JP7384336B2 - 圧力・近接センサおよび圧力・近接センサシートおよび着座位置検出システム。 - Google Patents
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Description
以下に、本発明の第1の実施態様における圧力・近接センサ1の構成を図1、図2を用いて説明する。ポリエステル撚糸で織った布帛やフェルト地などの非導電性基布20を挟んで、上面側に導電糸で形成された導電部30と、下面側に非導電糸で形成された絶縁部40が互いに交絡して刺繍されている。(形成方法は別途説明)なお、非導電性基布20はポリエステル繊維やフェルト以外にナイロン繊維、アクリル繊維等の合成繊維や綿繊維等の天然繊維、キュプラ、レーヨン等の再生繊維、可撓性を有するポリエステルフィルム(PETフィルム)などのプラスチックフィルムから作製されたものであっても構わない。また、導電糸としては金属繊維又は金属繊維と非導電性繊維を交撚したものであっても構わないが、ポリエステルやナイロンの表面に銀メッキを施した繊維を撚糸した縫い糸が好適である。
本発明の第1の実施態様の変形例の圧力・近接センサ2の構成を図3、図4を用いて説明する。非導電性基布20を挟んで、上面側に導電糸で形成された導電部30と下面側に非導電糸で形成された絶縁部40が設けられており、さらに、検出部30a全体と導電通路部30bを覆うように上面側に第2の非導電糸で形成されたカバー部53と、非導電性基布20を挟んで座面部40a全体と、リード部40bを覆うように第3の非導電糸で形成されたカバー部54が設けられている。なお、カバー部53とカバー部54は第2の非導電糸と第3の非導電糸を交絡して刺繍で作製されている。
本発明の第2の実施態様における圧力・近接センサ3の刺繍部の構造を図8~図10を用いて説明する。非導電性基布20と下糸41の間にはポリエチレン(PE)フィルムやポリ塩化ビニル(PVC)フィルムなどの薄い可撓性の絶縁シート60が設けられており、非導電性基布20と絶縁シート60を介して上糸31と下糸41とを交絡して刺繍が形成されている。本図では絶縁シート60は非導電性基布20と下糸41の間に設けて説明するが、非導電性基布20と上糸31の間、または非導電性基布20の両側に設けてもよい。
図13は本発明の圧力・近接センサ1を用いて、その特性を評価した実験例1の写真であり、圧力・近接センサ1の端子部30cには静電容量検出部80が接続されている。該静電容量検出部80はスイッチトキャパシタフィルタ(SCF)を内蔵した静電容量評価ボード(例えば、ルネサスエレクトロニクス株式会社、RX130)であり、静電容量の変化はSCFにより電流量の変化に変換され、電流量に応じて発振周波数が変化する回路から出力されるパルスをカウントすることで評価した。また、発振波形において100ms毎に含まれるパルス数のことをカウント値Cとよび、このカウント値Cで生体の接近、接触にともなう静電容量の変化を評価した。
着座位置検出システム200の全体構成を図17に示す。車椅子90の座面には、導電性縫い糸で刺繍された圧力・近接センサシート120が置かれその上面に絶縁クッション91が載せられている。圧力・近接センサシート120の各端子部30c(図示せず)は前述したように静電容量検出部80に接続され、さらに、静電容量検出部80で出力するカウント値Cを取り込み評価するパーソナルコンピュータなどの演算処理部81に接続されている。
ここで、下添え字iはセンサのチャンネル番号(i=1,2,・・・・・・,10)とする。
各チャンネルの圧力・近接センサの応答の時系列を見ると、着座開始のベルが鳴った直後の6s付近で着座動作がおこなわれ、その後8sから15s付近までは安定した着座状態が継続し、立ち上がり開始のベルが鳴った直後の16s付近で立ち上がり動作がおこなわれたことが読み取れる 。
ここで、xi, yiは座面座標上の原点Eから各チャンネル番号の電極部の中心の座標までの符号付きのX方向の距離またはY方向の距離であり、数1、数2の式は、X方向の距離またはY方向の距離によって重み付けをしたセンサ応答評価値の総和を表している。また、その符号が臀部の中心が位置する座面座標の象限を表すものとして定義している。
10:電極部
11:配線部
20、70、71:非導電性基布
30:導電部
30a:検出部
30b:導電通路部
30c:端子部
31:上糸
40:絶縁部
40a:座面部
40b:リード部
40c:終端部
41:下糸
51、52、53、54:カバー部
53a:検出カバー部
53b:導電通路カバー部
54a:座面カバー部
54b:リードカバー部
60:絶縁シート
75:導電ブロック
76:生体
77:絶縁ブロック
80:静電容量検出部
81:演算処理部
90:車椅子
91:絶縁クッション
92:治具
100、110、120:圧力・近接センサシート
200:着座位置検出システム
Claims (4)
- 非導電性基布と、
該非導電性基布の片面若しくは両面に設けた可撓性の絶縁シートと、
一方を導電糸、他方を非導電糸若しくは第2の導電糸とし、前記非導電性基布及び前記絶縁シートを介して前記導電糸と前記非導電糸若しくは前記第2の導電糸が交絡し刺繍で形成された電極部と、
該電極部の一部と接続され、前記非導電性基布及び前記絶縁シートを介して前記導電糸と前記非導電糸若しくは前記第2の導電糸が交絡し刺繍で形成された配線部と、
前記電極部及び前記配線部の少なくとも一部を覆うように非導電部で被覆したカバー部と、
を備え、前記電極部と被検体との間の静電容量の変化に基づいて前記被検体との距離及び圧力を検出する圧力・近接センサであって、
前記絶縁シートが溶融して前記電極部と前記配線部とが前記非導電性基布に固着されていることを特徴とする圧力・近接センサ。 - 非導電性基布と、
該非導電性基布の片面若しくは両面に設けた可撓性の絶縁シートと、
一方を導電糸、他方を非導電糸若しくは第2の導電糸とし、前記非導電性基布及び前記絶縁シートを介して前記導電糸と前記非導電糸若しくは前記第2の導電糸が交絡し刺繍で形成された複数の電極部と、
複数の前記電極部の一部とそれぞれ接続され、前記非導電性基布及び前記絶縁シートを介して前記導電糸と前記非導電糸若しくは前記第2の導電糸が交絡し刺繍で形成された複数の配線部と、
複数の前記電極部及び複数の前記配線部の少なくとも一部を覆うように非導電部で被覆した複数のカバー部と、
を備え、複数の前記電極部と被検体との間の静電容量の変化に基づいて前記被検体との距離及び圧力を検出する圧力・近接センサシートであって、
前記絶縁シートが溶融して複数の前記電極部と複数の前記配線部とが前記非導電性基布に固着されていることを特徴とする圧力・近接センサシート。 - 複数の前記電極部を前記圧力・近接センサシートの中央部に対して、前後略対称又は左右略対称又はその両方に配置したことを特徴とする請求項2に記載の圧力・近接センサシート。
- 請求項2又は請求項3に記載の圧力・近接センサシートと、
該圧力・近接センサシートの複数の前記配線部の一端に設けられた複数の端子部と接続され、複数の前記電極部と前記被検体との間の静電容量を計測する静電容量検出部と、
複数の前記電極部から得られる静電容量の変化に基づいて、前記被検体の位置を求める演算処理部と、
前記圧力・近接センサシートの表面又は裏面に配設した絶縁性緩衝部材、
とを具備する着座位置検出システム。
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