36は、所定の位置と向きで壁体42に接近するようになっており、リンク36が壁体42に接近する際に、補助センサ14の不感エリア32が、第二の検出領域24によってカバーされる。   The robot arm 34 provided with the link 36 can be moved by a preset movement pattern by automatic control. As a result, the link 36 approaches the wall 42 at a predetermined position and orientation, and when the link 36 approaches the wall 42, the dead area 32 of the auxiliary sensor 14 causes the second detection. Covered by area 24.

補助センサ14による第二の検出領域24への検出対象Aの侵入の検出機能は、例えばロボットアーム34(リンク36)の壁体42への接近を条件としてONとし、ロボットアーム34の壁体42からの離隔状態ではOFFとなるように制御することが望ましい。このような構成は、例えばロボットの作業プログラムによって予め設定されたロボットアーム34のリンク36の移動パターンを考慮して、リンク36が壁体42に接近する時間帯だけ、補助センサ14による検出信号を有効にすることで実現できる。或いは、リンク36の壁体42への接近を検出するセンサを、面状センサ12を利用して又は別途のセンサ等を用いて構成し、リンク36の壁体42への接近状態の検出条件下で補助センサ14による検出信号を有効にしても良い。   The detection function of the intrusion of the detection target A into the second detection area 24 by the auxiliary sensor 14 is turned on, for example, when the robot arm 34 (link 36) approaches the wall body 42, and the wall body 42 of the robot arm 34 is turned on. It is desirable to control so that it is turned off in the state of being separated from. With such a configuration, for example, in consideration of the movement pattern of the link 36 of the robot arm 34 preset by the work program of the robot, the detection signal from the auxiliary sensor 14 is output only during the time when the link 36 approaches the wall 42. It can be realized by enabling it. Alternatively, the sensor for detecting the approach of the link 36 to the wall 42 is configured by using the planar sensor 12 or another sensor, and the detection condition of the approach state of the link 36 to the wall 42 is used. Alternatively, the detection signal from the auxiliary sensor 14 may be validated.

なお、接近部材は、本実施形態において例示した壁体42に限定されない。例えば、接近部材は、壁体42のような移動しない物に限定されず、別のロボットアームなどであってもよい。   The approaching member is not limited to the wall body 42 exemplified in this embodiment. For example, the approaching member is not limited to an immovable object such as the wall 42, and may be another robot arm or the like.

また、面状センサ12と補助センサ14の両方を壁体42に設けることも可能である。もっとも、面状センサ12と補助センサ14の何れかをリンク36に設けることにより、リンク36が壁体42から近い位置にある場合だけでなく、リンク36が壁体42から遠い位置にある場合にも、リンク36に対する検出対象Aの接近を検知することが可能になる。   It is also possible to provide both the surface sensor 12 and the auxiliary sensor 14 on the wall 42. However, by providing either the planar sensor 12 or the auxiliary sensor 14 on the link 36, not only when the link 36 is located near the wall 42, but also when the link 36 is located far from the wall 42, Also, it is possible to detect the approach of the detection target A to the link 36.

図6には、本発明の第三の実施形態としてのセンサ装置50を示す。センサ装置50は、移動体としてのロボットアーム52の末端部分に装着されている。より具体的には、センサ装置50は、ロボットアーム52のセンサ装着体54に取り付けられている。   FIG. 6 shows a sensor device 50 as a third embodiment of the present invention. The sensor device 50 is attached to the end portion of a robot arm 52 as a moving body. More specifically, the sensor device 50 is attached to the sensor mounting body 54 of the robot arm 52.

センサ装着体54は、ロボットアーム52のエンドエフェクタ56を含む末端部分の外周側を取り囲むように設けられており、ロボットアーム52に対して径方向で連結されている。なお、センサ装着体54の先端部分および基端部分は、略筒状とされたセンサ装着体54の軸方向(図6中の上下方向)の外側へ行くに従って内周へ傾斜する湾曲形状とされている。また、エンドエフェクタ56の先端部分は、センサ装着体54の下側開口58から先端側へ突出して外部に露出している。このセンサ装着体54に対して、面状センサ12と補助センサ14とを含んで構成されたセンサ装置50が取り付けられている。   The sensor mounting body 54 is provided so as to surround the outer peripheral side of the end portion including the end effector 56 of the robot arm 52, and is connected to the robot arm 52 in the radial direction. The distal end portion and the proximal end portion of the sensor mounting body 54 are formed in a curved shape that inclines toward the inner circumference as going outward in the axial direction (vertical direction in FIG. 6) of the sensor mounting body 54, which has a substantially cylindrical shape. ing. The tip portion of the end effector 56 projects from the lower opening 58 of the sensor mounting body 54 to the tip side and is exposed to the outside. A sensor device 50 including the planar sensor 12 and the auxiliary sensor 14 is attached to the sensor mounting body 54.

センサ装着体54の外周面には、面状センサ12が重ね合わされた状態で取り付けられている。これにより、図6に細い実線で示す第一の検出領域16が形成される。第一の検出領域16は、センサ装着体54の外周側および先端側に広がっている。第一の検出領域16は、ロボットアーム52のエンドエフェクタ56よりも先端側まで広がっている。   The planar sensor 12 is attached to the outer peripheral surface of the sensor mounting body 54 in a state of being overlapped. As a result, the first detection region 16 shown by the thin solid line in FIG. 6 is formed. The first detection region 16 extends to the outer peripheral side and the tip side of the sensor mounting body 54. The first detection region 16 extends to the tip side of the end effector 56 of the robot arm 52.

センサ装着体54の先端部分には、複数の補助センサ14が取り付けられている。図7に示すように、補助センサ14はセンサ装着体54の下側開口58の周縁部分に設けられており、複数の補助センサ14が周方向に分散して設けられている。第二の検出領域24は、図6に細い実線で示すように、先端側に向けて延びており、ロボットアーム52のエンドエフェクタ56よりも先端側まで広がっている。   A plurality of auxiliary sensors 14 are attached to the tip of the sensor mounting body 54. As shown in FIG. 7, the auxiliary sensor 14 is provided in the peripheral portion of the lower opening 58 of the sensor mounting body 54, and a plurality of auxiliary sensors 14 are provided dispersed in the circumferential direction. As shown by the thin solid line in FIG. 6, the second detection region 24 extends toward the tip side and extends beyond the end effector 56 of the robot arm 52 to the tip side.

第二の検出領域24は、図6に細線で示すように、面状センサ12の不感エリア32(図6中の薄墨で示す領域)を含んで設定されている。すなわち、第一の検出領域16は、先端側(センサ装着体54の下側開口58側の端部)において狭くなっており、先端側に環状の不感エリア32が形成されている。そして、複数の第二の検出領域24が、不感エリア32を含んで先端側へ延びるように設定されている。複数の第二の検出領域24は、不感エリア32の全体をカバーする必要はなく、不感エリア32へ進入した検出対象Aを有効に検出可能となるように設定されていればよい。   The second detection area 24 is set to include the dead area 32 of the planar sensor 12 (area indicated by a thin black line in FIG. 6) as shown by a thin line in FIG. That is, the first detection region 16 is narrowed on the tip side (the end portion on the lower opening 58 side of the sensor mounting body 54), and the annular dead area 32 is formed on the tip side. Then, the plurality of second detection regions 24 are set to extend toward the tip side including the dead area 32. The plurality of second detection areas 24 need not cover the entire dead area 32, and may be set so that the detection target A that has entered the dead area 32 can be effectively detected.

このような本実施形態に従うセンサ装置50によれば、ロボットアーム52に対して外周側から接近する検出対象Aだけでなく、ロボットアーム52に対して先端側から接近する検出対象Aも検出することができる。特に、静電容量式の面状センサ12によって検出対象Aが広い範囲で検出されて、検出対象Aがロボットアーム52に対して先端側から接近する場合だけでなく、外周側から接近する際にも、検出対象Aが面状センサ12によって検出される。   According to the sensor device 50 according to the present embodiment as described above, not only the detection target A approaching the robot arm 52 from the outer peripheral side but also the detection target A approaching the robot arm 52 from the tip side is detected. You can Particularly, when the detection target A is detected in a wide range by the electrostatic capacitance type planar sensor 12 and the detection target A approaches the robot arm 52 from the distal end side, the detection target A approaches from the outer peripheral side. Also, the detection target A is detected by the planar sensor 12.

さらに、面状センサ12の先端側の端部による不感エリア32が、複数の第二の検出領域24によってカバーされることから、特に検出対象Aがロボットアーム52に対して先端側から接近する際に、面状センサ12と補助センサ14によって、検出対象Aを十分に離れた位置で検出することができる。   Further, since the dead area 32 due to the tip end of the planar sensor 12 is covered by the plurality of second detection areas 24, particularly when the detection target A approaches the robot arm 52 from the tip side. In addition, the detection target A can be detected at a sufficiently distant position by the planar sensor 12 and the auxiliary sensor 14.

なお、面状センサ12の不感エリア32は、基端側の端部によっても形成されることから、補助センサ14をセンサ装着体54の基端側の端部に設けて、基端側の不感エリア32を第二の検出領域24によってカバーすることもできる。   Since the dead area 32 of the planar sensor 12 is also formed by the end portion on the base end side, the auxiliary sensor 14 is provided on the end portion on the base end side of the sensor mounting body 54, and the dead area on the base end side is not provided. The area 32 can also be covered by the second detection area 24.

以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、面状センサは、半筒状に限定されるものではなく、例えば、平板状であってもよいし、略円筒状であってもよい。面状センサが周方向端部のない円筒状とされる場合には、補助センサは面状センサの軸方向端部に形成される検出空白領域をカバーするように配置される。   Although the embodiments of the present invention have been described above in detail, the present invention is not limited to the specific descriptions. For example, the planar sensor is not limited to the semi-cylindrical shape, and may be, for example, a flat plate shape or a substantially cylindrical shape. In the case where the planar sensor has a cylindrical shape with no circumferential end, the auxiliary sensor is arranged so as to cover the detection blank area formed at the axial end of the planar sensor.

センサの装着対象は、ロボットアームに限定されない。具体的には、例えば、センサの装着対象は作業者の衣服などであってもよく、作業者が衣服の腕部にセンサ装置を装着することで、接触のおそれがある他部材(ロボットアームや壁体など)に対する腕の接近が、センサ装置によって検知される。   The sensor attachment target is not limited to the robot arm. Specifically, for example, the sensor may be worn on a worker's clothes, and when the worker wears the sensor device on the arm of the clothes, another member (such as a robot arm or The approach of the arm to a wall or the like) is detected by the sensor device.

補助センサの検出原理は、面状センサと異なっていれば、特に限定されるものではなく、補助センサは、静電容量式センサ以外であれば、反射型の光電センサに限定されない。具体的には、例えば、電磁波や超音波などによって検出対象を検出する補助センサを採用することもできる。さらに、例えば、カメラによって取得された画像乃至は映像に基づいて、画像処理によって検出対象を検出することによっても、補助センサを構成することができる。このような画像処理による検出では、補助センサを構成するカメラは、検出対象と、検出対象の接近を防ぐべき移動体や接近部材との何れにも取り付けられず、例えば天井などに取り付けられ得る。   The detection principle of the auxiliary sensor is not particularly limited as long as it is different from the planar sensor, and the auxiliary sensor is not limited to the reflection type photoelectric sensor as long as it is other than the capacitance type sensor. Specifically, for example, an auxiliary sensor that detects a detection target by electromagnetic waves or ultrasonic waves can be used. Further, for example, the auxiliary sensor can also be configured by detecting the detection target by image processing based on the image or video captured by the camera. In the detection by such image processing, the camera that constitutes the auxiliary sensor may be attached to, for example, the ceiling or the like, not attached to either the detection target or the moving body or the approaching member that should prevent the detection target from approaching.

また、前記実施形態において、例えば、リンク36が大地電位になるように接地される場合には、接地電極22は省略することができる。さらに、リンク36が絶縁体であれば、絶縁体層18を省略することができる。更にまた、絶縁体層18と接地電極22の間に更にアクティブガード電極を設けることで、第一の検出領域16をより遠方まで広がるように設定することもできる。アクティブガード電極は、センサ電極20と同様の導電体であって、センサ電極20に印加される検出用電圧と同位相の電圧が印加される。アクティブガード電極に印加される電圧は、センサ電極20に印加される電圧と同一の位相および振幅を有する同波形の電圧であることが望ましい。また、アクティブガード電極を設ける場合には、アクティブガード電極と接地電極22との間は、電気的に絶縁される。   Further, in the above-described embodiment, for example, when the link 36 is grounded so as to have the ground potential, the ground electrode 22 can be omitted. Further, if the link 36 is an insulator, the insulator layer 18 can be omitted. Furthermore, by further providing an active guard electrode between the insulator layer 18 and the ground electrode 22, it is possible to set the first detection region 16 so as to extend to a further distance. The active guard electrode is a conductor similar to the sensor electrode 20, and a voltage having the same phase as the detection voltage applied to the sensor electrode 20 is applied. The voltage applied to the active guard electrode is preferably a voltage of the same waveform having the same phase and amplitude as the voltage applied to the sensor electrode 20. Further, when the active guard electrode is provided, the active guard electrode and the ground electrode 22 are electrically insulated.

また、面状センサ12を構成する絶縁体層18やセンサ電極20,接地電極22は、前記実施形態のように可撓性や変形容易性を有するものに限定されず、硬質部材等であっても良い。即ち、前記実施形態では、面状センサ12の構成部材が可撓性を有する柔軟な材質とされることで、例えばロボットアーム34のリンク36などの装着面に沿った形状に応じて変形させることで各種の装着面へ容易に対応させたり製造上の寸法誤差の許容範囲を大きくすることができる等という利点がある。一方、例えば装着対象物のサイズや形状等がある程度定まっているような場合や、装着対象物毎に個別設計するような場合等には、面状センサ12の構成部材を、可撓性をもたない部材で形成して適合精度の向上等を図ることも可能である。   Further, the insulator layer 18, the sensor electrode 20, and the ground electrode 22 that form the planar sensor 12 are not limited to those having flexibility and deformability as in the above-described embodiment, but may be hard members or the like. Is also good. That is, in the above-described embodiment, the constituent members of the planar sensor 12 are made of a flexible material so that the planar sensor 12 can be deformed in accordance with the shape of the link 36 of the robot arm 34 along the mounting surface. Thus, there are advantages that it can be easily applied to various mounting surfaces, and that the allowable range of dimensional error in manufacturing can be increased. On the other hand, for example, when the size or shape of the mounting target is fixed to some extent, or when the mounting target is individually designed, the constituent members of the planar sensor 12 are not flexible. It is also possible to improve the matching accuracy by forming it with a non-reinforcing member.

10,40,50:センサ装置、12:面状センサ、14:補助センサ、16:第一の検出領域(面状センサの検出領域)、24:第二の検出領域(補助センサの検出領域)、32:不感エリア、36:リンク(移動体)、42:壁体(接近部材)、52:ロボットアーム(移動体)、A:検出対象 10, 40, 50: Sensor device, 12: Planar sensor, 14: Auxiliary sensor, 16: First detection area (detection area of planar sensor), 24: Second detection area (detection area of auxiliary sensor) , 32: dead area, 36: link (moving body), 42: wall body (approaching member), 52: robot arm (moving body), A: detection target

本発明の第四の態様は、第一〜第三の何れか1つの態様に記載されたセンサ装置において、前記面状センサと前記補助センサが何れも移動可能とされた移動体に設けられているものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the sensor device according to any one of the first to third aspects, the planar sensor and the auxiliary sensor are both provided on a movable body that is movable. There is something.

本発明の第五の態様は、第一〜第四の何れか1つの態様に記載されたセンサ装置において、前記面状センサと前記補助センサの少なくとも一方が、移動可能とされた移動体が接近し得る接近部材に設けられているものである。 A fifth aspect of the present invention is the sensor device according to any one of the first to fourth aspects, in which at least one of the planar sensor and the auxiliary sensor is moved by a movable body that is movable. Is provided on the possible access member.

本発明の第一の実施形態としてのセンサ装置を示す斜視図。The perspective view which shows the sensor apparatus as 1st embodiment of this invention. 図1に示すセンサ装置をリンクへの装着状態で示す断面図であって、図3のII−II断面に相当する図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the state where the sensor device shown in FIG. 1 is attached to a link, and a view corresponding to a II-II cross section of FIG. 図2のIII−III断面図。III-III sectional drawing of FIG. 図1に示すセンサ装置が装着されたロボットアームの正面図。FIG. 2 is a front view of a robot arm equipped with the sensor device shown in FIG. 1. 本発明の第二の実施形態としてのセンサ装置を、ロボットアームおよび壁体への装着状態で示す断面図。Sectional drawing which shows the sensor apparatus as 2nd embodiment of this invention in the mounting state to a robot arm and a wall. 本発明の第三の実施形態としてのセンサ装置を、ロボットアームへの装着状態で示す斜視断面図。The perspective sectional view showing the sensor apparatus as a third embodiment of the present invention in the state of being attached to the robot arm. に示すセンサ装置の底面図。Bottom view of the sensor device shown in FIG.

このような面状センサ12と補助センサ14を備えるセンサ装置10は、検出対象Aの接近に際して、検出対象Aを検出可能な領域である全体検出領域28を備えている。全体検出領域28は、第一の検出領域16と第二の検出領域24とによって構成された領域とされている。なお、第一の検出領域16と第二の検出領域24は、図2,3に細線で示した。 The sensor device 10 including the planar sensor 12 and the auxiliary sensor 14 includes the entire detection region 28 that is a region in which the detection target A can be detected when the detection target A approaches. The entire detection area 28 is an area formed by the first detection area 16 and the second detection area 24. Note that the first detection area 16 a second detection region 24 is indicated by a thin line in FIG. 2, 3.

特に、ロボットアーム34が壁体42に接近した状態において、壁体42に装着される第二の検出領域24が、ロボットアーム34に装着される面状センサ1の端部による不感エリア32に広がっている。それ故、検出対象Aが不感エリア32に進入しても、検出対象Aが補助センサ14によって検出される。 In particular, in a state in which the robot arm 34 approaches the wall 42, the second detection region 24 to be attached to the wall 42, the dead area 32 by the end of the surface sensors 1 2 to be mounted to the robot arm 34 It has spread. Therefore, even if the detection target A enters the blind area 32, the detection target A is detected by the auxiliary sensor 14.

リンク36を備えるロボットアーム34は、自動制御によって予め設定された移動パターンで移動せしめられるようになっている。これにより、リンク36は、所定の位置と向きで壁体42に接近するようになっており、リンク36が壁体42に接近する際に、面状センサ1の不感エリア32が、第二の検出領域24によってカバーされる。 The robot arm 34 provided with the link 36 can be moved by a preset movement pattern by automatic control. Thus, the link 36 is adapted to approach the wall 42 at a predetermined position and orientation, when the link 36 approaches the wall 42, the play area 32 of the surface sensors 1 2, the second Of the detection area 24.

Claims (5)

静電容量式の面状センサを備えるセンサ装置であって、
前記面状センサとは検出原理が異なる補助センサを備えており、
該補助センサの検出領域が該面状センサの端部による不感エリアを含んでいることを特徴とするセンサ装置。
A sensor device comprising a capacitance type planar sensor,
Equipped with an auxiliary sensor whose detection principle is different from that of the planar sensor,
A sensor device, wherein a detection area of the auxiliary sensor includes a dead area due to an end portion of the planar sensor.
前記補助センサが指向性センサとされている請求項1に記載のセンサ装置。   The sensor device according to claim 1, wherein the auxiliary sensor is a directional sensor. 前記補助センサが反射型の光電センサとされている請求項2に記載のセンサ装置。   The sensor device according to claim 2, wherein the auxiliary sensor is a reflective photoelectric sensor. 前記面状センサと前記補助センサが何れも自動制御により移動せしめられる移動体に設けられている請求項1〜3の何れか一項に記載のセンサ装置。   The sensor device according to any one of claims 1 to 3, wherein both the planar sensor and the auxiliary sensor are provided on a moving body that is moved by automatic control. 前記面状センサと前記補助センサの少なくとも一方が、予め設定された移動パターンで移動せしめられる移動体が接近する接近部材に設けられている請求項1〜4の何れか一項に記載のセンサ装置。   The sensor device according to any one of claims 1 to 4, wherein at least one of the planar sensor and the auxiliary sensor is provided on an approaching member with which a moving body that moves in a preset movement pattern approaches. .
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