JPH0238830A - 接触覚センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［従来の技術］ 近年、産業用ロボットの技術進歩にはめざましいものが
ある。特にロボットのハンドに接触覚センサを取付けて
ロボットを知能化する傾向が益々高まっている。

接触覚センサに要求される性能・条件として次のものが
挙げられる。

■高感度二力を検出する感度が高いこと。Ｓつの素子で
数グラムを検出できることが望ましい。

■高分解能：センサの素子は小型で、密度の高いものが
望まれる。

■広いダイナミックレンジ：できるだけ動作範囲が広く
とれること。

■高信頼性・高耐久性：過酷な環境、長時間の使用に耐
えること。

■直線性とヒステリシス：圧力と出力が比例し、ヒステ
リシスがないこと。

■応答速度：物を把握したとき、その信号が制御部へ早
く伝わること。

■柔軟性二人間の手の皮膚のように軟らかいことが好ま
しい。

■すべり感覚：圧力だけでなく、すべりも検出すること
。

■小を・舟価：薄くて小型で廉価なこと。

これらのいくつかを満足する接触覚センサがいろいろ提
案ないし開発されてきた０例えば、押ボタン方式や導電
ゴム方式などの接触覚センサがある。押ボタン方式の接
触覚センサは、コイルばねで支えられた金属製押ボタン
が通常加圧のない状態では電気的にＯＦＦとなっている
が、加圧されると接点が閉じてＯＮとなるものである。

しかし、この方式はＯＮとＯＦＦの状態しか分からず、
連続的な力の検出には不向きであるという欠点がある。

一方、導電ゴム方式の接触覚センサは、導電ゴムシート
の両面を電極で挟み、センナ表面に力が加わると導電ゴ
ムの電気抵抗（導電率）が低下するのを利用したもので
ある。しかし、この方式にも力とゴムの導電率との間に
非直線性やヒステリシスが生ずるという問題がある。

これら以外に提案されている各種方式の接触覚センサも
それぞれに一長一短があり、十分に満足されていないば
かりか、圧力の方向がいずれも一方向、すなわち接触面
に垂直な方向のみを感するものであり、接触面に平行な
力をも検出するものは極めて少ないのが現状である。

［発明が解決しようとする課題１ 最近、３分力を検出できる接触覚センサが開発される傾
向にある０例えば、水出願人が提案した先願の特願昭ｆ
ｉ２−０４９９！１６号などである。しかし、このよう
な従来の接触覚センナでは、感度および配線の信頼性と
いう点で十分な配慮がなされていなかった。すなわち、
従来の接触覚センサは、感度が低く、かつクロスオーバ
ー（配線の重なり）による断線の心配があり、上記■〜
■に示した諸要求の全てを満足するには至らなかった。

本発明は、上述した従来の欠点を解消し、薄型構造で、
しかも３方向の力をより高い感度で検出し、かつ配線上
もクロスオーバーのない高い信頼性のある接触覚センサ
を提供することを目的とする。

［Ｌｉ！題を解決するための手段１ かかる目的を達成するために、未発明においては、３方
向の力に対応して３組の歪ゲージが配設されているセン
サセルの中央部に受圧柱を設け、受圧柱の上面に力が作
用した時にモーメントの作用によって３組の歪ゲージに
高い応力を発生させるように受圧柱の寸法を設定し、か
つセンサセルに配設された３組の歪ゲージの配線が互い
に瓜なって交叉することのないように構成したことを特
徴とするものである。

［作　用］ 本発明によれば、接触覚センサセル内に３分力Ｆ工、Ｆ
Ｙ、Ｆ、に対応させて歪ゲージをＰＪ単な構造で配置し
、かつセンサセルの中央部に突出させた受圧柱の高さを
その直径の２倍以上に長くして、受圧柱を介してＦ、、
ＦＹ、Ｆ、によるモーメントを作用させるようにしたの
で、受圧柱の上面に水平方向の力が加わったとき、モー
メントの作用によって歪ゲージに大きな歪を発生させて
検出感度を高めることができるので、小型で薄く、高い
感度で３分力を検出でき、かつクロスオーバーのない配
線にしたので断線などの心配が不要となる。

〔実施ｆｆ１ｌ 以下５図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明による接触覚センサの
基本動作を説明する図であり、同図（＾）は上面図、（
Ｂ）は断面図、（Ｃ）は歪ゲージの応力分布図である。

ここで、１はセンサセル（接触覚センサセル）であり、
その外形は正方形で、その中央部には円柱状の受圧柱３
が一体的に突出して形成されている。４はセンサセル１
の外縁部全周に沿って突出させた固定部、５は受圧柱３
と固定部４間に形成された環状溝形の薄肉部である。ｆ
１１内５には本図に図示するような直径方向の位置の２
ケ所に半導体ウェハプロセス等の何らかの方法で歪ゲー
ジ２＾、２Ｂが形成されている。

今、受圧柱３の上面（受圧面）にその面と平行な力Ｆが
作用すると、受圧柱３の腕の長さ１によって受圧柱３に
はモーメントＦＸｊ２が働く、このモーメントによって
、一方の歪ゲージ２＾には圧縮応力（−δ）が、他方の
歪ゲージ２Ｂには引張応力（◆δ）が作用する。そのた
め、このときの両者の歪ゲージ２＾、２Ｂの応力分布は
第１図（Ｃ）に示すようになる。

第２図は、本発明による接触覚センサにおいて３方向の
力Ｆｘ、Ｆ、、Ｆ、を検出するための歪ゲージの配列例
と、各歪ゲージの応力分布を示す。×１とＸ。

はＸ方向の力Ｆ、を検出するための歪ゲージで、薄肉部
５の同−直径上にあり、それぞれ長手方向を半径方向に
揃えである。ＹｌとＹ、はＸ方向の力Ｆ７を検出するた
めの歪ゲージで、歪ゲージＸ１．Ｘ２と直、交する方向
に配設される。ｚｌと２２は垂直方向の力Ｆ２を検出す
るための歪ゲージで、ＸＩ、Ｘｉ、Ｙ＋＋Ｙｚとそれぞ
れ４５°の方向に配設される。

今、第２図（Ａ）においてＦＸの力が本図の矢印のＸ方
向に働いたとすると、第１図と同じように×。

とＸ、の中心線上での応力分布は第２図（Ｃ）のように
なる、すなわち、歪ゲージＸ、側では引張応力（＋６）
が作用し、歪ゲージ×２側では圧縮応力（−６）が作用
する。同様に、第２図（＾）においてＦｙＯ力が本図の
矢印のＸ方向に働いた場合には、歪ゲージＹ、、Ｙ、は
本図（Ｉｌｌ　のような応力分布になる。さらに、ｈの
力が第２図（Ｂ）の矢印のＸ方向（垂直方向）に働いた
場合には、歪ゲージ２．．２２は第２図（Ｅ）のような
応力分布になる。

ただし、いずれも受圧柱３や固定部４での応力は歪ゲー
ジに比べて相対的に極めて小さいので、ゼロとして表示
されている。このような応力分布の最大のとコロニ各歪
ゲージＸ＋、ｌｈ、Ｙ＋、Ｙ２．Ｚｌ、Ｚｔｊｒｒ配設
すれば、最大の検出感度が得られる。

次に、上述の原理に基づいて具体的に実施する場合の配
線等について以下に説明する。特に、第２図（Ａ）に示
すように１つのセンサセル１内に３対の歪ゲージＸ１．
Ｘ２．ＹＩ、’ｈ、Ｚｌ、Ｚ２が共存しテいルので、相
互干渉の問題がある。この問題を解消するために接触覚
センサに加えられる力をどのように分離するかというこ
とと、配線をどのようにするかということについて述べ
る。

まず、上述のり、Ｆｖ、Ｆｚの力がそれぞれ単独に作用
した場合の検出方法について説明する。第３図（＾）　
、　（Ｂ）　、　（Ｃ）はＸ方向の力ＦＸの検出を説明
する図である。同図（Ａ）は第２図（＾）に示した歪ゲ
ージのうちＸＩ、Ｘｉの配線を示し、同図（８）は同図
（＾）ニｙＦ＜　ｔ　カＦ　Ｗが受圧柱３に作用するこ
とによって生じる各歪ゲージ（ＸＩ　、；Ｘ２．ＹＩ　
、Ｙ２．Ｚｌ　、Ｚ２）でのゲージ抵抗の変化を示し、
同図（Ｃ）は歪ゲージＸＩ、Ｘ２で構成されるハーフブ
リッジの等価回路を示す、センサセル１は半導体シリコ
ンで作られ、各歪ゲージは半導体ウェハプロセスで形成
される。また、Ｘｉ（接続端子）６．７．９はこぶ状の
はんだで形成され、各電極６，７．９と歪ゲージＸＩ、
＞ｈを接続する配線８はアルミで形成される。電Ｆｉ６
は出力電圧ｖｘの電極、電極７は接地（アース）Ｇの電
極、電極９はブリッジ電圧（入力電圧）Ｅの電極である
。

第３図（８）は同図（＾）に示すＸ方向の力Ｆヶが受圧
柱３「作用した時に各歪ゲージの抵抗値の変化を示す、
当然のことながら、Ｘ方向の歪ゲージＸにはその長手方
向に加わる引張応力＋δに対応する抵抗値変化ＦＸＩが
生じ、またＸ方向の歪ゲージＸ、にはその長手方向に加
わる圧縮圧カーδに対応する抵抗値変化−ＦＸ２が生ず
る。この時、Ｘ方向の歪ゲージＹ１とＹ２にはほとんど
抵抗値の変化は見られない。しかし、垂直方向の歪ゲー
ジｚ１と２．にはＦ８によるみかけ上の抵抗値の変化、
すなわち中ＦＢＩと−Ｆχ２が現われる。

このような抵抗値の変化から、Ｘ方向の力Ｆつが生じた
ことを読み取るには、単純に十ＦＸＩと−Ｆ１２の抵抗
値の変化を検知すればよい、一方、みかけ上の抵抗値の
変化◆Ｆｉ＋と−ＦＫ２はｐｉｔ−ｐｚｉであるから、
（◆Ｆｚ＋）と（−ｐｚｉ）の和をとれば相殺してゼロ
になり、Ｆ８によるみかけ上のＦ２は検出されない。

上述のような抵抗値の変化は、例えば第３図（Ｃ）　に
示すようなハーフブリッジ回路において、電圧（入力電
圧）Ｅをかけておき、歪ゲージＸ１と歪ゲージＸ、の抵
抗値が変化すれば、出力電圧ｖＸが変化するから、この
出力電圧ｖｘの変化から検知することができる。

第４図（＾）、（Ｂ＞、ｆｃ）はＹ方向の力ＦＹの検出
を説明する図である。なお、同図（＾）と同図（Ｃ）は
前述の第３図（＾）、（Ｃ）と同じような構成であるの
で、その説明は省略する。第４図（８）において、Ｘ方
向の歪ゲージ×１とＸ、には抵抗値の変化はほとんど生
じない、Ｙ方向の歪ゲージＹ、とＹ、には当然のことな
がらそれぞれ◆Ｆｌと−ＦＹ２の顕著な抵抗値の変化を
生じる。この時、垂直方向の歪ゲージｚ１と７２にも◆
Ｆｚｌと−ＦＺ２の抵抗値の変化が生ずるが、（◆Ｆｚ
＋ｌと（−Ｆｚ２１は相殺されるので、垂直方向の力Ｆ
２はみかけ上検出されない、従って、Ｙ方向の力ＦＹの
検、出は歪ゲージＹ、とＹ２の接点とアース０間の電圧
ｖＹを測定するのみで可能である。

第５図（Ａ）　、　（８）　、　（Ｃ）は受圧柱３の表
面に垂直（歪ゲージ設置面に垂直）な力Ｆ２が働いた場
合の検出を説明する図である。同図（＾）は歪ゲージの
配置と＃！線を示し、第２図で説明した歪ゲージＺ、、
Ｚ、の他に、円周方向に長手方向をもつダミーゲージＺ
ｓ　、　Ｚａが配設され、各ゲージ１１〜ｚ４で同図（
Ｃ）　に示すようなフルブリッジ回路を構成している。

９は入力電圧Ｅの電極、１１は出力電圧ｖ２の電極であ
る。歪ゲージＺｌと１２は同じ方向の抵抗値の変化を示
す、歪ゲージ２．と１４は温度補償を３２ねて、かつ歪
が発生しない、すなわち抵抗値の変化のないダミーゲー
ジである。

また、垂直方向の力Ｆ、が作用した場合の応力分布は同
図（８）に示すようになる。すなわち、各歪ゲージＸＩ
　＋Ｘ２．ＹＩ　＋Ｙ２＋ＺＩ　＋Ｚ２は同じ方向で等
しい大ぎさの抵抗値変化を示す。しかし、Ｘ方向の歪ゲ
ージＸｌとＸ、およびＹ方向の歪ゲージＹ、とＹ２の抵
抗値変化は相殺してゼロにすればよい、なぜなら、Ｘ方
向の力Ｆ８やＹ方向の力Ｆ、が働けば、歪ゲージＸ、と
Ｘ、および歪ゲージＹ１とＹ、はそれぞれ異なる方向の
抵抗値変化を示すからである。従って、垂直方向の力Ｆ
２が作用した場合は垂直方向の歪ゲージｚ１と２．の抵
抗値変化、すなわち同図（Ｃ）のブリッジ回路で示す出
力電圧ｖ２を測定すればよいことになる。

次に、２つ以上の力が受圧柱３の表面に同時に作用した
場合のＦｘ、Ｆｙ、Ｆｚの検出について説明する。

第６図（＾）〜（Ｄ）は２つ以上の力が受圧柱３の″表
面に同時に作用した場合の各歪ゲージの抵抗値変化を示
す、同図（＾）はＦ、とＦＶ、同図（８）はＦ、とＦ２
、同図（ＣンはＦ２とＦＸ、同図（［１）はＦ８とＦＹ
とＦ２が同時に作用した場合である。

まず、第６図（＾）において、力Ｆｘとｈが同時に作用
するから歪ゲージｘ１と×２には抵抗値変化ＦＸＩとＦ
Ｘ２が現われるので、第３図（Ｃ）のハーフブリッジを
用いてＦＸＩ　とＦＸ２の和から力Ｆ、が求められる。

同時に、歪ゲージＹ１とＹ２には抵抗値変化Ｆｙ＋とＦ
Ｖ２が現われるから、第４図（Ｃ）のハーフブリッジを
用いてＦ□とＦＹ□の和から力Ｆ、ｔを求めることがで
きる。歪ゲージｚ１とｚ２の抵抗値変化はＦＺＩとＦ２
２であって、出力の方向が異なるので、第５図（Ｃ）の
ブリッジを用いてＦＺＩ　とＦ２２を相殺すれば出力が
ゼロ、すなわち力Ｆ２はみかけ上検出されないことにな
る。なお、同図（＾）において、斜線部は本来の真の出
力、白枠部分は他の力の影響によるみかけの出力を意味
する。このことは同図（８１、（Ｃ１、（Ｄ）において
も同様である。

第６図（Ｂ）では力ＦＹとＦ２が同時に作用した場合で
あるので、Ｘ方向の歪ゲージＸＩとＸ、に垂直方向の力
Ｆ２の影響が現われているが、これは第３図（Ｃ）のハ
ーフブリッジで相殺してゼロとする。Ｙ方向の歪ゲージ
Ｙ、とＹ２には本来の真の出力（ＦＹＩとＦｙｚ）とみ
かけの出力Ｆ２が現われているが、Ｙ、測値をＦＹｌ”
Ｆ２．　Ｙ２側値をＦＩＧ−ＦＺと考えて、両者の和を
とれば、和＝　（Ｆｙｔ＋ＦｚＪ十（Ｆｙｚ−Ｆｚ）”
ｈ＋＋Ｆｙｚ　となってＦ２の項が消えるので、第４図
（Ｃ）のハーフブリッジで純粋にＦＹＩ　とＦＶ２を検
出することができる、垂直方向の歪ゲージ２．と２．に
ついても同様であり、ｚ１側の抵抗値変化ｐｚ＋”Ｆｙ
と２．側の抵抗値変化Ｆ２２−ＦＴの和をとれば、和”
　（Ｆｚｔ”Ｆｙ）”　（Ｆｚｚ−Ｆｙ）・ＦＸ１すＦ
Ｘ２どなってＦＹが消え、第５図（Ｃ）のフルブリッジ
で純粋にＦ、とＦ２を検出することができる。

さらに第６図（Ｃ１は力Ｆ２とＦ、が同時に作用した場
合であるので、上述のＦｚとＦ、が同時に作用した場合
と同じようにして、力Ｆ２とＦアをそれぞれ検出するこ
とができる。すなわち、Ｘ方向の歪ゲージ×１とＸ、に
はそれぞれＦＷｌ”ＦＺとＦＸ２−ＦＺが生ずるので、
第３図（Ｃ）のハーフブリッジでこれらの和をとれば、
和＝　（Ｆｚｔ”Ｆｚ）÷（Ｆｘｚ−Ｆｚ）−ＦＸＩ舎
ＦＸ２となり、Ｆ８が検出される。また、Ｙ方向の歪ゲ
ージＹ１とＹ、では垂直方向の力Ｆ７による影響が同じ
方向に出ているので、第４図（Ｃ）のハーフブリッジで
相殺し・てゼロにできる。垂直方向の歪ゲージｚｌと１
２ではそれぞれＦＺＩ◆Ｆ、とＦ２２−Ｆｘが出ている
ので、第５図（Ｃ）のフルブリッジでこれらの和をとれ
ば、和＝　（ＦｚｒＦｘ）÷（Ｆｘ２−Ｆｘ）　”Ｆｚ
＋◆ＦＺ２となって、垂直方向のＦ、のみが検出できる
。

最後に、第６図（Ｄ）はＸ方向のＦ、とＹ方向のＦｖと
垂直方向のＦ２の３つの力が同時に受圧柱３の表面に作
用した場合の抵抗値変化を示す、この場合も以下のよう
にしてＦＸとＦ、とＦ２の３つの力をそれぞれ分離して
検出できる。

Ｘ方向の歪ゲージＸＩと×２ニおいＴ、（Ｆ＋＋＋＋Ｆ
ｚ）と（ＦＸ２−Ｆ２）の抵抗値変化が出ているので、
その和をとれば、和＝　（Ｆｘｒ”Ｆｚ）”（ＦＹ２−
Ｆｚ）−Ｆｚｔ”Ｆｘｚによって、Ｘ方向の力Ｆ、が求
まる。この場合ＦＹの影響は現われない。

Ｙ方向の歪ゲージＹ１とＹ２においても同じように、Ｆ
Ｘの影響が現われないから、抵抗値変化（ＦＹＩ”ＦＺ
）と（Ｆｙｔ−Ｆｚ）の和をとれば、和＝　（Ｆｙ＋＋
Ｆｚ）＋（Ｆｙｔ−Ｆｚ）−Ｆｙ＋◆ＦＹ２となって、
Ｙ方向の力ＦＹのみを検出できる。

垂直方向の歪ゲージｚ１とｚ２も同様であるが、ＦＸと
ＦＹが同時に影響しているので、このことを考慮して（
Ｆｚ＋◆Ｆｙ”Ｆｘｌ　と（Ｆｚｚ−Ｆｘ−Ｆｖ）の和
をとれば、和−（Ｆｚｔ”Ｆｙ”Ｆｘ）＋（ｈａ−ｈ−
Ｆｙ）−Ｆｚｔ十Ｆ２２　となり、垂直方向の力Ｆ、の
みが検出できる。

要するに、いずれの場合も出力の方向を示す符号（プラ
スとマイナス）を考えて、歪ゲージから出てきた信号の
和をブリッジ電圧（出力電圧）としてとれば、不要な部
分（他の力に影響されて出てくるみかけ上の信号）は除
かれるので、２つ以上の力が同時に加わっても分離して
検出できる。

第７図は１つのセンサセル内に、３方向の力Ｆ、、Ｆ、
、Ｆ、に対応する歪ゲージを有する本発明実施例の接触
覚センサの構造を示す、センサセル１は半導体シリコン
のウェハから形成され、半導体プロセスによって上述の
Ｘ＋、×２．Ｙ＋、’ｈ、Ｌ〜Ｚ４ノ歪ゲージ２が形成
される。また、上述の各電極６，７，９゜１０．１１を
代表して１３の符号で示すと、配線８と電極１３を接続
するためのはんだバンブ１２も半導体プロセスのメツキ
工程で形成することができる。受圧柱３は上述の半導体
シリコンウェハに環状の溝をドライエツチングまたはウ
ェットエツチングによって形成することで得られる。

この場合、受圧柱３は硬脆なシリコンとなるので５その
受圧柱３の表面を保護するためのコーチ面を表皮１５で
覆う必要があるが、このためにセンサセルｌの固定部４
の厚さを受圧柱３よりも少し薄くする。そして、表皮１
５とセンサセル１の固定部４とを接着層１７で接着する
。

一方、はんだバンブ１２は配線基板１４上の各電極１３
の位置と対応させて、はんだ付けにて各アルミ配線８と
接合し、これによりセンサセル１の歪ゲージブリッジか
らの信号をこのはんだバンブ１２の接合部を介して配線
基板１４へ送るように構成する。配線基板１４の上面と
センサセル１の下面の間隙には公知の製造方法により軟
質の接合層１８を充填させ、受圧柱３に作用する力をこ
の接合層１８で支えるようにする。

ここで、受圧柱３の長さを１とし、受圧柱３の直径をｄ
とすると、受圧柱３はρ／ｄの比で規制される、すなわ
ち、高感度にするには望ましくは長さ１ができるだけ大
きく、直径ｄができるだけ小さいほうがよいのであるが
、受圧柱３は薄肉部５や固定部４といフしょに半導体シ
リコンで作成されるので、実際的には３≧ｌｄ≧２の範
囲に規制される。なぜなら、Ｊ２／ｄ＞３では受圧柱３
が根元で折れやすくなる。また、ｆ／ｄ＜２ではモーメ
ントの効果が薄くなるからである。

第８図は第７図のセンサセルｉ内の配線および端子の配
置構成を示す、この配線のパターンも本発明の特徴のひ
とつであり、ハーフブリッジ２組とフルブリッジ１組が
共存していて、それぞれに３〜４個の電極が必要である
が、ブリッジ電圧Ｅと接地Ｇは電ｉ７と９を用いて共有
とし、ＶＸ、ＶＹ。

ｖ２を出力電圧として電極６．１０．１１から取り出せ
るようにしたものである。さらに、配線８はこれらの電
極６，７．９ｊＯ，ＩＩをまわりこみながら、配線同士
がクロスオーバーしないように配置されている。すなわ
ち、クロスオーバーを生じない配線にしたことが本発明
の大きな特徴の１つであり、これによりクロスオーバー
した場合の電気特性の信頼性低下を解消することができ
る。第９図は第８図の配線に対応する等価回路を示す。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、接触覚センサセ
ル内に３分力ＦＸ、ＦＹ、Ｆ２に対応させて歪ゲージを
簡単な構造で配置し、かつセンサセルの受圧柱をその直
径よりも２倍以上に長くしたので、モーメントによる力
の作用が歪ゲージに生じ、その結果３分力の感度の高い
検出が可能となる。また、セル内配線もクロスオーバー
のないようにすることにより、断線などの心配も解消し
た。このため、小型で、薄く、高密度化できて、かつ高
感度で配線上の信頼性も向上するので、この接触覚セン
サをロボットのハンドに取付ければ、ロボットの知能化
を図る上で極めて育効となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）およびｆＢ）は本発明の接触覚センサＤ基
本原理を示す上面図および断面図、同図（Ｃ）（まその
歪センサの応力分布を示す図、第２図（＾）〜（ε）は
３分力に対する本発明の基本動作を説明するための図で
、同図（Ａ）および（Ｂ）は３分力に対応する歪ゲージ
の配置位１を示す下面図および断面図、同図（Ｃ）〜（
Ｅ）は各歪ゲージの応力分布を示す図、 第３図（＾）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）はＸ方向の力の
検出、第４２（＾Ｊ　、　（８１、（Ｃ）はＹ方向の力
の検出、第５図（＾）。 （Ｂ）　、　ｆｃ）は２方向の力の検出を説明する図で
あり、 第３図（＾）、第４図（＾）および第５図（＾）は歪ゲ
ージの配置と結線を示す図、第３図（Ｂ）、第４図（Ｂ
）および第５図（Ｂ）は各歪ゲージの抵抗値の変１ヒを
示す図、第３図（Ｃ）、第４図（Ｃ１および第５図（Ｃ
）は歪ゲージで構成したホイートストンブリッジ回路図
、 第６図（八）　、　ＣＢ）　、　（Ｃ）および（０）は
それぞれＸ方向とＹ方向、Ｙ方向と２方向、２方向とＸ
方向、およびＸ方向とＹ方向とＸ方向の力が加わった時
の各歪ゲージの抵抗値の変化を示す図、第７図は本発明
実店例の接触覚センサの構造を示す断面図、 第８図は第７図のセル内における歪ゲージの配置と結線
を示すセンサセルの下面図、 第９図は第８図の構成の等価回路図である。 １・・・センサセル、 ２．２＾、２Ｂ・・・歪ゲージ、 ＸＩ、Ｘ２１ＹＩ、ＹＩＸ＋、２１ＺＩＺ４　・＝歪ゲ
ージ、３・・・受圧柱、 ４・・・固定部、 ５・・・薄肉部、 ６．７，９，１０．１１．１３・・・電極、８・・・配
線、 １２・・・はんだバンブ、 １４・・・配線基板、 １５・・・表皮、 １６・・・コーティング、 １７・・・接着層、 丘縮免力（−σ〕 第 ■ 図 第３ 図 第２図 第４ 図 第５ 図 実権イ列の酢合図 第７図 を権府りの下面図 第８図 第９ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）３方向の力に対応して３組の歪ゲージが配設されて
   いるセンサセルの中央部に受圧柱を設け、該受圧柱の上
   面に力が作用した時にモーメントの作用によって前記３
   組の歪ゲージに高い応力を発生させるように前記受圧柱
   の寸法を設定し、かつ前記センサセルに配設された前記
   ３組の歪ゲージの配線が互いに重なって交叉することの
   ないように構成したことを特徴とする接触覚センサ。 ２）前記受圧柱の高さが、該受圧柱の直径の２倍以上な
   いし３倍以下であることを特徴とする請求項１記載の接
   触覚センサ。