JP4876240B2 - Tactile sensor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は触覚センサ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a tactile sensor and a manufacturing method thereof.
ロボットハンドによって物体を好適に操作するためには、把持力はもちろん、接触面に生じる摩擦力などの各種接触状態を計測する必要がある。このため、これらの接触状態を物体との接触箇所において直接計測する触覚センサが必要となる。 In order to suitably operate an object with a robot hand, it is necessary to measure various contact states such as a frictional force generated on a contact surface as well as a gripping force. For this reason, a tactile sensor that directly measures these contact states at a contact point with an object is required.
この点、下記特許文献1には、指状に形成された弾性体中に複数の歪みゲージを埋め込み、それら歪みゲージによって物体と弾性体との接触状態を検出する接触センサの構成が開示されている。この構成によれば、物体と弾性体との接触によって弾性体が変形すると、それにより歪みゲージも変形するので、この歪みゲージの変形量を該歪みゲージの出力から得ることで、物体と弾性体との接触状態を検出できる。
歪みゲージにより弾性体の微少変形を測定しようとすれば、歪みゲージを剛性の高い平板上に貼り付ける必要があるが、歪みゲージを剛性の高い平板とともに弾性体に埋め込むと、弾性体の変形を妨げてしまう。一方、このような平板を用いず、歪みゲージを直接弾性体に埋め込むと、歪みゲージの抵抗が変化し難く、弾性体の微少変形を測定することができない。このため、上記従来技術では、いずれにしても弾性体の微少変形を測定することが困難である。 If you want to measure a small deformation of an elastic body with a strain gauge, it is necessary to affix the strain gauge on a rigid plate, but if the strain gauge is embedded in an elastic body together with a rigid plate, the deformation of the elastic body will be reduced. It will interfere. On the other hand, if a strain gauge is directly embedded in an elastic body without using such a flat plate, the resistance of the strain gauge hardly changes, and a minute deformation of the elastic body cannot be measured. For this reason, it is difficult to measure the minute deformation of the elastic body in any case with the above-described conventional technology.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、物体との接触箇所に生じる微少変形を好適に測定することのできる触覚センサ及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a tactile sensor capable of suitably measuring a minute deformation occurring at a contact point with an object, and a manufacturing method thereof.
上記課題を解決するために、本発明に係る触覚センサは、ヒンジ部によって支持された感応部を備える構造体と、前記感応部の姿勢を検出する検出部と、前記構造体のうち少なくとも前記感応部を覆う弾性体と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a tactile sensor according to the present invention includes a structure including a sensitive part supported by a hinge part, a detection part that detects a posture of the sensitive part, and at least the sensitive part of the structural body. And an elastic body that covers the portion.
本発明によれば、弾性体により覆われる感応部はヒンジ部により支持されるので、弾性体の変形が構造体によって妨げられ難く、故に、弾性体における物体との接触部分に生じる微少変形を好適に測定することができる。 According to the present invention, since the sensitive part covered by the elastic body is supported by the hinge part, the deformation of the elastic body is not easily disturbed by the structure, and therefore, the slight deformation that occurs at the contact portion of the elastic body with the object is suitable. Can be measured.
なお、前記感応部は平板状に形成されてよい。こうすれば、弾性体の微少変形を、効率的に感応部の姿勢変更に転換することができ、弾性体に生じる微少変形を好適に測定することができる。また、弾性体の変形のうち、平板状の感応部の厚さ方向の成分を好適に計測できるようになる。 The sensitive part may be formed in a flat plate shape. If it carries out like this, the microdeformation of an elastic body can be efficiently changed into the posture change of a sensitive part, and the microdeformation which arises in an elastic body can be measured suitably. In addition, among the deformations of the elastic body, the component in the thickness direction of the plate-like sensitive part can be suitably measured.
また、前記構造体はカンチレバー(片持ち梁)構造を有してよい。こうすれば、弾性体の微少変形をより妨げないようにできる。 The structure may have a cantilever (cantilever) structure. By doing so, it is possible to prevent further slight deformation of the elastic body.
また、前記構造体が少なくとも2つ備えられ、前記各構造体が、前記感応部の姿勢の変化方向が互いに異なるよう設けられるようにしてもよい。こうすれば、弾性体における複数方向の変形を計測することができる。 Further, at least two of the structures may be provided, and the structures may be provided such that the direction of change of the posture of the sensitive unit is different from each other. By doing so, it is possible to measure deformation in a plurality of directions in the elastic body.
また、前記構造体が前記ヒンジ部を少なくとも2つ備え、前記各ヒンジ部表面にはピエゾ抵抗が形成され、前記感応部は前記各ヒンジ部のピエゾ抵抗を電気的に結合し、前記検出部は前記各ヒンジ部の抵抗値の合計を前記感応部の姿勢として検知するようにしてもよい。こうすれば、ヒンジ部に形成されたピエゾ抵抗の端部の電圧及び電流を計測することで、各ヒンジ部の抵抗値の合計を取得することができ、これにより感応部の姿勢を検知できる。 In addition, the structure includes at least two hinge portions, piezoresistors are formed on the surface of each hinge portion, the sensitive portion electrically couples the piezoresistors of each hinge portion, and the detection portion is You may make it detect the sum total of the resistance value of each said hinge part as an attitude | position of the said sensitive part. In this way, by measuring the voltage and current at the end of the piezoresistor formed in the hinge part, the total resistance value of each hinge part can be obtained, and thereby the attitude of the sensitive part can be detected.
この場合、前記各ヒンジ部が同一形状を有し、同一面上に平行して設けられるようにしてもよい。こうすれば、感応部が、各ヒンジ部が設けられた面に平行な動きをした場合に、一方のヒンジ部が延び、他方のヒンジ部が縮むことになる。このため、各ヒンジ部の抵抗値の合計が変化し難くなり、このような感応部の動きが検知部により検知され難くできる。 In this case, the hinge portions may have the same shape and be provided in parallel on the same surface. In this way, when the sensitive part moves parallel to the surface on which each hinge part is provided, one hinge part extends and the other hinge part shrinks. For this reason, the total resistance value of each hinge part is unlikely to change, and such a movement of the sensitive part can be hardly detected by the detection part.
また、本発明に係る触覚センサの製造方法は、ヒンジ部によって支持された感応部を備える構造体と、前記感応部の姿勢を検出する検出部と、前記構造体のうち少なくとも前記感応部を覆う弾性体と、を備える触覚センサの製造方法であって、前記ヒンジ部及び前記感応部の表面にピエゾ抵抗膜を形成する工程と、前記感応部に導体且つ磁性体である物質膜を形成する工程と、前記構造体に対して磁場を加える工程と、前記構造体のうち少なくとも前記感応部を弾性体により覆う工程と、を含むことを特徴とする。 The tactile sensor manufacturing method according to the present invention includes a structure having a sensitive part supported by a hinge part, a detection part for detecting the attitude of the sensitive part, and covering at least the sensitive part of the structure. A method of manufacturing a tactile sensor comprising an elastic body, the step of forming a piezoresistive film on the surface of the hinge portion and the sensitive portion, and the step of forming a material film that is a conductor and a magnetic material on the sensitive portion And a step of applying a magnetic field to the structure, and a step of covering at least the sensitive part of the structure with an elastic body.
本発明によれば、上記磁場を加える工程において、磁場と上記導体且つ磁性体である物質膜とが作用し、感応部の姿勢が変化する。そして、このようにして姿勢が変化した感応部を弾性体により覆うことができる。 According to the present invention, in the step of applying the magnetic field, the magnetic field and the material film that is a conductor and a magnetic substance act to change the attitude of the sensitive part. And the sensitive part which changed the attitude | position in this way can be covered with an elastic body.
なお、前記磁場を加える工程は、前記構造体に対して磁場を掛けた状態で、少なくとも前記ヒンジ部の周囲に固体膜を形成する工程を含んでよい。こうすれば、弾性体により感応部を覆う際に、感応部の姿勢が変化したり、或いは破損したりする事態を防ぐことができる。 The step of applying the magnetic field may include a step of forming a solid film at least around the hinge part in a state where a magnetic field is applied to the structure. In this way, when the sensitive part is covered with the elastic body, it is possible to prevent a situation in which the posture of the sensitive part is changed or damaged.
以下、本発明の実施形態について図面に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る触覚センサの全体構造を示す斜視図である。また、図2は、図1に示す触覚センサ10に備えられる構造体12の拡大斜視図である。この構造体12の二次元配列であるセンサ基板16が弾性体14中に埋め込まれることで、本実施形態に係る触覚センサ10が得られる。構造体12を備えるセンサ基板16は、いわゆるMEMS(Micro Electro Mechanical System)技術によって形成されており、シリコンを主材料としている。一方、弾性体14は、例えばゴム等を主成分としている。
FIG. 1 is a perspective view showing the overall structure of a tactile sensor according to an embodiment of the present invention. 2 is an enlarged perspective view of the
図2に示すように、構造体12はセンサ基板16中に開設された開口20dの縁部から延伸するカンチレバー(片持ち梁)構造を有している。このカンチレバー構造は、平板状の感応部20cと、該感応部20cの基部にその一端が連結され、他端が開口20dの縁部に連結された一対のヒンジ部20a及び20bと、から構成されている。感応部20及びヒンジ20a,20bからなるカンチレバー構造は、同図ではセンサ基板16の表面から起立しており、感応面の法線方向がセンサ基板16の表面に対して略平行となっている。センサ基板16に備えられる構造体12には、このようにカンチレバー構造が起立した状態で弾性体14に埋め込まれるものの他、起立しない状態、すなわち感応部20cの法線方向がセンサ基板16の表面に対して垂直の状態で弾性体14に埋め込まれるものも含まれる。
As shown in FIG. 2, the
すなわち、図1に示すように、センサ基板16では、図1に示す構造を有する構造体12が二次元配列を構成している。そして、この配列の3列おきに、図中Y方向に感応部20cの法線方向が向いた状態の構造体12Yが形成され、それらの隣の列には図中X方向に感応部20cの法線方向が向いた状態の構造体12Xが形成され、さらにそれらの隣の列には図中Z方向に感応部20cの法線方向が向いた状態の構造体12Zが形成されている。ここで、構造体12X及び12Yは、センサ基板16に対して起立した状態のカンチレバー構造を有しており、構造体12Zは、センサ基板16に対して起立していない状態のカンチレバー構造を有している。また、図1においてX及びY方向は互いに垂直であって、いずれもセンサ基板16に平行な方向である。また、Z方向はセンサ基板16の法線方向である。
That is, as shown in FIG. 1, in the
後述するように、構造体12Xは弾性体14の変形のうちX方向の成分を分離して検知し、構造体12Yは弾性体14の変形のうちY方向の成分を分離して検知し、構造体12Zは弾性体14の変形のうちZ方向の成分を分離して検知する。このため、これらの検知出力を総合することで、弾性体14に加えられた力の向き及び場所を容易に得ることができる。
As will be described later, the
ここで、構造体12についてさらに詳細に説明する。図3は、カンチレバー構造が起立する前の状態の構造体12(特に12X及び12Y)を示す平面図である。同図に示すように、構造体12は、感応部20cとヒンジ部20a,20bと電極20e,20fを備えており、感応部20cは、センサ基板16に設けられた開口20dの中央に配置されており、極薄い矩形平板状に形成され、その表面に導電性磁性体膜が形成されている。ヒンジ部20a,20bは、ともに極薄い長方形の平板状の同一形状に形成され、その表面にピエゾ抵抗膜が形成されている。また、各一端は開口20dの縁部と繋がっており、各他端は感応部20cの一辺に繋がっており、ともに同一面上に形成され、両者は平行に離間して設けられている。感応部20cの導電性磁性体膜はヒンジ部20a,20bのピエゾ抵抗膜と導通している。また、開口20dの縁部周縁のうち、ヒンジ部20a,20bが連結された部分には、感応部20cと同じ導電性磁性体膜からなる電極20e,20fが設けられており、電極20eはヒンジ部20aと、電極20fはヒンジ部20bと導通している。このため、電極20eから、ヒンジ部20aのピエゾ抵抗膜を通じて感応部20cの導電性磁性体膜に至り、さらにそこからヒンジ部20bのピエゾ抵抗膜を通じて電極20fに至る電気回路が形成されている。このため、電極20e及び20f間に電圧を掛け、その電流値を計測することにより、ヒンジ部20a及び20bの抵抗値の合計を得ることができる。上述したように構造体12は弾性体14中に埋め込まれるから、弾性体14の変形に応じて感応部20cの姿勢は変化する。このとき、ヒンジ部20a,20bの屈曲量も変化し、それに応じてヒンジ部20a及び20bの抵抗値の合計も変化する。このため、ヒンジ部20a及び20bの抵抗値の合計を計測することで、弾性体14の変形量を得ることができる。なお、ヒンジ部20a,20b及び感応部20cからなる部分は、ヒンジ部20a,20bと同一平面且つ両者から等距離の直線に関し、左右対称に形成されているから、後述のようにヒンジ部20aが伸張する場合にはヒンジ部20bがそれに応じて縮み、ヒンジ部20bが伸張する場合にはヒンジ部20aがそれに応じて縮む。この結果、感応部20cに対してX正又は負方向に力が加えられても、ヒンジ部20a,20bの抵抗値の合計が変化し難いようになっている。
Here, the
なお、ヒンジ部20a,20bの厚さは感応部20cの幅の100分の1未満であり、1μm以下の厚さで形成されている。このため、他の方向と比較して、厚み方向に顕著に変形する。1μm以下で極薄く作成されたヒンジ部20a,20bは弾性変形する領域が広く、破損することなく大きく変形することができる。
In addition, the thickness of
また、カンチレバー構造の直下には可動域(空間領域)が形成され、この領域に弾性体14が流入することになる。この空間領域は、例えば感応部20cの面積よりも長さ及び幅ともに(例えば10μm以上)広い。これにより、感応部20cは全方向にその姿勢変更が許容される。
In addition, a movable region (space region) is formed immediately below the cantilever structure, and the
また、構造体12の二次元配列であるセンサ基板16は弾性体14中に埋め込まれる。弾性体14中に埋め込まれたカンチレバー構造は弾性体14の変形に従って姿勢変化する。この姿勢変化を検知することで、弾性体14の変形を検出することができる。弾性体14は、カンチレバー構造を保護する役割を果たすとともに、1つのカンチレバー構造の検知範囲を、その周囲に拡大する役割を果たしている。
A
ここで、触覚センサ10の製造方法について説明する。図4乃至図9は、触覚センサ10の製造過程における構造体12の縦断面を示しており、図4乃至図7は、図3におけるA−A’線における縦断面を示し、図8及び図9は、図3におけるB−B’線における縦断面を示している。図4乃至図9において、網点は不純物層を示し、斜線はシリコン層を示し、網掛けは導電性磁性体膜を示している。また、シリコン層に挟まれた白抜きの部分は酸化膜(SiO2)を示している。
Here, a manufacturing method of the
本実施形態に係る触覚センサ10を製造する場合、まずSOI(Silicon On Insulator)ウェハを用意し、図4に示すように、その表面に熱拡散法等により不純物をドープし、P型の抵抗領域(網点部分)を形成する。次に、スパッタリングによりCr/Ni等の導電性磁性体層をパターニングし、導電性磁性体層をマスクとして、その他の領域を反応性イオンエッチング等によりエッチングする(図5参照)。これにより、導電性磁性体膜が形成されていない領域について、不純物層及びシリコン層を除去することができる。次に、ヒンジ部20a(20bも同様)の表面に形成された導電性磁性体膜を選択的にエッチングする(図6参照)。その後、反応性イオンエッチング等により、センサ基板16の裏面のうち、開口20dの部分、及び感応部20c並びにヒンジ部20a,20bの裏面側の部分をエッチングし、さらにその部分に現れる酸化膜をHFガス等を用いてエッチングする(図7参照)。こうして、センサ基板16の主材料であるSOIウェハに開口20dを形成するとともに、その縁部から延伸する2本の薄膜状のヒンジ部20a,20bにより、薄膜状の感応部20cを支持する構造を得ることができる。
When manufacturing the
本実施形態では、このようにして形成された構造体12を備えるセンサ基板16に対し、その裏面側から磁場Bを加えている。これにより、各構造体12の感応部20c上に形成された導電性磁性体膜と磁場Bとが作用し、感応部20cが起立する。このとき、構造体12のうち、構造体12X及び12Yについては感応部20c上に導電性磁性体膜を形成し、構造体12Zについては感応部20c上に導電性磁性体膜を形成しないようにしている。このため、構造体12X及び12Yについてのみ、感応部20cが起立し、構造体12Zについては、感応部20cは起立しない。センサ基板16に対して磁場Bを加え、各構造体12の感応部20cを選択的に起立させた状態で、本実施形態では、パリレンC等の固体膜を蒸着させている。これにより、感応部20cの姿勢を維持し、また構造体12を保護するようにしている。なお、流動性の高い(粘性の低い)弾性体材料を、長時間を掛けて流入させる等すれば、この固体膜を蒸着させる工程は不要である。その後、液状の弾性体材料をセンサ基板16上に流し込み、センサ基板16全体を弾性体14で覆うようにしている(図9参照)。
In this embodiment, the magnetic field B is applied from the back surface side to the
本実施形態によれば、弾性体14により覆われる感応部29cはヒンジ部20a,20bにより支持されるので、弾性体14の変形が構造体12によって妨げられ難く、故に、弾性体12における物体との接触部分に生じる微少変形を好適に測定することができる。
According to the present embodiment, since the sensitive portion 29c covered by the
また、感応部20cを平板状に形成し、ヒンジ部20a及び20bにより、感応部20cをその厚さ方向に顕著に傾動容易に設けているので、弾性体14内部の変形のうち、感応部20cの厚さ方向の成分を分離して検知できるようになる。
Further, the
また、ヒンジ部20a及び20bは同一形状であって、同一面上に形成されているので、感応部20cに対して横向きに力が加わった場合、一方のヒンジ部20が延び、他方のヒンジ部20が縮むことになる。このため、ヒンジ部20a及び20bの抵抗値の合計は不変となり、このような力が検知出力に影響を与えることを防ぐことができる。
Further, since the
本実施形態の有効性を実証するため、図10に示す寸法のピエゾ抵抗付きカンチレバー構造の2×2個の二次元配列を作成し、それを弾性体に埋め込むことによって、表面積19×19mm2、厚さ2mmの触覚センサを作成した。弾性体にピエゾ抵抗付きカンチレバーの配列を埋め込む際には、配列全面にパリレンC層を約1μm蒸着させた。配列を覆う弾性体としては、剛性が比較的高い凝固剤とゴムとを体積分量で1:5の割合で混合したPDMS(Poly Dimethyl Siloxane)を用いた。 In order to demonstrate the effectiveness of this embodiment, a 2 × 2 two-dimensional array of piezoresistive cantilever structures of the dimensions shown in FIG. 10 is created and embedded in an elastic body to obtain a surface area of 19 × 19 mm 2 , A tactile sensor having a thickness of 2 mm was prepared. When an array of piezoresistive cantilevers was embedded in the elastic body, a Parylene C layer was deposited on the entire surface of the array by about 1 μm. As the elastic body covering the array, PDMS (Poly Dimethyl Siloxane) in which a coagulant having a relatively high rigidity and rubber were mixed at a volume ratio of 1: 5 was used.
また、データ測定の容易のため、配列を銅基板上に接着し、銅基板上に形成した回路に配線した。実験では、この回路に半導体パラメータアナライザを接続して各種測定を行った。 In order to facilitate data measurement, the array was bonded onto a copper substrate and wired to a circuit formed on the copper substrate. In the experiment, various measurements were performed by connecting a semiconductor parameter analyzer to this circuit.
具体的には、まず0.7〜6.6kPaの範囲の剪断応力を弾性体表面に加えた。剪断応力を加える場合には、弾性体の表面を覆うようにガラス基板を接着し、これに細いワイヤを固定し、ワイヤを引くことにより弾性体表面を変形させた。ワイヤには初期状態で0.2Nの加重を加え、実験中、これが緩むことがないようにした。 Specifically, first, a shear stress in the range of 0.7 to 6.6 kPa was applied to the elastic body surface. When applying a shear stress, a glass substrate was bonded so as to cover the surface of the elastic body, a thin wire was fixed to the glass substrate, and the elastic body surface was deformed by pulling the wire. The wire was initially loaded with a weight of 0.2 N to prevent it from loosening during the experiment.
さらに、0〜5.5kPaの圧力を弾性体表面に加えた。圧力を加える際には、弾性体表面をガラス基板にて覆い、さらにガラス基板上にアクリル四角柱を載置し、このアクリル四角柱の頂部に錘を置くことで、弾性体表面を均等に加圧することとした。 Furthermore, a pressure of 0 to 5.5 kPa was applied to the elastic body surface. When applying pressure, the surface of the elastic body is covered with a glass substrate, an acrylic square column is placed on the glass substrate, and a weight is placed on the top of the acrylic square column to uniformly apply the elastic body surface. It was decided to press.
図11は、図2におけるX方向、Y方向及びZ方向に力を加えた場合における、ヒンジ部の抵抗値の合計の変化率を示している。同図(a)において、黒色の三角はX正方向に剪断応力を加えた場合を示し、黒色の丸はX負方向に剪断応力を加えた場合を示し、黒色の三角はY正方向に剪断応力を加えた場合を示し、十字はY負方向に剪断応力を加えた場合を示している。さらに、点線はX正方向の剪断応力に対するセンサ応答の近似曲線を示しており、実線はX負方向の剪断応力に対するセンサ応答の近似曲線を示している。また、同図(b)において、×印はZ方向に圧力を加えた場合を示している。 FIG. 11 shows the total change rate of the resistance value of the hinge portion when a force is applied in the X direction, the Y direction, and the Z direction in FIG. In the figure (a), the black triangle shows the case where shear stress is applied in the X positive direction, the black circle shows the case where shear stress is applied in the X negative direction, and the black triangle shears in the Y positive direction. A case where stress is applied is shown, and a cross indicates a case where shear stress is applied in the negative Y direction. Further, the dotted line shows an approximate curve of the sensor response to the shear stress in the X positive direction, and the solid line shows an approximate curve of the sensor response to the shear stress in the X negative direction. Further, in FIG. 4B, the x mark indicates a case where pressure is applied in the Z direction.
同図(a)に示すように、X方向への剪断応力に対して決定係数R2=0.983という高い線形性を示し、同方向への剪断応力に対する抵抗値変化率がΔr/r=1.35×10−3×τという応答を示した。但し、Δr/rはセンサの初期抵抗値に対する抵抗値の変化率であり、τ[kPa]は触覚センサに加えられた応力の大きさである。 As shown in FIG. 6A, the linearity of the determination coefficient R 2 = 0.983 is shown for the shear stress in the X direction, and the resistance value change rate for the shear stress in the same direction is Δr / r = A response of 1.35 × 10 −3 × τ was shown. However, Δr / r is the rate of change of the resistance value with respect to the initial resistance value of the sensor, and τ [kPa] is the magnitude of the stress applied to the tactile sensor.
また、同図(a)及び(b)より、触覚センサのX方向の剪断応力に対するX方向の応答と比して、Y方向及びZ方向の応答は非常に低いことが示される。従って、本実施形態に係る触覚センサは、弾性体表面に加えられた力のうち任意の成分を分離検出することができることが分かる。 Also, FIGS. 9A and 9B show that the responses in the Y direction and the Z direction are very low compared to the response in the X direction to the shear stress in the X direction of the tactile sensor. Therefore, it can be seen that the tactile sensor according to the present embodiment can separately detect any component of the force applied to the elastic body surface.
10 触覚センサ、12 構造体、14 弾性体、16 センサ基板、20a,20b ヒンジ部、20c 感応部、20d 開口、20e,20f 電極。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記感応部の姿勢を検出する検出部と、
前記構造体のうち少なくとも前記感応部を覆う弾性体と、
を備え、
前記感応部に磁性体である物質膜が形成されている、
ことを特徴とする触覚センサ。 A structure including a sensitive portion supported in a standing state from the surface of the substrate by a hinge portion;
A detection unit for detecting the attitude of the sensitive unit;
An elastic body covering at least the sensitive part of the structure;
With
A material film that is a magnetic material is formed on the sensitive part,
A tactile sensor characterized by that.
前記感応部は平板状に形成される、
ことを特徴とする触覚センサ。 The tactile sensor according to claim 1,
The sensitive part is formed in a flat plate shape,
A tactile sensor characterized by that.
前記構造体はカンチレバー構造を有する、
ことを特徴とする触覚センサ。 The tactile sensor according to claim 1 or 2,
The structure has a cantilever structure;
A tactile sensor characterized by that.
前記構造体を少なくとも2つ備え、
前記各構造体は、前記感応部の姿勢の変化方向が互いに異なるよう設けられる、
ことを特徴とする触覚センサ。 The tactile sensor according to any one of claims 1 to 3,
Comprising at least two of said structures,
Each structure is provided such that the direction of change of the posture of the sensitive part is different from each other.
A tactile sensor characterized by that.
前記構造体は前記ヒンジ部を少なくとも2つ備え、
前記各ヒンジ部表面にはピエゾ抵抗が形成され、
前記検出部は前記各ヒンジ部の抵抗値の合計を前記感応部の姿勢として検知する、
ことを特徴とする触覚センサ。 The tactile sensor according to any one of claims 1 to 4 ,
The structure includes at least two hinge portions,
Piezoresistors are formed on the surface of each hinge part,
The detection unit detects the total resistance value of each hinge unit as the posture of the sensitive unit;
A tactile sensor characterized by that.
前記各ヒンジ部は同一形状を有し、同一面上に平行して設けられる、
ことを特徴とする触覚センサ。 The tactile sensor according to claim 5 ,
The hinge portions have the same shape and are provided in parallel on the same surface.
A tactile sensor characterized by that.
前記感応部の姿勢を検出する検出部と、
前記構造体のうち少なくとも前記感応部を覆う弾性体と、
を備える触覚センサの製造方法であって、
前記ヒンジ部及び前記感応部の表面にピエゾ抵抗膜を形成する工程と、
前記感応部に磁性体である物質膜を形成する工程と、
前記構造体に対して磁場を加える工程と、
前記構造体のうち少なくとも前記感応部を弾性体により覆う工程と、
を含むことを特徴とする触覚センサの製造方法。 A structure including a sensitive part supported by a hinge part;
A detection unit for detecting the attitude of the sensitive unit;
An elastic body covering at least the sensitive part of the structure;
A tactile sensor manufacturing method comprising:
Forming a piezoresistive film on the surface of the hinge part and the sensitive part;
Forming a magnetic material film on the sensitive part;
Applying a magnetic field to the structure;
Covering at least the sensitive part of the structure with an elastic body;
A method of manufacturing a tactile sensor, comprising:
前記磁場を加える工程は、前記構造体に対して磁場を掛けた状態で、少なくとも前記ヒンジ部の周囲に固体膜を形成する工程を含む、
ことを特徴とする触覚センサの製造方法。 In the manufacturing method of the tactile sensor according to claim 7 ,
The step of applying the magnetic field includes a step of forming a solid film at least around the hinge part in a state where a magnetic field is applied to the structure.
A method for manufacturing a tactile sensor.
ヒンジ部によって前記基板表面から起立した状態で支持された平板状の感応部を備える、カンチレバー構造を有する前記第1の構造体と、
ヒンジ部によって前記基板表面から起立した状態で支持された平板状の感応部を備える、カンチレバー構造を有する前記第2の構造体と、
ヒンジ部によって前記基板表面と平行に支持された平板状の感応部を備える前記第3の構造体と、
前記各感応部の姿勢を検出する検出部と、
少なくとも前記各感応部を覆う弾性体と、
を備え、
前記第3の構造体の感応部の、前記第1の構造体の感応部が起立している方向の反対方向の側に、前記基板に開設された開口部が形成され、
前記各感応部の法線方向が互いに異なること、
を特徴とする触覚センサ。 A substrate comprising at least three structures including a first structure, a second structure, and a third structure;
The first structure having a cantilever structure, comprising a flat plate-like sensitive part supported in a state of being raised from the substrate surface by a hinge part;
The second structure having a cantilever structure, comprising a flat plate-like sensitive portion supported in a standing state from the substrate surface by a hinge portion;
The third structure including a flat plate-like sensitive portion supported in parallel with the substrate surface by a hinge portion;
A detection unit for detecting the posture of each of the sensitive units;
An elastic body covering at least each of the sensitive parts;
With
An opening formed in the substrate is formed on the side of the sensitive portion of the third structure opposite to the direction in which the sensitive portion of the first structure stands.
The normal direction of each sensitive part is different from each other;
Tactile sensor characterized by
を特徴とする請求項9に記載の触覚センサ。 The opening penetrates the substrate;
The tactile sensor according to claim 9 .
前記第1の構造体及び第2の構造体のそれぞれの感応部に磁性体である物質膜が形成され、
前記第3の構造体の感応部に前記物質膜が形成されていないこと、
を特徴とする触覚センサ。 In the tactile sensor according to claim 9 or claim 1 0,
A material film that is a magnetic material is formed on each sensitive part of the first structure and the second structure,
The material film is not formed on the sensitive part of the third structure;
Tactile sensor characterized by
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