JP6817905B2 - 感圧センサ並びにこれを備える作業装置及び作業システム - Google Patents
感圧センサ並びにこれを備える作業装置及び作業システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP6817905B2 JP6817905B2 JP2017140903A JP2017140903A JP6817905B2 JP 6817905 B2 JP6817905 B2 JP 6817905B2 JP 2017140903 A JP2017140903 A JP 2017140903A JP 2017140903 A JP2017140903 A JP 2017140903A JP 6817905 B2 JP6817905 B2 JP 6817905B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- extending portion
- extending
- connecting member
- axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
(構成)
図1は本実施形態に係る感圧センサを示す上面図、図2は本実施形態に係る感圧センサを示す斜視図、図3は図1の矢印III−III線による矢視断面図、図4は図1の矢印IV−IV線による矢視断面図である。
押圧子1は、感圧センサ100が対象物に接触したときに、対象物から受ける力(以下、外力と適宜称する)が作用する部分である。本明細書において、対象物とは、感圧センサ100が実装された作業装置により把持されるものを言う。押圧子1は、検出素子2a,2b,2c,2dにより支持されている。押圧子1は、押圧面17、円筒部材12、軸部材14a,15a及びガイド軸部材14b、15bを備えている。
図1に示すように、検出素子2a〜2dは、上方から見て、押圧子1からショルダー部材3a〜3dに向かってX軸及びY軸に沿って延在するように、押圧子1(押圧面17)に対して十字状に設けられている。図3,4に示すように、本実施形態では、検出素子2b,2dは、一方の端部が固定部材5b,5dに接続し、押圧子1の軸部材14a,15aに巻きつけられ、ガイド軸部材14b,15bによりショルダー部材3b,3d側にガイドされて、他方の端部が固定部材5b,5dに接続するように設けられている。つまり、本実施形態では、検出素子2b,2dは、一端側を他端側に向かって折り返して形成されるループ部24と、ループ部24の一方の端部からショルダー部材3b,3d側に延在する第1延在部25と、ループ部24の他方の端部からショルダー部材3b,3d側に延在する第2延在部26とを備えている。本実施形態では、第1延在部25と第2延在部26とは、ガイド軸部材14b,15bにより積層されて重なり合うように形成されている。
ショルダー部材3b,3dは、検出素子2b,2dを支持する部材である。本実施形態では、ショルダー部材3b,3dは、上方から見て、押圧面17の各辺と対向するようにベース部材4の外縁部に配置されている(図1を参照)。なお、本実施形態では、ショルダー部材3b,3dについて説明したが、ショルダー部材3a,3cも同様である。
ベース部材4は、押圧子1の脚部18の下端部との間に隙間を有するように、押圧子1の下方に設けられている。本実施形態では、ベース部材4は、上方から見て、正方形に形成されている(図1を参照)。上述したように、ベース部材4には穴部13が形成されている。穴部13には、押圧子1の円筒部材12が挿入されている。
図3,4に示すように、固定部材5b,5dは、ベース部材4の下方に設けられている。固定部材5b,5dは、検出素子2b,2dの電極と結合(係合)する信号取り出し部(後述する)を取り入れることができるように構成されている。なお、本実施形態では、固定部材5b,5dについて説明したが、固定部材5a,5cも同様である。
図1,2に示すように、カバー部材6は、押圧子1、検出素子2a〜2d、ショルダー部材3a〜3d及びベース部材4の一部又は全部を覆うように押圧子1の上方に設けられている。カバー部材6は、柔軟性を有すると同時に高い靭性、耐圧縮性を有する部材で形成することができる。本実施形態では、カバー部材6は、高強度の高分子材料(ゲル)やシリコンゴムで形成されている。
押圧子1の動作について説明する。
図6は、検出素子と信号取り出し部との第1の接続方法を説明する図である。以下、検出素子2eと信号取り出し部20eを接続する場合を例に挙げて説明する。
図7は、検出素子と信号取り出し部との第2の接続方法を説明する図である。以下、検出素子2fと信号取り出し部20fを接続する場合を例に挙げて説明する。
図8は、検出素子と信号取り出し部との第3の接続方法を説明する図である。以下、検出素子2gと信号取り出し部20gを接続する場合を例に挙げて説明する。
(1)本実施形態に係る感圧センサ100は、外力の作用により、X軸、Y軸及びZ軸に沿って移動可能かつX軸、Y軸及びZ軸周りに回転可能に構成された押圧子1と、伸縮量及び捻り量に応じた電荷を発生させる複数の検出素子2と、複数の検出素子の端部に接続されたベース部材4とを備え、複数の検出素子2で押圧子1を支持している。そのため、外力が作用して押圧子1が傾倒し、複数の検出素子2で発生した伸縮量及び捻れ量に応じた電荷量を検出することで、外力の大きさ及び作用方向を把握することができる。そのため、感圧センサ100の構造を複雑化することなく、シンプルな構成で外力の大きさ及び作用方向を検出することができる。加えて、本実施形態に係る感圧センサ100では、押圧子1を複数の検出素子2で支持しているため、複数の検出素子2に外力が直接的に作用することを回避することができ、その分、複数の検出素子の耐久性を向上させることができる。
(構成)
図9は、本実施形態に係る作業装置の一構成例を表す概略図である。図9において、上記第1実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
力入力連結部材106の回転軸108に動力部からの動力が作用されると、力入力連結部材106は、回転軸107を中心にして反時計回り(図9において、左回り)に回転移動する。このとき、不図示の回転制御装置により、第1の接触部材110の回転軸107を中心とする回転移動、第2の接触部材115の回転軸111を中心とする回転移動、及び第3の接触部材121の回転軸117を中心とする回転移動が抑止される。力入力連結部材106が回転軸107を中心にして回転移動すると、回転軸109に連結した第1の力伝達連結部材112が反時計回りに回転移動する。第1の力伝達連結部材112が反時計回りに回転移動すると、回転軸113を介して第1の力伝達連結部材112と連結した第1の拘束連結部材114及び第2の力伝達連結部材118も反時計回りに回転移動する。第2の力伝達連結部材118が反時計回りに回転移動すると、回転軸119を介して第2の力伝達連結部材118と連結した第3の力伝達連結部材123が反時計回りに回転移動する。第3の力伝達連結部材123が反時計回りに回転移動すると、回転軸124が回転軸122を中心に反時計回りに回転する。このようにして、力入力連結部材106の回転軸108に動力部からの動力が作用させて力入力連結部材106を回転移動させ、かつ不図示の回転制御装置に所定の動作をさせることで、第4の接触部材125を回転軸122を中心にして反時計回りに回転移動させ、感圧センサ110dを対象物に接触させることで、対象物の把持等の作業を実行する。
本実施形態では、第1実施形態と同様の効果に加えて以下の効果が得られる。
(構成)
図10は、本実施形態に係る作業システムの一構成例を表す概略図である。図10において、上記第2実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
図11は、本実施形態に係る作業システムの動作手順を示すフローチャートである。本実施形態では、対象物518を把持、移動、配置の一連の動作手順を例に挙げて説明する。
本実施形態では、上述した各実施形態と同様の効果に加えて以下の効果が得られる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した各実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、各実施形態の構成の一部を削除することも可能である。
2a,2b,2c,2d 検出素子
4 ベース部材
Claims (11)
- 外力の作用により、X軸、Y軸及びZ軸に沿って移動可能かつ前記X軸、前記Y軸及び前記Z軸周りに回転可能な押圧子と、
前記押圧子に接続され、伸縮量及び捻り量に応じた電荷を発生させる複数の検出素子と、
前記複数の検出素子の端部に接続されたベース部材とを備え、
前記押圧子は、前記複数の検出素子で支持されていることを特徴とする感圧センサ。 - 請求項1に記載の感圧センサにおいて、
前記押圧子と、前記複数の検出素子と、前記ベース部材の一部又は全部とを覆うカバー部材を備えることを特徴とする感圧センサ。 - 請求項1に記載の感圧センサにおいて、
前記押圧子は、前記ベース部材に向かって延在する円筒部材を備え、
前記円筒部材は、前記ベース部材に形成された穴部に隙間を有して挿入されていることを特徴とする感圧センサ。 - 請求項1に記載の感圧センサにおいて、
前記検出素子は、圧電性を有する樹脂であって、厚みが薄い短冊状に形成されていることを特徴とする感圧センサ。 - 請求項4に記載の感圧センサにおいて、
前記検出素子は、一端側を他端側に向かって折り返して形成されたループ部と、前記ループ部の一方の端部から前記ベース部材側に延在する第1延在部と、前記ループ部の他方の端部から前記ベース部材側に延在する第2延在部とを備え、前記第1延在部と前記第2延在部とが重なり合うように形成されていることを特徴とする感圧センサ。 - 請求項5に記載の感圧センサにおいて、
前記押圧子は、前記ループ部が巻きつけられる軸部材と、前記第1延在部及び前記第2延在部を前記ループ部から前記ベース部材側に誘導するガイド軸部材とを備えることを特徴とする感圧センサ。 - 請求項5に記載の感圧センサにおいて、
前記検出素子は、前記第1延在部の端部と前記第2延在部の端部とが前記検出素子の厚み方向に離間するように形成されており、
前記第1延在部の端部における前記ループ部の内側面に相当する面に第1電極パッドが設けられ、前記第2延在部の端部における前記ループ部の内側面及び外側面に相当する面に第2電極パッドが設けられていることを特徴とする感圧センサ。 - 請求項5に記載の感圧センサにおいて、
前記検出素子は、前記第1延在部の端部と前記第2延在部の端部とがその延在方向にずれて重ならないように、かつ、前記第2延在部の端部が前記検出素子の幅方向に分割され厚み方向に離間するように形成されており、
前記第2延在部の端部のうち、一方の端部における前記ループ部の内側面に相当する面に第1電極パッドが設けられ、他方の端部における前記ループ部の外側面に相当する面に第2電極パッドが設けられていることを特徴とする感圧センサ。 - 請求項5に記載の感圧センサにおいて、
前記検出素子は、前記第1延在部の端部と前記第2延在部の端部とがその延在方向にずれて重ならないように形成されており、
前記第1延在部の端部における前記ループ部の外側面に相当する面に第1電極パッドが設けられ、前記第2延在部の端部における前記ループ部の内側面に相当する面に第2電極パッドが設けられていることを特徴とする感圧センサ。 - 多関節指部と、
前記多関節指部に対向するように配置された固定把持部材とを備え、
前記多関節指部は、
動力部に接続され、前記動力部からの力を入力する力入力連結部材と、
前記力入力連結部材に接続し、前記力入力連結部材に入力された力を伝達する力伝達連結部材と、
前記力入力連結部材に接続し、作業対象物に接触する接触部材と、
前記力伝達連結部材と前記接触部材とを連結する拘束連結部材と、
前記力伝達連結部材、前記接触部材及び前記拘束連結部材を相互に連結する複数の回転軸とを備え、
前記接触部材に請求項1に記載の感圧センサが実装されていることを特徴とする作業装置。 - 請求項10に記載の作業装置と前記作業装置を支持するアーム部と、を備える、
前記アーム部を制御する制御部と、
前記アーム部を撮像する撮像装置とを備えることを特徴とする作業システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017140903A JP6817905B2 (ja) | 2017-07-20 | 2017-07-20 | 感圧センサ並びにこれを備える作業装置及び作業システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017140903A JP6817905B2 (ja) | 2017-07-20 | 2017-07-20 | 感圧センサ並びにこれを備える作業装置及び作業システム |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019020326A JP2019020326A (ja) | 2019-02-07 |
JP2019020326A5 JP2019020326A5 (ja) | 2020-03-05 |
JP6817905B2 true JP6817905B2 (ja) | 2021-01-20 |
Family
ID=65355274
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017140903A Active JP6817905B2 (ja) | 2017-07-20 | 2017-07-20 | 感圧センサ並びにこれを備える作業装置及び作業システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6817905B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5526700A (en) * | 1995-09-29 | 1996-06-18 | Akeel; Hadi A. | Six component force gage |
SE516113C2 (sv) * | 1998-03-20 | 2001-11-19 | Sune Synnelius | Griporgan med segmenterade armar |
JP6064660B2 (ja) * | 2013-02-19 | 2017-01-25 | セイコーエプソン株式会社 | 力検出装置、ロボット、電子部品搬送装置、および電子部品検査装置 |
JP6476730B2 (ja) * | 2014-10-21 | 2019-03-06 | セイコーエプソン株式会社 | 力検出装置及びロボット |
-
2017
- 2017-07-20 JP JP2017140903A patent/JP6817905B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019020326A (ja) | 2019-02-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11597095B2 (en) | Systems and methods for providing contact detection in an articulated arm | |
Kappassov et al. | Tactile sensing in dexterous robot hands | |
US9975250B2 (en) | Force detecting device, robot, electronic component conveying apparatus | |
JP6252241B2 (ja) | 力検出装置、およびロボット | |
US9869597B1 (en) | Compound strain gage carrier for multi-axis force/torque sensing | |
US11413760B2 (en) | Flex-rigid sensor array structure for robotic systems | |
US11642796B2 (en) | Tactile perception apparatus for robotic systems | |
US11273555B2 (en) | Multimodal sensor array for robotic systems | |
US20150343634A1 (en) | Robot, robot system, and control method | |
JP2014163870A (ja) | 力検出装置、ロボット、電子部品搬送装置、電子部品検査装置、部品加工装置および移動体 | |
CN109211442A (zh) | 力检测装置以及机器人 | |
JP6817905B2 (ja) | 感圧センサ並びにこれを備える作業装置及び作業システム | |
JP2015166706A (ja) | 力検出装置、ロボット、電子部品搬送装置、電子部品検査装置および部品加工装置 | |
US11433555B2 (en) | Robotic gripper with integrated tactile sensor arrays | |
Obinata et al. | Vision based tactile sensor using transparent elastic fingertip for dexterous handling | |
US10960551B2 (en) | Sensor system and robot hand | |
JP6241204B2 (ja) | 力検出装置およびロボット | |
JP2020131378A (ja) | ハンドおよびロボット | |
CN218592998U (zh) | 机械臂末端执行器、机械臂和机器人 | |
CN218592999U (zh) | 机械臂末端执行器、机械臂和机器人 | |
JP2018063258A (ja) | 力検出装置、およびロボット | |
WO2023047630A1 (ja) | ロボット装置およびその制御方法 | |
KR102420528B1 (ko) | 소프트 그리퍼용 접촉력 센서 | |
CN117405168A (zh) | 一种用于机械手感知物体可变形性的柔性触觉传感器 | |
JP2021156710A (ja) | センサー構造 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200121 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200121 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201014 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201027 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201113 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201208 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201225 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6817905 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |