JP4830111B2

JP4830111B2 - 硬度及び湿潤度識別装置

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Publication number: JP4830111B2
Application number: JP2007042928A
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Inventors: 晃木本; 克規信太; 雄志一ノ瀬
Original assignee: NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION SAGA UNIVERSITY
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Priority date: 2007-02-22
Filing date: 2007-02-22
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2027-02-22
Also published as: JP2008203220A

Description

本発明は、測定試料の材質を識別する硬度及び材質識別装置に関し、特に測定試料の表面に接触及び押圧時に生じる電圧に基づいて測定試料の硬度及び湿潤度を識別する硬度及び湿潤度識別装置に関する。

従来、この種の硬度及び湿潤度識別装置として触覚センサが特開２００５−４９３３号公報に開示されるものがあり、これを図１５に触覚センサの外観斜視図及び全体システム構成図として示す。

同図において従来の触覚センサは、触覚センサ１１１は、媒体１１２と、媒体１１２中に分散されているセンサ素子１１３と、媒体１１２に電気的に接続されている一対の電極１１４とから構成されている。媒体１１２は、各センサ素子１１３同士を機械力学的に接続するとともに各センサ素子１１３同士並びに電極１１４及びセンサ素子１１３を電気的に接続し、誘電体により形成されキャパシタンス成分を有するものが好ましい。センサ素子１１３はコイル状炭素繊維１１３ａにより構成され、微小バネとして作用するとともにＬＣＲ共振回路として作用する。センサ素子１１３は、各センサ素子１１３の相互間に存在する媒体１１２を介して接続され、機械力学的等価回路及び電気的等価回路として構成されている。

前記各電極１１４は媒体１１２に電気的に接続されるとともに導線１１５の一端がそれぞれ接続され、各導線１１５の他端には増幅回路１１６を介して電源１１７及びオシロスコープ等の測定器１１８が取付けられている。ここで、電極１１４が媒体１１２に電気的に接続されると、電流が電極１１４を介して媒体１１２に通電されるように電極１１４が媒体１１２に接続されることとなる。触覚センサ１１１、増幅回路１１６、電源１１７及び測定器１１８により触覚センサシステムを構成している。この構成に基づき構成が簡単であるとともに感度を向上させるようにできる。
特開２００５−４９３３号公報

前記従来技術に係る触覚センサ１１１は以上のように構成されていたことから、単に触圧を検出することができても、測定試料の硬度及び湿潤度については何ら識別することができない。また、この従来技術によって触圧により硬度及び湿潤度を類推したとしても、一対の電極１１４間にセンサ素子１１３のコイル状炭素繊維１１３ａを分散させた媒体１１２を配設しなければならず、この媒体１１２の製造工程で繁雑化し、製造コストを低減できないという課題を有していた。特に、前記触覚センサ１１１は、センサ素子１１３を媒体１１２全体に均一に分布させなければ検出精度が区々となり、検出感度を向上させることができないという課題を有していた。

本発明は、前記課題を解消するためになされたもので、簡易な構成で測定試料の硬度及び湿潤度を単に接触・離反及び押圧するのみで確実且つ迅速に識別する硬度及び湿潤度識別装置を提供することを目的とする。

本発明に係る硬度及び湿潤度識別装置は、第１及び第２の金属電極間に圧電材料を介装し、当該第２の金属電極を接地して形成され、前記第１の金属電極側を測定試料に接触・離反又は押圧させて第１及び第２の金属電極間に生じる電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段を測定試料に対して接触・離反及び押圧させる動作を駆動する動作駆動手段と、前記接触・離反及び押圧の際に検出される各検出電圧に基づいて電圧の各電圧波形を検出する電圧波形検出手段と、前記検出された各電圧波形及び複数の測定試料について予め得られた各測定試料毎の硬度及び湿潤度に関する基準試料データに基づいて前記複数の測定試料の各硬度及び湿潤度を判別する硬度及び湿潤度判別手段とを備えるものである。

このように本発明においては、動作駆動手段により電圧検出手段の第１の金属電極の表面を測定試料に接触・離反又は押圧させて第１及び第２の金属電極間に生じる各電圧を検出し、この検出電圧に基づいて電圧の各電圧波形を検出し、この検出された各電圧波形及び複数の測定試料について予め得られた各測定試料毎の硬度及び湿潤度に関する基準試料データに基づいて前記複数の測定試料のいずれかの硬度及び湿潤度を硬度及び湿潤度判別手段で判別するようにしているので、測定試料に接触・離反及び押圧する際に生じる各電圧波形により区別できることとなり、簡易な構成で測定試料の材質を単に接触・離反及び押圧するのみで確実且つ迅速に識別するという効果を有する。

また、本発明に係る硬度及び湿潤度識別装置は必要に応じて、電圧検出手段が、測定試料に対して接触・離反及び押圧の際に静電気を主に含む接触電圧を検出し、測定試料に対して接触状態での押圧の際に圧電効果による電圧を含む振動電圧を検出するものである。

このように本発明においては、硬度及び湿潤度判別手段が測定試料に対する電圧検出手段による接触・離反及び押圧する際に生じる静電気による電圧及び圧電効果による電圧の各電圧波形により区別できることとなり、簡易な構成で測定試料の材質を単に接触・離反及び押圧するのみで確実且つ迅速に識別するという効果を有する。

また、本発明に係る硬度及び湿潤度識別装置は必要に応じて、動作駆動手段が、所定の押圧力を吸収する弾性材からなる弾性部材を介して支持した状態で電圧検出手段を動作させるものである。

このように本発明においては、動作駆動手段が、所定の押圧力を吸収する弾性材からなる弾性部材を介して支持した状態で電圧検出手段を動作させるようにしているので、電圧検出手段に対する動作駆動手段からの押圧力が所定値以上となった場合等に、この押圧力を弾性部材が検出特性に適応した値に調整して動作できることとなり、微小な押圧力から大きな押圧力まで線形的な出力形態で電圧を検出して、簡易な構成で測定試料の材質を単に接触・離反及び押圧するのみで確実且つ迅速に識別するという効果を有する。

また、本発明に係る硬度及び湿潤度識別装置は必要に応じて、電圧検出手段が屈曲性を有するフィルム状体で形成されると共に、前記動作駆動手段が弾性力を有する可撓性部材を介して支持した状態で電圧検出手段を動作させるものである。

このように本発明においては、電圧検出手段が屈曲性を有するフィルム状体で形成されると共に、前記動作駆動手段が弾性力を有する可撓性部材を介して支持した状態で電圧検出手段を動作させるようにしているので、可撓性部材からなる動作駆動手段に支持されるフィルム状体の電圧検出手段が、接触・離反及び押圧の各程度に応じて測定試料の表面に接触する面積を変化させて電圧を検出できることとなり、より高精度な硬度及び湿潤度の検出を簡易な構成で測定試料の材質を単に接触・離反及び押圧するのみで確実且つ迅速に識別するという効果を有する。

また、本発明に係る硬度及び湿潤度識別装置は必要に応じて、動作駆動手段から電圧検出手段に印加される押圧力を検出する押圧力検出手段を備え、前記検出押圧力に基づいて硬度及び湿潤度判別手段が各電圧波形を補正して測定試料の各硬度及び湿潤度を判別するものである。

このように本発明においては、押圧力検出手段で検出される検出押圧力に基づいて硬度及び湿潤度判別手段が各電圧波形を補正して測定試料の各硬度及び湿潤度を判別することから、微小な押圧力から大きな押圧力まで線形的な出力形態で電圧を検出して、簡易な構成で測定試料の材質を単に接触・離反及び押圧するのみで確実且つ迅速に識別するという効果を有する。

（本発明の第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る硬度及び湿潤度識別装置を図１ないし図４に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る硬度及び湿潤度識別装置の全体ブロック構成図、図２は図１記載の硬度及び湿潤度識別装置における電圧検出部の拡大斜視図、図３は図１に記載の硬度及び湿潤度識別装置における電圧検出部の検出電圧出力図、図４は図３に記載の検出電圧に基づく電圧波形検出部による電圧波形図を示す。

前記各図において本実施形態に係る硬度及び湿潤度識別装置は、第１及び第２の金属電極１１、１２間にセラミック１３を介装し、この第２の金属電極１２を接地して形成され、前記第１の金属電極１１を測定試料１００に接触・離反及び押圧させて第１及び第２の金属電極１１、１２間に生じる電圧を検出する電圧検出部１と、この電圧検出部１を測定試料１００に対して接触・離反及び押圧させる動作を駆動する動作駆動装置６と、この接触・離反及び押圧の際に検出される各検出電圧に基づいて電圧の波形（以下、「検出電圧波形」という。）を検出する電圧波形検出部２と、この検出電圧波形から検出電圧の最大電圧値を検出する最大電圧検出部３と、この検出電圧波形における最大電圧値Vmaxの１／１０の電圧値から最大電圧値に至る時間（以下「電圧立上がり時間」という。）を検出する電圧立上がり時間検出部４と、この検出された各最大電圧値及び電圧立上がり時間が複数の測定試料１００について予め得られた各測定試料毎の硬度及び湿潤度に関する基準試料データに適合するか否かにより前記複数の測定試料１００の硬度及び湿潤度を判別する硬度及び湿潤度判別部５とを備える構成である。

前記電圧検出部１は、動作駆動装置６におけるロボットアーム６３の先端に取り付けられたアクリル容器６２内に第１の金属電極１１を露出された状態で収納される構成である。この動作駆動装置６は、電圧検出部１を測定試料１００に対して、接触・離反を複数回繰り返す動作の接触電圧検出モードと接触状態で押圧方向へ複数回振動させる動作の振動電圧検出モードとの各モードの動作を制御する動作制御部６１と、この動作制御部６１の制御に基づきアクリル容器６２に収納された電圧検出部１を測定試料１００に矢印方向に回動して接触・離反及び押圧させるロボットアーム６３とを備える構成である。

この動作駆動複数の駆動により、電圧検出手部１が、前記接触電圧検出モードにて駆動されて測定試料１００に対して接触・離反及び押圧の際に静電気を主に含む接触電圧を検出し、前記振動電圧検出モードにて駆動されて測定試料１００に対して接触状態での押圧の際に圧電効果による電圧を主に含む振動電圧を検出する構成である。

前記硬度及び湿潤度判別部５は、前記基準試料データが複数材質からなる各測定試料１００毎の硬度及び湿潤度を予め試験的に試験（硬度及び湿潤度判別時と同一の条件で実行される）して得られる検出電圧に基づき最大電圧値及び電圧立ち上がり時間を各硬度及び湿潤度の測定試料１００毎にデータベース化して形成され、メモリ（図示を省略する。）に格納されるものである。また、この硬度及び湿潤度判別部５で判別された硬度及び湿潤度の判別結果が表示装置７に出力され、この表示装置７は硬度及び湿潤度の種類と共に、測定試料１００の表面形状を画像として表示することもできる。

次に、前記構成に基づく本実施形態に係る硬度及び湿潤度識別装置の硬度及び湿潤度判別動作について説明する。まず、動作駆動装置６を起動させて前記接触電圧検出モード及び振動電圧検出モードによる接触状態（例えば、測定試料１００に対して電圧検出部１の第１の金属電極１１が直角に接触する状態）となるように動作制御部６１で制御され、ロボットアーム６３が矢印Ａ方向へ回動する。

まず、前記接触電圧検出モードにおいて、このロボットアーム６３の回動に伴ってアクリル容器６２に収納された電圧検出部１は、測定試料１００に接近して接触する。この測定試料１００への接触に際して、電圧検出部１の第１の金属電極１１と測定試料１００との間での摩擦により静電気が生じ、この静電気がセラミック１３に絶縁される第１及び第２の金属電極１１、１２に分極され、この分極された正電荷が金属電極１１から接触電圧として電圧波形検出部２へ入力される。

この正電荷の電圧が接触電圧として入力された電圧波形検出部２は、図３に示す入力電圧から１０Ｈｚないし３０Ｈｚの間の信号のみをバンドパスフィルタ（図示を省略する。）にてフィルタリング処理して図４に示す検出電圧波形を検出する。この検出電圧波形に基づいて最大電圧検出部３は、検出電圧波形における検出電圧の最大電圧値Vmaxを検出する。他方、電圧立上がり時間検出部４は、前記検出電圧波形に基づいて最大電圧値Vmaxの１／１０の電圧から最大電圧値Vmaxに至るまでの時間を電圧立上がり時間として検出する。

この検出された最大電圧値Vmax及び電圧立ち上がり時間が硬度及び湿潤度判別部５へ入力され、この硬度及び湿潤度判別部５は基準試料データをメモリから順次読出して最大電圧値Vmax及び電圧立上がり時間が一致する測定試料１００の湿潤度を検索し、この検索結果に基づいて湿潤度等の表面状態を判別する。この判別結果は表示装置７の表示画面に表示され、測定試料１００がどの程度の湿潤度であるかを知ることができることとなる。

さらに、前記振動電圧検出モードにおいて、接触電圧検出モードに引き続いて（又は、接触電圧検出モードとは別途に）前記ロボットアーム６３の回動により電圧検出部１が測定試料１００へ接触状態となり、この当初の接触状態からさらに押圧力を加える動作を所定回数繰り返して実行し、この押圧力が加わる際に電圧検出部１の第１及び第２の金属電極１１、１２及びセラミック１３で形成される圧電素子により圧電効果に基づく電圧を主に含む振動電圧が第１の金属電極１１から電圧波形検出部２へ入力される。

この振動電圧が入力された電圧波形検出部２は、前記接触電圧の場合と同様に、最大電圧値Vmax及び最大電圧値Vmaxに至るまでの電圧立ち上がり時間を検出して硬度及び湿潤度判別部５へ出力する。この硬度及び湿潤度判別部５は、振動電圧に基づく最大電圧値Vmax及び電圧立ち上がり時間が基準資料データのメモリから対応する測定試料１００の硬さ等の材質を検索し、この検索結果に基づいて硬さ等の材質を判別する。この判別結果は、前記湿潤度等の表面状態の表示と同様に表示装置７の表示画面に表示され、測定試料１００がどの程度の硬さ等の材質であるかを知ることができることとなる。

（本発明の第２の実施形態）
図５は本発明の第２の実施形態に係る硬度及び湿潤度識別装置の電圧検出部及び動作駆動装置の要部詳細図である。同図において本実施形態に係る湿潤度識別装置は、前記第１の実施形態と同様に電圧検出部１、電圧波形検出部２、最大電圧検出部３、時間検出部４、硬度及び湿潤度判別部５及び動作駆動装置６を備えて構成され、前記動作駆動装置６が所定の押圧力を吸収する弾性材からなる弾性部材６５を介して電圧検出部１を取付けて支持する構成である。

このように電圧検出部１は、弾性部材６５を介して動作駆動装置６に支持されていることから、接触電圧検出モード及び振動電圧検出モードの各検出動作の際に、動作駆動装置６からの押圧力が所定値以上となった場合、又は測定試料１００の硬度が所定硬度以上となった場合等にこの押圧力を弾性部材６５が電圧検出部１の検出特性に適応した値に調整して動作できることなり、微小な押圧力から大きな押圧力まで線形的な出力形態で電圧を検出して、簡易な構成で測定試料の材質を単に接触・離反及び押圧するのみで確実且つ迅速に識別するという効果を有する。

（本発明の第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態に係る硬度及び湿潤度識別装置の電圧検出部及び動作駆動装置の要部詳細図である。同図において本発明実施形態に係る湿潤度識別装置は、前記第１の実施形態と同様に、電圧検出部１ａ（図１の１に相当する）、電圧波形検出部２、最大電圧検出部３、時間検出部４、硬度及び湿潤度判別部５及び動作駆動装置６を備えて構成され、電圧検出部１ａが屈曲性を有するフィルム状体からなるポリフッ化ビニリデン（Poly Viuylidine DiFluoride;PVDF）で形成され、前記動作駆動部６が弾性力を有する可撓性部材からなる中空チューブ状体６６で形成され、この中空チューブ状体６６を介して支持した状態で電圧検出部１ａを動作させる構成である。

このように、電圧検出部１ａは、中空チューブ状体６６を介して動作駆動装置６により支持され、動作が駆動制御されることから、接触電圧検出モード及び振動電圧検出モードの各検出動作の際の押圧状態において、この押圧力により中空チューブ状体６６は単に接触状態（図６（Ａ）を参照）からその押圧力が大きくなるに従って変形し（図６（Ｂ）を参照）、測定試料１００に対する接触面積を接触領域Ａから接触領域Ｂ（Ｂ＞Ａ）へと大きくできる。

この動作駆動装置６による押圧力の大きさに基づき接触面積を変化（Ａ→Ｂ）させるようにしているので、接触電圧検出モード及び振動電圧検出モードのいずれにおいても、接触電圧及び振動電圧の出力幅を大きくとることができることとなり、測定試料１００の硬度及び湿潤度等の材質及び状態を高精度に検出でき、またこの検出動作を簡易な構成で測定試料の材質を単に接触・離反及び押圧するのみで確実且つ迅速に識別するという効果を有する。

（本発明の他の実施形態）
図７は、本発明の他の実施形態に係る硬度及び湿潤度識別装置の電圧検出部及び動作駆動装置の要部詳細図である。同図において本実施形態に係る湿潤度識別装置は、前記代３の実施形態と同様に電圧検出部１ａ（図１の１に相当する）、電圧波形検出部２、最大電圧検出部３、時間検出部４、硬度及び湿潤度判別部５及び動作駆動装置６を備えて構成され、この構成に加え、この動作駆動装置６の中空チューブ状体６６における電圧検出部１ａが配設される側面に対向する側面に電極６７が配設され、この電圧検出部１ａと電極６７との間に生じる静電容量の変化を検出する構成である。

この検出に基づいて電圧検出部１ａ又は電圧波形検出部２から出力される電圧又は電圧波形を補正できることとなり、この補正された電圧又は電圧波形により硬度及び湿潤度判別部５が測定試料１００の硬度及び湿潤等の材質及び状態を高精度に検出でき、またこの検出動作を簡易な構成で測定試料の材質を単に接触・離反及び押圧するのみで確実且つ迅速に識別するという効果を有する。

さらに、同図において本実施形態に係る湿潤度識別装置は、動作駆動装置６が電極６７を備える構成の他に、動作駆動装置６の中空チューブ状体６６に連通する圧力検出部６８を備える構成とすることもできる。この圧力検出部６８は、動作駆動装置６による測定試料１００に対する押圧力によって中空チューブ状体６６が変形し、この変形に伴って中空チューブ状体６６の内圧の変化を検出し、この検出結果を電圧検出部１ａ、電圧波形検出部２又は硬度及び湿潤度判別部５へ出力する構成である。

さらにまた、本発明の他の実施形態に係る湿潤度識別装置は、電圧検出部１ａの第１の金属電極１１における表面に誘電体からなる表面部材を貼着して構成することもできる。この場合には、接触電圧及び振動電圧が表面部材を介して第１の金属電極１１から検出されることとなる。

実施例１として、測定試料１００としてアルミニウム、木、アクリル、スポンジの材質について硬度及び湿潤度を判別する動作を、電圧検出部１のセラミック１３がセラミックス（圧電素子）、アクリル及びシリコンを各々用いて構成した場合である。この測定試料１００のアルミニウム、木、アクリル、スポンジの形状は、２０×２０×１０［ｍｍ］の寸法で形成される。

測定条件は、セラミックス、アクリル及びシリコンの各電圧検出部１により各１０回づつ接触させて、この接触３回目以降の波形の測定を行い、この測定値で動作駆動装置６が各電圧検出部１を同じ３０ｃｍ／ｓｅｃの速度で測定試料１００へ衝突させ、この衝突による圧力及び接触状態を総て同一の条件で行った。この測定条件により得られた数値データを表に示す。

この表に示す各測定データは、衝突の３回目以降について測定された波形で計測１０回目までについて電圧検出部１より電圧を検出し、この各電圧の各波形をアルミニウム、木、アクリル、スポンジ毎に重畳した検出電圧に基づく電圧特性図を図８ないし図１０に示す。

前記図８ないし図１０の各図において、縦軸の電圧［ｍＶ］における正側への大きな出力波形は測定試料１００への電圧検出部１が衝突当初に発生する静電気の波形であり、その後の負側への大きな出力波形は測定試料１００から電圧検出部１が離反する際に発生する静電気の波形である。また、この正及び負の各大きな出力波形の中間で小さく振動する出力波形は、測定試料１００の表面に電圧検出部１の表面部材１４が押圧されて静電気がほとんど生じない状態の出力波形である。

前記各々重畳された各電圧特性から電圧波形検出部２が電圧波形を検出し、この電圧波形を図８ないし図１０中に各々破線で示す。この破線で示す各電圧波形から最大電圧検出部３が各最大電圧値を検出すると共に、電圧立上がり時間検出部４が各電圧立上がり時間を検出した。この検出された各最大電圧値及び電圧立上がり時間を各々図１１（Ａ）、（Ｂ）に重畳して表示した。

まず、図１１（Ａ）において各最大電圧値に基づいてアルミニウム、木、アクリル、スポンジの測定試料１００の判別を行う。このアルミニウム、木、アクリルの材質はセラミックス、アクリル、シリコンのいずれの電圧検出部１であっても明らかに判別することができる。アクリルとスポンジの材質については、セラミックス及びシリコンの電圧検出部１の場合に近似して判断が若干難しいが、アクリルの電圧検出部１の場合に明らかに判別することができる。

次に、図１１（Ｂ）において各電圧立上がり時間に基づいてアルミニウム、木、アクリル、スポンジの測定試料１００の判別を行う。このアルミニウムと木とはセラミックス、アクリル、シリコンのいずれの電圧検出部１であっても極めて近似して判別が困難である。このアルミニウム、木に対してアクリル及びスポンジは、セラミックス、アクリル、シリコンのいずれの電圧検出部１であっても明確に判別することができる。

以上のように最大電圧値ではアルミニウムと木との材質を区別し、電圧立上がり時間でアクリルとスポンジとの材質を区別できることから、いずれの材質であっても正確に判別できることが解る。

実施例２として、測定試料１００をシリコンゴムとし、このシリコンゴムが硬度１５、３０、５０の三種で、その表面に吸水性の紙を貼着して水分を含浸させるものとさせないものとに分けて測定を行った。このシリコンゴムの形状は、２０×２０×１０［ｍｍ］の寸法で形成される。

前記測定条件により本実施例２で得られた測定結果を図１２ないし図１４に示す。この図１２は、本発明の実施例２における硬度３０のシリコンゴムを測定試料とした場合の接触電圧及び振動電圧の各電圧波形図、図１３は本発明の実施例２において検出された接触電圧及び振動電圧と硬度との特性図、図１４は本発明の実施例２において検出された接触電圧とモイスチャーチェッカー測定水分量（％）との特性図を示す。

前記各図から明らかな様に、接触電圧及び振動電圧に基づいて測定試料１００の硬度及び湿潤度が明確に判別されることが解る。

本発明の第１の実施形態に係る硬度及び湿潤度識別装置の全体ブロック構成図である。図１記載の硬度及び湿潤度識別装置における電圧検出部の拡大斜視図である。図１に記載の硬度及び湿潤度識別装置における電圧検出部の検出電圧出力図である。図３に記載の検出電圧に基づく電圧波形検出部による電圧波形図である。本発明の第２の実施形態に係る硬度及び湿潤度識別装置の電圧検出部及び動作駆動複装置の要部詳細図である。本発明の第３の実施形態に係る硬度及び湿潤度識別装置の電圧検出部及び動作駆動複装置の要部詳細図である。本発明の他の実施形態に係る硬度及び湿潤度識別装置の電圧検出部及び動作駆動複数の要部詳細図である。本発明の実施例１における誘電体をアクリルとした測定データに基づく電圧特性図を示す。本発明の実施例１における誘電体をシリコンとした測定データに基づく電圧特性図を示す。本発明の実施例１における誘電体をセラミックスとした測定データに基づく電圧特性図を示す。本発明の実施例１における図８ないし図１０に基づく各最大電圧値及び電圧立上がり時間の重畳特性図を示す。本発明の実施例２における硬度３０のシリコンゴムを測定試料とした場合の接触電圧及び振動電圧の各電圧波形図である。本発明の実施例２において検出された接触電圧及び振動電圧と硬度との特性図である。本発明の実施例２において検出された接触電圧とモイスチャーチェッカー測定水分量（％）との特性図である。従来の材質識別装置の一例である触覚センサの外観斜視図及び全体システム構成図である。

符号の説明

１、１ａ電圧検出部
２電圧波形検出部
３最大電圧検出部
４電圧立上がり時間検出部
５硬度及び湿潤度判別部
６動作駆動装置
６１動作制御部
６２アクリル容器
６３ロボットアーム
６４
６５弾性部材
６６中空チューブ状体
７表示装置
１１、１２金属電極
１３セラミック
１００測定試料
１１１触覚センサ
１１２媒体
１１３センサ素子
１１３ａコイル状炭素繊維
１１４電極
１１５導線
１１６増幅回路
１１７電源
１１８測定器

Claims

第１及び第２の金属電極間に圧電材料を介装し、当該第２の金属電極を接地して形成され、前記第１の金属電極側を測定試料に接触・離反又は押圧させて第１及び第２の金属電極間に生じる電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段を測定試料に対して接触・離反及び押圧させる動作を駆動する動作駆動手段と、
前記接触・離反及び押圧の際に検出される各検出電圧に基づいて電圧の各電圧波形を検出する電圧波形検出手段と、
前記検出された各電圧波形及び複数の測定試料について予め得られた各測定試料毎の硬度及び湿潤度に関する基準試料データに基づいて前記複数の測定試料の各硬度及び湿潤度を判別する硬度及び湿潤度判別手段とを備えることを
特徴とする硬度及び湿潤度識別装置。
前記請求項１に記載の硬度及び湿潤度識別装置において、
前記電圧検出手段が、測定試料に対して接触・離反及び押圧の際に静電気を主に含む接触電圧を検出し、測定試料に対して接触状態での押圧の際に圧電効果による電圧を含む振動電圧を検出することを
特徴とする硬度及び湿潤度識別装置。
前記請求項１又は２に記載の硬度及び湿潤度識別装置において、
前記動作駆動手段が、所定の押圧力を吸収する弾性材からなる弾性部材を介して支持した状態で電圧検出手段を動作させることを
特徴とする硬度及び湿潤度識別装置。
前記請求項１又は２に記載の硬度及び湿潤度識別装置において、
前記電圧検出手段が屈曲性を有するフィルム状体で形成されると共に、前記動作駆動手段が弾性力を有する可撓性部材を介して支持した状態で電圧検出手段を動作させることを
特徴とする硬度及び湿潤度識別装置。
前記請求項１ないし４のいずれかに記載の硬度及び湿潤度識別装置において、
前記動作駆動手段から電圧検出手段に印加される押圧力を検出する押圧力検出手段を備え、
前記検出押圧力に基づいて硬度及び湿潤度判別手段が各電圧波形を補正して測定試料の各硬度及び湿潤度を判別することを
特徴とする硬度及び湿潤度識別装置。