JPH01121730A - Sensor circuit of tactile sensor - Google Patents

Sensor circuit of tactile sensor

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JPH01121730A
JPH01121730A JP27834887A JP27834887A JPH01121730A JP H01121730 A JPH01121730 A JP H01121730A JP 27834887 A JP27834887 A JP 27834887A JP 27834887 A JP27834887 A JP 27834887A JP H01121730 A JPH01121730 A JP H01121730A
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JP
Japan
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electrodes
circuit
output
sensor
electrode
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Application number
JP27834887A
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Japanese (ja)
Inventor
Kikuo Kanetani
金谷 喜久雄
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Yokohama Rubber Co Ltd
Original Assignee
Yokohama Rubber Co Ltd
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Publication of JPH01121730A publication Critical patent/JPH01121730A/en
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Abstract

PURPOSE:To make a device simple and compact and to drive it by a small- capacity power source by providing the tactile sensor made of pressure-sensitive conductive rubber and the sensor circuit which is arranged on the same board with output switches for respective electrodes. CONSTITUTION:A couple of electrodes are arranged at each pressing force detection point across the pressure conductive rubber which varies in resistance value with pressing force, electrodes for one polarity of each voltage Eij are divided into a power source side where the electrodes are arranged as many as power source switch circuits Sj in parallel to one another, and one of the circuits Sj and electrodes in each group are connected mutually by conductors. Further, electrodes for the other polarity are divided into an output group where they are arranged as many as output switch circuits Si in parallel at right angles to the dividing direction of the power source side group, and a circuit Si and an electrode Eij in each group are connected mutually by a conductor. The sensor circuit 1 where the tactile sensor made of the pressure- sensitive conductive rubber and circuits Sj for the respective electrodes Eij are arranged on the same board is provided and driven effectively by the small- capacity power source.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、物体の形状を触覚によって認識したり、壊れ
易い物体、又は重量物の把持力を調節しながら把持する
ロボットハンドなどに適する触覚システムのセンサ回路
に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention provides a tactile sense suitable for a robot hand that recognizes the shape of an object by tactile sensation, and that grips fragile objects or heavy objects while adjusting the gripping force. This relates to the sensor circuit of the system.

〔従来技術〕[Prior art]

触覚によって物体の形状を認識するには、該物体の形状
、例えば輪郭に相当する部分を触覚によって認識し、形
状を判断することことができる。かかる場合に使用する
触覚センサとして、物体にセンサを押し付けたときの測
定点に加わる圧力を検出するようにしたものが開発され
ている。このようなセンサは、例えば手で物を掴むよう
に面接触により物を把持するロボットに応用すると、各
部分に加わる力を加減して把持させることができるなど
、各種の応用的用途開発が行われている。
In order to recognize the shape of an object by the sense of touch, the shape of the object, for example, a portion corresponding to the outline, can be recognized by the sense of touch and the shape can be determined. A tactile sensor used in such cases has been developed that detects the pressure applied to a measurement point when the sensor is pressed against an object. When such sensors are applied to robots that grip objects through surface contact, such as the way they grip objects with their hands, they can be used to grip objects by adjusting the force applied to each part. It is being said.

したがって、前記押圧測定点は数が多いほど形状認識な
どの検出精度が高くなるので、押圧力に応じて抵抗が変
化する感圧導電ゴムシートを、例えばほぼ32CIX3
2QIlの測定面に対して4096個(縦横にそれぞれ
64個配列)もの測定点を有する触覚システムの開発が
行われている。この分布型の触覚センサの前記押圧力検
出回路として従来第3図に示すような回路が提案されて
いる。
Therefore, the greater the number of pressure measurement points, the higher the detection accuracy such as shape recognition.
A haptic system is being developed that has as many as 4096 measurement points (64 arranged vertically and horizontally) on a 2QIl measurement surface. A circuit as shown in FIG. 3 has been proposed as the pressing force detection circuit of this distributed type tactile sensor.

図においてこの分布型触角センサ1は、図示しない前記
感圧導電ゴムの裏側に配置した一対の電極Eij(i=
0〜8m〜8m+7〜63、j=0〜n−1、n、、n
千1〜63:全数=4096個)のそれぞれに、FET
、抵抗、ダイオードから成るスイッチS ij (i 
−0〜8m〜8m+7〜63、j=0〜n−1、n、n
+l〜63:全数=4096個)を導線2により接続し
たものである。
In the figure, this distributed antenna sensor 1 has a pair of electrodes Eij (i=
0~8m~8m+7~63, j=0~n-1, n, , n
1,001 to 63: Total number = 4,096)
, a resistor, and a diode S ij (i
-0~8m~8m+7~63, j=0~n-1, n, n
+l~63: total number = 4096 pieces) are connected by conducting wire 2.

前記電極Eijは、第3図に示すように櫛形に形成した
電極Epと電極Eoとを互い契合的に組み合せ、−辺が
ほぼ5 +uの大きさの四角形をしたものである。なお
前記電極Epは電源側に接続する電極を、また電極Eo
はアウトプット側に接続する電極をそれぞれ意味してい
る。そして、この電極EijO上(荷重側)に感圧導電
ゴム3を配置したものである。図では感圧導電ゴム3は
電極と同じ大きさとしているが、通常はシート状とした
ものに個々の電極Eijを貼り付けるようにしている。
As shown in FIG. 3, the electrode Eij is formed by combining a comb-shaped electrode Ep and an electrode Eo in an interlocking manner, and has a rectangular shape with a negative side of approximately 5 + u. Note that the electrode Ep is the electrode connected to the power supply side, and the electrode Eo is the electrode connected to the power supply side.
respectively mean the electrodes connected to the output side. A pressure-sensitive conductive rubber 3 is placed on this electrode EijO (load side). In the figure, the pressure-sensitive conductive rubber 3 is shown to have the same size as the electrodes, but usually the individual electrodes Eij are attached to a sheet-like material.

前記のとおり触覚センサ1はほぼ32cI!1角の大き
さのセンサボードに4千金個のスイッチを取付ける必要
があり、その上に各型Ws E pに電源を供給する導
線4を接続するのでこれらを配線する作業能率が極めて
悪いという問題がある。
As mentioned above, tactile sensor 1 is approximately 32 cI! It is necessary to install 4,000 gold switches on a sensor board that is the size of one square, and the conductor wire 4 that supplies power to each type of WsEp is connected to it, so the work efficiency of wiring these is extremely low. There is.

そこで第3図に示す従来例では、スイッチを小型化して
触覚センサ1に組み込み配線作業を容易にし、且つ装置
をコンパクトとするために、スイッチ素子としてFET
を使用したスイッチ回路を1×8セル、ビンピッチを1
.26 mmとしたハイブリッドIC3として1枚のス
イッチ用ボードに纏め、前記触覚センサ1の背後に配置
している。
Therefore, in the conventional example shown in FIG. 3, in order to miniaturize the switch, incorporate it into the tactile sensor 1, facilitate wiring work, and make the device compact, an FET is used as the switch element.
The switch circuit using 1 x 8 cells, the bin pitch is 1
.. A hybrid IC 3 having a diameter of 26 mm is assembled into one switch board and placed behind the tactile sensor 1.

しかしながらかかる従来の方法は、第3図のセンサ回路
の場合、個々の電極Eijを配設したセンサボードとス
イッチSijを配設したスイッチボードとを接続する導
線2をほぼ511間隔で4096本配線する必要があり
、その上に電源用導線4(第4図)を接続する必要があ
るので配線作業、及び装置組付は作業能率が極めて悪い
という問題がある。
However, in the case of the sensor circuit shown in FIG. 3, this conventional method requires wiring 4096 conductive wires 2 at approximately 511 intervals to connect the sensor board on which the individual electrodes Eij are arranged and the switch board on which the switches Sij are arranged. Since it is necessary to connect the power supply conductor 4 (FIG. 4) thereon, there is a problem in that the work efficiency of wiring work and device assembly is extremely low.

しかも前記のとおり多数の導線2が林立した状態で触覚
センサ1の裏に配置するために、該触覚センサ1を裏か
ら保持する手段がな(、強度を増すためには、センサボ
ード自体を頑丈に製造する必要があり、薄型、軽量とす
ることが困難であるという問題がある。
Moreover, as mentioned above, since a large number of conducting wires 2 are arranged behind the tactile sensor 1, there is no means to hold the tactile sensor 1 from the back (in order to increase the strength, the sensor board itself must be made sturdy). However, there is a problem in that it is difficult to make it thin and lightweight.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、以上の問題を解決するために成されたもので
あり、感圧導電ゴムから成る触角センサと、各電極毎の
出力用スイッチとを同じボードに配設できるセンサ回路
を有するセンサ回路とすることによって、装置の簡素化
、コンパクト化を可能とし、より容量の小さい電源で駆
動させることができる触角システムのセンサ回路を提供
することを目的としている。
The present invention has been made to solve the above problems, and provides a sensor circuit having a sensor circuit in which a tactile sensor made of pressure-sensitive conductive rubber and an output switch for each electrode can be arranged on the same board. By doing so, the present invention aims to provide a sensor circuit for an antenna system that can simplify and downsize the device and can be driven by a power source with a smaller capacity.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

以上の目的を達成するための本発明の触覚システムのセ
ンサ回路の構成は、分布型触角センサと、一つの電源に
並列して接続したスイッチ素子から成る電源スイッチと
、一つの出力端子に並列して接続した複数の出力スイッ
チとから成り、前記分布型触角センサは、複数の押圧力
検出点毎に、押圧力に応じて抵抗値が変化する感圧導電
ゴムを介して一対の電極を配置し、且つ各電極の一方の
極性の電極を、前記複数の電源用スイッチと同数で、し
かも互いに並列的に配置する電源側群に分割し、且つ前
記電源用スイッチ回路のいずれか一つと各群内の電極と
を導体によって接続し、また前記電極のもう一方の極性
の電極を、前記複数の出力用スイッチと同数で、しかも
互いに並列的に、且つ前記電源側群の分割方向と交差す
る方向に配列する出力側群に分割し、しかも前記出力用
スイッチと各群内の電極とを導体によって接続したこと
を特徴とするものである。
The configuration of the sensor circuit of the tactile system of the present invention to achieve the above object is as follows: a distributed tactile sensor, a power switch consisting of a switch element connected in parallel to one power source, and a power switch consisting of a switch element connected in parallel to one output terminal. The distributed tactile sensor has a pair of electrodes arranged at each of a plurality of pressing force detection points via a pressure-sensitive conductive rubber whose resistance value changes depending on the pressing force. , and the electrodes of one polarity of each electrode are divided into power supply side groups having the same number as the plurality of power switches and arranged in parallel with each other, and connecting with any one of the power switch circuits in each group. and the electrodes of the other polarity of the electrodes are connected by a conductor, and the electrodes of the other polarity are connected in the same number as the plurality of output switches, in parallel with each other, and in a direction crossing the dividing direction of the power supply side group. The device is characterized in that it is divided into arrayed output side groups, and the output switch and the electrodes in each group are connected by conductors.

前記感圧導電ゴムとは、カーボンなどの導電性粒子をシ
リコーンゴムなどの弾性体に分散して含有させ、通常は
シート状としてシート上の各検出点に電極を配して使用
するもので、通常の状態では絶縁体としての抵抗値を示
し、該ゴム弾性体を押圧する力に対応して抵抗値が低減
するゴム状物である。該感圧導電ゴムは、通常は予めシ
ート状に成形したものを使用するが、塗料状としたもの
を塗布・被覆して電極上に膜を形成させることもできる
。ただし、本発明を実施する際には、感圧導電ゴムシー
トを使用せず、電極毎に該感圧導電ゴムを配することも
できる。
The pressure-sensitive conductive rubber is a material in which conductive particles such as carbon are dispersed and contained in an elastic body such as silicone rubber, and is usually used in the form of a sheet with electrodes arranged at each detection point on the sheet. It is a rubber-like material that exhibits a resistance value as an insulator in a normal state, and whose resistance value decreases in response to the force that presses the rubber elastic body. The pressure-sensitive conductive rubber is usually used in the form of a sheet, but it can also be coated with a paint to form a film on the electrode. However, when carrying out the present invention, the pressure-sensitive conductive rubber sheet may not be used, and the pressure-sensitive conductive rubber sheet may be provided for each electrode.

即ち、押圧力検出用の電極を互いに群分は方向が交差す
る電源側群と出力側群とに分割し、該群内の電極を導線
により連結し、該導線に電源スイッチと出力スイッチと
を設ける構成は、スイッチの数を従来の電極の数と同数
から群の数に低減させるように作用する。具体的には第
3図に示した64X64の基盤目状に配置した電極の場
合には、従来4096個必要とした出力スイッチを64
個にまで低減させることができる。
That is, the electrodes for detecting pressing force are divided into a power supply side group and an output side group whose directions intersect with each other, the electrodes in the groups are connected by a conductive wire, and a power switch and an output switch are connected to the conductor wire. The arrangement provided serves to reduce the number of switches from the same number of conventional electrodes to the number of groups. Specifically, in the case of electrodes arranged in a 64x64 grid pattern as shown in Figure 3, the number of output switches that conventionally required 4096 can be reduced to 64.
It can be reduced to .

前記出力スイッチには、高入力インピーダンス、低雑音
、低歪、好ましい温度安定性を有するFETが適するが
、装置を小型化するためにはオープンコレクタ型TTL
ICまたはMOS−ICなどから成るデコーダを使用す
ることが好ましい。例えば出力スイッチにFETを使用
する場合、そのゲート部の開閉をオープンコレクタ型T
TLのハイ信号により行うためには、第3図に示したス
イッチ回路のようにゲートのインピーダンスを引き下げ
るために抵抗R0でプルアップする回路を使用してもよ
く、また好ましい回路としては、0MO3−ICから成
るデコーダを使用し、FETのゲートを駆動する信号の
出力端子と、FETのゲートとを結合コンデンサを介し
て接続し、同時に抵抗からなる分圧回路によって作動用
電圧を印加するようにした回路を使用することもできる
。後者の回路はセンサ回路全体の作動電流を小容量とす
ることが可能となる。
An FET with high input impedance, low noise, low distortion, and favorable temperature stability is suitable for the output switch, but an open collector type TTL is suitable for miniaturizing the device.
Preferably, a decoder consisting of an IC or MOS-IC is used. For example, when using an FET for the output switch, the opening/closing of the gate part is an open collector type T.
In order to perform this with the high signal of TL, a circuit that pulls up the gate impedance using a resistor R0 may be used to lower the gate impedance, as in the switch circuit shown in FIG. Using an IC decoder, the output terminal of the signal that drives the FET gate is connected to the FET gate via a coupling capacitor, and at the same time an operating voltage is applied using a voltage divider circuit made of resistors. A circuit can also be used. The latter circuit allows the operating current of the entire sensor circuit to be reduced to a small capacity.

好ましい電源用スイッチとしては、ディジタルトランジ
スタ、その地間等の性能を有するスイッチング回路を用
いることができる。
As a preferable power switch, a switching circuit having the performance of a digital transistor or the like can be used.

本発明に使用し得る電極は、第3図に示したような横型
電極の外、感圧導電ゴムを両側から挾むように配置する
電極を使用することもできる。
In addition to the horizontal electrode as shown in FIG. 3, electrodes that can be used in the present invention may be electrodes arranged so as to sandwich pressure-sensitive conductive rubber from both sides.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は、出力用スイッチに0MO3−ICを使用した
一実施例による触角システムのセンサ回路を示すもので
ある。本実施例の触角システムのセンサ部には、はぼ3
2cmX32cmの触覚センサ上に載置した物体の形状
認識を行うために縦横それぞれ64個(計4096ft
M)の検出点を基盤目状に配置し、各検出点に電極Ei
jを配置したものを使用した。また第2図は2番目の電
源用導線j  N=1)に沿う感圧導電ゴム3の断面と
ここに配置した電極Eij(i=2゜j=1)に接続す
る電源及び出力回路とを示したものである。なお機能的
に第3図と同様の部材には同じ番号を付し対応を容易に
した。なお第2図の電極は、回路構成を理解し易くする
ために各極性の電極を感圧導電ゴムを挾んで配置して記
載した。
FIG. 1 shows a sensor circuit of a antenna system according to an embodiment in which an OMO3-IC is used as an output switch. The sensor part of the antenna system of this example includes
In order to recognize the shape of an object placed on a 2cm x 32cm tactile sensor, 64 sensors were installed vertically and horizontally (4096ft in total).
The detection points of M) are arranged in a matrix pattern, and each detection point has an electrode Ei.
I used the one where j was placed. In addition, Figure 2 shows the cross section of the pressure-sensitive conductive rubber 3 along the second power supply conductor j N = 1) and the power supply and output circuit connected to the electrode Eij (i = 2゜j = 1) placed here. This is what is shown. It should be noted that the same numbers are attached to the members that are functionally similar to those in FIG. 3 to facilitate correspondence. The electrodes in FIG. 2 are shown with electrodes of each polarity sandwiched between pressure-sensitive conductive rubber to facilitate understanding of the circuit configuration.

本実施例に使用したFETから成る64個の出力スイッ
チSiを駆動するマルチプレクサ3には型番が74HC
238のハイ信号出力の0MO5−IC(表面実装用:
日本電気In製、以下同じ)M+〜M6を使用し、電源
用スイッチSjを駆動するマルチプレクサ4には、型番
が74HC13Bのロー信号出力の0MO3−IC,N
、〜Noを使用した。これらはいづれの素子も3セレク
ト入力、3イネーブル入力の条件によって8出カライン
の1つをデコードする3−to−8デコーダである。
The multiplexer 3 that drives the 64 output switches Si consisting of FETs used in this example has a model number of 74HC.
0MO5-IC with 238 high signal outputs (for surface mounting:
The multiplexer 4 that drives the power switch Sj uses 0MO3-IC, N which has a low signal output and has a model number of 74HC13B.
, ~No. Each of these elements is a 3-to-8 decoder that decodes one of eight output lines depending on the conditions of three select inputs and three enable inputs.

したがって、それぞれ64個のスイッチsi。Therefore, each 64 switches si.

sjを開閉するためには、それぞれ74HC138及び
238を8個使用する必要がある。したがって8個のI
Cを制御するためのデコーダとしてマルチプレクサ3.
4のそれぞれに前記74HC138M9 、Mloを使
用した。なお本図の電源用スイッチsjには、通常のデ
ィジタルトランジスタ(DTB)を使用した。
To open and close sj, it is necessary to use 8 pieces of 74HC138 and 238, respectively. Therefore, 8 I
multiplexer 3 as a decoder for controlling C.
4, the above 74HC138M9 and Mlo were used. Note that a normal digital transistor (DTB) is used as the power switch sj in this figure.

さてセンサ1のFETから成る出力スイッチSiを駆動
する回路Ciは、マルチプレクサ3の64個のi番目の
出力ピンとスイッチSiのFETのゲートとの間を結合
コンデンサCで接続し、図に示すように一3ボルトのバ
イアス電圧を抵抗R2及びR3から成る分圧回路によっ
て印加した。なお図のDは回り込み電流カット用ダイオ
ードである。
Now, the circuit Ci that drives the output switch Si consisting of the FET of the sensor 1 connects the 64 i-th output pin of the multiplexer 3 and the gate of the FET of the switch Si with a coupling capacitor C, as shown in the figure. A bias voltage of 13 volts was applied by a voltage divider circuit consisting of resistors R2 and R3. Note that D in the figure is a diode for cutting the sneak current.

スイッチSiを作動させる電圧は、単にFETの開閉レ
ベルを作るだけの電流容量があればよい。したがってF
ETのゲートに加える電圧(−3ボルト)は、触覚セン
サを作動させる5ボルト電源から得た。即ち、図示しな
い制御装置の出力端子5の24.25番ビンから供給さ
れる5VによってRC発撮回路を発振させ、得られた交
流電圧の負の電圧をトランジスタ及び定電圧ダイオード
で構成する一3ボルトを得る定電圧回路10から供給す
るようにした。
The voltage for operating the switch Si only needs to have a current capacity sufficient to create the switching level of the FET. Therefore F
The voltage applied to the gate of the ET (-3 volts) was obtained from the 5 volt power supply that activated the tactile sensor. That is, the RC oscillation circuit is oscillated by 5V supplied from the 24th and 25th bins of the output terminal 5 of the control device (not shown), and the negative voltage of the obtained AC voltage is converted into a 13-volt circuit configured with a transistor and a constant voltage diode. The voltage is supplied from a constant voltage circuit 10 that obtains volts.

本実施例のセンサ回路の特徴の一つは、このようにFE
Tのゲートのバイアス電圧−3Vも含め単一電源によっ
てすべてを賄うことができる点にある。
One of the features of the sensor circuit of this embodiment is that the FE
The advantage is that everything, including the bias voltage of -3V for the gate of T, can be provided by a single power supply.

次に本実施例の動作を説明する。各電極Eijの電源用
マルチプレクサ4には、制御装置5の出力端子5の第1
1〜16ピン及び第19ピン(イネイブルインプット用
)から電源用スイッチSj の走査用アドレス信号が与
えられ、また出力用マルチプレクサ3には第1〜6ピン
及び第9ピン(イネイブルインプット用)から出力スイ
ッチSiの走査用アドレス信号が与えられる、それぞれ
の信号は、レシーバ回路11及び12によって作動信号
を整えたのち、デコーダM1〜M6、N1〜N8のA−
Cピンに与え、前記各デコーダM1〜M e 、N 1
〜N6をそれぞれ操作する信号は、デコーダM9及びM
u、)のA−Cピンに与える。
Next, the operation of this embodiment will be explained. The power supply multiplexer 4 of each electrode Eij has a first output terminal 5 of the control device 5.
The scanning address signal of the power switch Sj is supplied from pins 1 to 16 and the 19th pin (for enable input), and the output multiplexer 3 is supplied with the address signal for scanning from pins 1 to 6 and pin 9 (for enable input). The scanning address signals of the output switches Si are applied to the respective signals, which are processed into operating signals by the receiver circuits 11 and 12, and then sent to the A- of the decoders M1 to M6 and N1 to N8.
C pin and each of the decoders M1 to M e , N 1
~N6, respectively, are sent to decoders M9 and M
u,) to the A-C pins.

デコーダM9、M、oではそれぞれデコーダM1〜Me
 、N 1〜N6のいずれが一つを作動させる信号が当
該デコーダに順次与えられ、この信号によって作動状態
となったデコーダM 1.−。
Decoders M9, M, and o each have decoders M1 to Me.
, N1 to N6 are sequentially applied to the corresponding decoders, and the decoders M1.,N6 are activated by this signal. −.

又はMa 、N 7.−・、又はN6がら順次作動させ
るスイッチSj 、Siを開成するハイ信号が出力する
ことによって、順次個々の電極Eijに電圧が印加され
、その際に押圧力に応じた電流が出力端子7から取り出
される。
or Ma, N7. By outputting a high signal to open the switches Sj and Si, which are activated sequentially from - or N6, a voltage is sequentially applied to each electrode Eij, and at that time, a current corresponding to the pressing force is taken out from the output terminal 7. It will be done.

本発明の出力用スイッチSiは、第1図に示した駆動回
路Ci以外に、例えば第3図に示したスイッチ回路によ
って実施することもできる。
The output switch Si of the present invention can be implemented, for example, by a switch circuit shown in FIG. 3, in addition to the drive circuit Ci shown in FIG.

以下に従来例によるスイッチ回路に対し第1図のスイッ
チ回路の特徴を説明する。
The characteristics of the switch circuit shown in FIG. 1 will be explained below in comparison with the conventional switch circuit.

即ち、出力用スイッチ素子にFETを使用する場合、第
3図ではゲート部の開閉をTTLのオープンコレクタの
Hによるために、ゲートのインピーダンスを引き下げる
必要から抵抗R1(例えば1にΩ)でプルアップする必
要がある。
In other words, when using an FET as an output switching element, in Figure 3, the opening and closing of the gate section is done by the H of the TTL open collector, so it is necessary to lower the impedance of the gate, so it is pulled up with a resistor R1 (for example, 1Ω). There is a need to.

この場合ゲートを開くためのハイ信号を出力する時間は
、全時間の1/64(電極線iは64本あるから)であ
り、後の63/64の時間の出力はLであるので、1に
Ωの抵抗に例えば10、mA程度の電流が流れることに
なる。これは他の63本についても同様であるから、全
体として640mAとなりかなりの発熱量となる。
In this case, the time to output the high signal to open the gate is 1/64 of the total time (because there are 64 electrode lines i), and the output during the subsequent 63/64 time is L, so 1 For example, a current of about 10 mA flows through the resistance of Ω. This is the same for the other 63 wires, so the total amount of heat is 640 mA, which is a considerable amount of heat.

これに対し第1図の出力スイッチ回路Si は、作動電
流をμアンペアオーダーに低下させることができるので
、全体の電流容量を大幅に低減させることができ、電源
電力容量を小さくし、したがって発熱量も小さくするの
でセンサ回路の小型化を可能とすることができる。
On the other hand, the output switch circuit Si shown in Fig. 1 can reduce the operating current to the μ ampere order, so the overall current capacity can be significantly reduced, the power supply capacity can be reduced, and the heat generation amount can be reduced. Since the sensor circuit is also made smaller, it is possible to downsize the sensor circuit.

更に第1図のセンサ回路を使用した場合には、FETを
開閉する電流は前記のとおり極めて小さい容量でよいの
で、FETのゲートに与えるバイアス電圧(−3V)は
、センサ回路に使用する5Vの電源電圧から作ることが
てきる。したがって、従来使用されていた出力スイッチ
回路(例えば第3図)は、+5ボルトと一5ボルトとの
2電源を必要したものを単一電源とすることができるの
で回路の簡素化しコンパクトな装置とすることができる
という特徴もある。
Furthermore, when the sensor circuit shown in Figure 1 is used, the current that opens and closes the FET requires an extremely small capacity as described above, so the bias voltage (-3V) applied to the gate of the FET is equal to the 5V used in the sensor circuit. It can be made from the power supply voltage. Therefore, the conventionally used output switch circuit (for example, Fig. 3), which required two power supplies of +5 volts and 15 volts, can be used with a single power supply, simplifying the circuit and making it a compact device. It also has the feature of being able to

以上説明した実施例のセンサ回路の利点を要約すると、
従来4096個必要とした出力スイッチを64個に低減
し、+5ボルトの単一電源で該センサ回路を駆動するこ
とかでき、したがって使用部品点数が減少し、回路の単
純化が可能となり、出カスインチ駆動回路に流れる電流
値が低減し、1枚のセンサボードに触覚センサ及びセン
サ回路を組付けて小型、軽量化と強度増強が可能とする
ことができた。
To summarize the advantages of the sensor circuit of the embodiment described above,
The number of output switches that conventionally required 4096 has been reduced to 64, and the sensor circuit can be driven with a single +5 volt power supply, thus reducing the number of parts used, simplifying the circuit, and increasing the output in inches. The current value flowing through the drive circuit was reduced, and by assembling the tactile sensor and sensor circuit onto a single sensor board, it was possible to make it smaller, lighter, and stronger.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明の触覚画像システムのセンサ
回路は、分布型触角センサ、一つの電源に並列して接続
したスイッチ素子から成る電源スイツチ回路、一つの出
力端子に並列して接続した複数の出力スイッチ回路から
成り、前記分布型触角センサは、複数の押圧力検出点毎
に、押圧力に応じて抵抗値が変化する感圧導電ゴムを介
して一対の電極を配置し、且つ各電極の一方の極性の電
極を、前記複数の電源用スイッチ回路と同数で、しかも
互いに並列的に配置する電源側群に分割し、且つ該電源
用スイッチ回路のいずれか一つと各群内の電極とを導体
によって接続し、また前記電極のもう一方の極性の電極
を、前記複数の出力用スイッチ回路と同数で、したも互
いに並列的に、且つ前記電源側群の分割方向と交差する
方向に配列する出力側群に分割し、しかも該出力用スイ
ッチ回路と各群内の電極とを導体によって接続する構成
としたので以下の効果を得ることができる。
As explained above, the sensor circuit of the tactile image system of the present invention includes a distributed tactile sensor, a power switch circuit consisting of a switch element connected in parallel to one power source, and a plurality of sensor circuits connected in parallel to one output terminal. Consisting of an output switch circuit, the distributed antenna sensor has a pair of electrodes arranged at each of a plurality of pressing force detection points via a pressure-sensitive conductive rubber whose resistance value changes according to the pressing force. The electrodes of one polarity are divided into power supply side groups having the same number as the plurality of power switch circuits and arranged in parallel with each other, and connecting any one of the power switch circuits to the electrodes in each group. connected by a conductor, and the electrodes of the other polarity are arranged in the same number as the plurality of output switch circuits, in parallel with each other, and in a direction intersecting the dividing direction of the power supply side group. Since the output switch circuit is divided into output groups and the output switch circuit and the electrodes in each group are connected by conductors, the following effects can be obtained.

(1)  例えば触覚センサに配置する押圧力検出用電
極を4倍とした場合、本発明のセンサ回路に使用する出
力スイッチ回路の数、付帯する部品数は2倍で済む。
(1) For example, if the number of pressing force detection electrodes arranged in a tactile sensor is increased by four times, the number of output switch circuits and the number of accompanying parts used in the sensor circuit of the present invention can be doubled.

(2)触角画像システムのように数千の電極を使用する
場合には極めて有利となり、でも少ないスイッチ回路数
としたので、1枚のセンサボードに触覚センサとその駆
動回路とを組み込むことが可能となり、触覚センサ及び
そのセンサ回路の小型、軽量化できる。
(2) This is extremely advantageous when thousands of electrodes are used, such as in a tactile imaging system, but since the number of switch circuits is small, it is possible to incorporate the tactile sensor and its drive circuit into a single sensor board. Therefore, the tactile sensor and its sensor circuit can be made smaller and lighter.

(3)前記のとおりセンサボードを1枚とすることによ
ってボードの補強が容易となるので頑丈な構造とするこ
とができ、重量物や強い押圧力の掛る形状認識や、ロボ
ットハンドなど利用範囲を拡大することができる。
(3) As mentioned above, by using only one sensor board, the board can be reinforced easily, resulting in a sturdy structure, which can be used for applications such as heavy objects, shape recognition that requires strong pressure, and robot hands. Can be expanded.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は一実施例による触角システムのセンサ回路図、
第2図は第1図を感圧導電ゴムを断面によって示した図
、第3図は従来の触覚システムのセンサ回路図、第4図
は第3図に使用している横型電極の斜視図である。 ■・・・センサ部、3・・・出力側マルチプレクサ、4
・・・電源マルチプレクサ、8・・・感圧導電ゴム、9
・・・電源側極性の電極、10・・・出力側極性の電極
、E i j−電極、M+ =Ma 、 N+ 〜Ne
o−CMO3−ICから成るダコーダ、Si・・・出力
スイッチ、Sj・・・電源スイッチ。 代理人 弁理士 小 川 信 −
FIG. 1 is a sensor circuit diagram of an antenna system according to an embodiment;
Figure 2 is a cross-sectional view of the pressure-sensitive conductive rubber shown in Figure 1, Figure 3 is a sensor circuit diagram of a conventional tactile system, and Figure 4 is a perspective view of the horizontal electrode used in Figure 3. be. ■...Sensor section, 3...Output side multiplexer, 4
...Power multiplexer, 8...Pressure-sensitive conductive rubber, 9
... Power supply side polarity electrode, 10... Output side polarity electrode, E i j- electrode, M+ = Ma, N+ ~ Ne
Dacoder consisting of o-CMO3-IC, Si...output switch, Sj...power switch. Agent Patent Attorney Nobuo Ogawa −

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 分布型触角センサと、一つの電源に並列して接続したス
イッチ素子から成る電源スイッチと、一つの出力端子に
並列して接続した複数の出力スイッチとから成り、前記
分布型触角センサは、複数の押圧力検出点毎に、押圧力
に応じて抵抗値が変化する感圧導電ゴムを介して一対の
電極を配置し、且つ各電極の一方の極性の電極を、前記
複数の電源用スイッチと同数で、しかも互いに並列的に
配置する電源側群に分割し、且つ前記電源用スイッチ回
路のいずれか一つと各群内の電極とを導体によって接続
し、また前記電極のもう一方の極性の電極を、前記複数
の出力用スイッチと同数で、したも互いに並列的に、且
つ前記電源側群の分割方向と交差する方向に配列する出
力側群に分割し、しかも前記出力用スイッチと各群内の
電極とを導体によって接続したことを特徴とする触覚シ
ステムのセンサ回路。
The distributed antenna sensor consists of a power switch consisting of a switch element connected in parallel to one power source, and a plurality of output switches connected in parallel to one output terminal. A pair of electrodes are arranged at each pressing force detection point via pressure-sensitive conductive rubber whose resistance value changes according to the pressing force, and each electrode has the same number of electrodes of one polarity as the plurality of power switches. Furthermore, the circuit is divided into power supply side groups arranged in parallel with each other, and any one of the power switch circuits and the electrodes in each group are connected by a conductor, and the electrode of the other polarity of the electrodes is connected to the power switch circuit. , divided into output side groups having the same number as the plurality of output switches, arranged in parallel with each other and in a direction crossing the division direction of the power supply side group, and furthermore, the output switches and the output switches in each group are A sensor circuit for a tactile system characterized by connecting an electrode with a conductor.
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