JPH05131387A - ロボツトハンド用掌感圧センサ - Google Patents
ロボツトハンド用掌感圧センサInfo
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- JPH05131387A JPH05131387A JP3293199A JP29319991A JPH05131387A JP H05131387 A JPH05131387 A JP H05131387A JP 3293199 A JP3293199 A JP 3293199A JP 29319991 A JP29319991 A JP 29319991A JP H05131387 A JPH05131387 A JP H05131387A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構造でロボットハンドの掌部に取り付
けやすく、信号処理が容易であり、対象物との接触力を
精度よく検出できる掌用の感圧センサを提供する。 【構成】 ロボットハンド用掌感圧センサは、外方から
の力を受ける部分（１ａ）が少なくとも弾性変形可能と
された受圧部材（１）と、この受圧部材（１）の内部に
形成された空洞層（２）に充填される非圧縮性流体
（５）と、この非圧縮性流体（５）に一部で接触するよ
うに設けられた圧力検出器（３）とを備える。
けやすく、信号処理が容易であり、対象物との接触力を
精度よく検出できる掌用の感圧センサを提供する。 【構成】 ロボットハンド用掌感圧センサは、外方から
の力を受ける部分（１ａ）が少なくとも弾性変形可能と
された受圧部材（１）と、この受圧部材（１）の内部に
形成された空洞層（２）に充填される非圧縮性流体
（５）と、この非圧縮性流体（５）に一部で接触するよ
うに設けられた圧力検出器（３）とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ロボットハンド用の感
圧センサに係り、特にロボットハンドの掌感圧センサに
関する。
圧センサに係り、特にロボットハンドの掌感圧センサに
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、複数の指を有するロボットハンド
についての研究はその指先で対象物を安定に把持して操
り動作を行わせることについてのものが主であった。
についての研究はその指先で対象物を安定に把持して操
り動作を行わせることについてのものが主であった。
【０００３】一方、人の手で行うような作業をロボット
ハンドにさせる場合、ロボットハンドの指先のみででき
る作業は限られており、指先のみでなくロボットハンド
の掌全体で対象物を扱う必要が度々ある。指先のみでな
くロボットハンドの掌全体で対象物を扱うためには、ロ
ボットハンドの指の関節に作用する力を検出するセンサ
だけではなく、ロボットハンドの掌が対象物と接触して
いる位置、接触力あるいは接触状態を検出するセンサが
必要となる。
ハンドにさせる場合、ロボットハンドの指先のみででき
る作業は限られており、指先のみでなくロボットハンド
の掌全体で対象物を扱う必要が度々ある。指先のみでな
くロボットハンドの掌全体で対象物を扱うためには、ロ
ボットハンドの指の関節に作用する力を検出するセンサ
だけではなく、ロボットハンドの掌が対象物と接触して
いる位置、接触力あるいは接触状態を検出するセンサが
必要となる。
【０００４】従来、ロボットハンドに関するこの種のセ
ンサとしては、触覚センサとして主に指先用に開発や試
作が行われた例がある。
ンサとしては、触覚センサとして主に指先用に開発や試
作が行われた例がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の感圧センサの多くは感圧素子をマトリクス状に多数個
配置したもので高価であり、複雑な構造を有し、また検
出用の信号線の処理が複雑である。さらに、これらの感
圧センサの多くは掌の形状に沿った取り付けを行いにく
いという問題点があった。
の感圧センサの多くは感圧素子をマトリクス状に多数個
配置したもので高価であり、複雑な構造を有し、また検
出用の信号線の処理が複雑である。さらに、これらの感
圧センサの多くは掌の形状に沿った取り付けを行いにく
いという問題点があった。
【０００６】また、感圧素子をマトリクス状に多数個配
置した場合には、素子と素子の間に不感帯ができ、広い
範囲に渡って接触力を検出できないという問題点があっ
た。
置した場合には、素子と素子の間に不感帯ができ、広い
範囲に渡って接触力を検出できないという問題点があっ
た。
【０００７】ロボットハンドの掌部分を用いて把持作業
を実行させるには、簡単な構造でロボットハンドの掌部
に取り付けやすく、信号処理が容易であり、対象物との
接触力を精度よく検出できる掌用の感圧センサが必要と
される。しかしながら、これらの要請を満たす感圧セン
サは未だ存在していないのが実情である。
を実行させるには、簡単な構造でロボットハンドの掌部
に取り付けやすく、信号処理が容易であり、対象物との
接触力を精度よく検出できる掌用の感圧センサが必要と
される。しかしながら、これらの要請を満たす感圧セン
サは未だ存在していないのが実情である。
【０００８】そこで本発明の目的は、上記従来技術の有
する問題点を解消し、簡単な構造でロボットハンドの掌
部に取り付けやすく、信号処理が容易であり、対象物と
の接触力を精度よく検出できる掌用の感圧センサを提供
することである。
する問題点を解消し、簡単な構造でロボットハンドの掌
部に取り付けやすく、信号処理が容易であり、対象物と
の接触力を精度よく検出できる掌用の感圧センサを提供
することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、外方からの力を受ける部分が少なくとも
弾性変形可能とされた受圧部材と、この受圧部材の内部
に形成された空洞層に充填される非圧縮性流体と、この
非圧縮性流体に一部で接触するように設けられた圧力検
出器とを備えることを特徴とする。
に、本発明は、外方からの力を受ける部分が少なくとも
弾性変形可能とされた受圧部材と、この受圧部材の内部
に形成された空洞層に充填される非圧縮性流体と、この
非圧縮性流体に一部で接触するように設けられた圧力検
出器とを備えることを特徴とする。
【００１０】
【作用】受圧部材の外方から力を受ける部分が外方から
力を受けて弾性変形し、この弾性変形により空洞層に充
填された非圧縮性流体が圧力を受け、この圧力を非圧縮
性流体に一部で接触するように設けられた圧力検出器に
伝達する。
力を受けて弾性変形し、この弾性変形により空洞層に充
填された非圧縮性流体が圧力を受け、この圧力を非圧縮
性流体に一部で接触するように設けられた圧力検出器に
伝達する。
【００１１】
【実施例】以下本発明によるロボットハンド用掌感圧セ
ンサの実施例を図１乃至図５を参照して説明する。
ンサの実施例を図１乃至図５を参照して説明する。
【００１２】図１にロボットハンド用掌感圧センサの外
観を示す。図１に示したロボットハンド用掌感圧センサ
を符号Ａ−Ａから見た縦断面を図２に示す。
観を示す。図１に示したロボットハンド用掌感圧センサ
を符号Ａ−Ａから見た縦断面を図２に示す。
【００１３】図２において、符号１は弾性部材から成る
受圧部材を示し、受圧部材１の内部には空洞層２が形成
され、空洞層２には非圧縮性流体５が充填されている。
空洞層２は図５に示すロボットハンドの掌３１の表面に
沿うように形成されている。受圧部材１のうち外方から
の力を受ける受圧部分１ａは受圧部材１の他の部分に比
べて薄い肉厚を有し、外方から受けた力を非圧縮性流体
５に伝達しやすいようになっている。また、受圧部材１
の底部には管状部４が形成されている。
受圧部材を示し、受圧部材１の内部には空洞層２が形成
され、空洞層２には非圧縮性流体５が充填されている。
空洞層２は図５に示すロボットハンドの掌３１の表面に
沿うように形成されている。受圧部材１のうち外方から
の力を受ける受圧部分１ａは受圧部材１の他の部分に比
べて薄い肉厚を有し、外方から受けた力を非圧縮性流体
５に伝達しやすいようになっている。また、受圧部材１
の底部には管状部４が形成されている。
【００１４】また、非圧縮性流体５と管状部４の内部で
接触するように圧力検出器３が設けられている。圧力検
出器３の流体接触部１５が管状部４に挿入されている。
接触するように圧力検出器３が設けられている。圧力検
出器３の流体接触部１５が管状部４に挿入されている。
【００１５】また、受圧部材１と圧力検出器３との間に
は受圧部材１と略同幅の支持部材６が介在する。この支
持部材６の基底部１０の両端部には立上り部１１ａ、１
１ｂが設けられ、受圧部材１は立上り部１１ａおよび立
上り部１１ｂの間に嵌入されるようになっている。支持
部材５の基底部１０の上面１０ａには穴部１２が形成さ
れており、この穴部１２に圧力検出器３の流体接触部１
５が挿入される。基底部１０の下面１０ｂには対向する
リブ１３ａ、１３ｂが設けられ、これらのリブ１３ａ、
１３ｂによって形成された凹部１４に圧力検出器３の底
部１６が挿入される。底部１６の高さはリブ１３ａ、１
３ｂの高さと略同一になっている。底部１６が凹部１４
に挿入された圧力検出器３は蓋部１８によって保持され
る。
は受圧部材１と略同幅の支持部材６が介在する。この支
持部材６の基底部１０の両端部には立上り部１１ａ、１
１ｂが設けられ、受圧部材１は立上り部１１ａおよび立
上り部１１ｂの間に嵌入されるようになっている。支持
部材５の基底部１０の上面１０ａには穴部１２が形成さ
れており、この穴部１２に圧力検出器３の流体接触部１
５が挿入される。基底部１０の下面１０ｂには対向する
リブ１３ａ、１３ｂが設けられ、これらのリブ１３ａ、
１３ｂによって形成された凹部１４に圧力検出器３の底
部１６が挿入される。底部１６の高さはリブ１３ａ、１
３ｂの高さと略同一になっている。底部１６が凹部１４
に挿入された圧力検出器３は蓋部１８によって保持され
る。
【００１６】なお、圧力検出器３からの信号線は蓋部１
８を抜けて図示しない信号処理部に送られる。
８を抜けて図示しない信号処理部に送られる。
【００１７】図３は、受圧部材１、支持部材６および圧
力検出器３の分解斜視図である。図３から明らかなよう
に、本実施例のロボットハンド用掌感圧センサは極めて
簡単に構成されている。
力検出器３の分解斜視図である。図３から明らかなよう
に、本実施例のロボットハンド用掌感圧センサは極めて
簡単に構成されている。
【００１８】また、図５に示すように、ロボットハンド
用掌感圧センサはロボットハンド３０の掌部３１に互い
に隣接して複数取りつけることができる。この場合、支
部部材６の長手方向端部分７ａを互いに隣接させて配列
する。なお、支部部材６の開方側端部７に位置する受圧
部材１の側面１ｂを互いに接触させて配置することも可
能である。
用掌感圧センサはロボットハンド３０の掌部３１に互い
に隣接して複数取りつけることができる。この場合、支
部部材６の長手方向端部分７ａを互いに隣接させて配列
する。なお、支部部材６の開方側端部７に位置する受圧
部材１の側面１ｂを互いに接触させて配置することも可
能である。
【００１９】次にこのような構成からなる本実施例の作
用について説明する。
用について説明する。
【００２０】ロボットハンド用掌感圧センサがロボット
ハンドの掌部３１に取り付けられており、ロボットハン
ドの掌部３１を用いて作業対象物を把持すると、受圧部
材１の受圧部分１ａが作業対象物から力を受けて弾性変
形する。この弾性変形により空洞層２に充填された非圧
縮性流体５が圧力を受け、この圧力を非圧縮性流体５に
接触する圧力検出器３に伝達して、掌部３１が作業対象
物を把持する力を検出する。
ハンドの掌部３１に取り付けられており、ロボットハン
ドの掌部３１を用いて作業対象物を把持すると、受圧部
材１の受圧部分１ａが作業対象物から力を受けて弾性変
形する。この弾性変形により空洞層２に充填された非圧
縮性流体５が圧力を受け、この圧力を非圧縮性流体５に
接触する圧力検出器３に伝達して、掌部３１が作業対象
物を把持する力を検出する。
【００２１】上述のように本実施例の構成によれば、受
圧部材１と非圧縮性流体５と圧力検出器３と支持部材６
とからロボットハンド用掌感圧センサを簡単な構成で構
成することができる。
圧部材１と非圧縮性流体５と圧力検出器３と支持部材６
とからロボットハンド用掌感圧センサを簡単な構成で構
成することができる。
【００２２】また、ロボットハンド用掌感圧センサの構
成が簡単であるので、安価なロボットハンド用掌感圧セ
ンサを提供することができる。また、従来の感圧素子を
マトリクス状に多数個配置したものと異なり、信号線の
処理を簡単にすることができる。
成が簡単であるので、安価なロボットハンド用掌感圧セ
ンサを提供することができる。また、従来の感圧素子を
マトリクス状に多数個配置したものと異なり、信号線の
処理を簡単にすることができる。
【００２３】また、非圧縮性流体５を圧力伝達媒介とし
て用いているので、従来の感圧素子をマトリクス状に多
数個配置したものと異なり、素子と素子の間に不感帯が
できず、広い範囲に渡って精度良く接触力を検出するこ
とができる。この結果、把持している対象物を指で操る
場合に対象物と掌表面との接触点が回転により変化して
も、接触点に依存せずに一様に動作中の接触力を検出す
ることができる。
て用いているので、従来の感圧素子をマトリクス状に多
数個配置したものと異なり、素子と素子の間に不感帯が
できず、広い範囲に渡って精度良く接触力を検出するこ
とができる。この結果、把持している対象物を指で操る
場合に対象物と掌表面との接触点が回転により変化して
も、接触点に依存せずに一様に動作中の接触力を検出す
ることができる。
【００２４】また、支持部材６を設けているので、ロボ
ットハンドの掌部３１に容易に取り付けることができ
る。
ットハンドの掌部３１に容易に取り付けることができ
る。
【００２５】また、支持部材６の基底部１０の両端部に
は立上り部１１ａ、１１ｂが設けられているので、受圧
部材１を容易に支持部材６に取り付けることができる。
は立上り部１１ａ、１１ｂが設けられているので、受圧
部材１を容易に支持部材６に取り付けることができる。
【００２６】また、支持部材６の基底部１０の両端部に
は立上り部１１ａ、１１ｂが設けられているので、複数
のロボットハンド用掌感圧センサをロボットハンドの掌
部３１に互いに隣接して取り付けることができる。
は立上り部１１ａ、１１ｂが設けられているので、複数
のロボットハンド用掌感圧センサをロボットハンドの掌
部３１に互いに隣接して取り付けることができる。
【００２７】また、支持部材６は受圧部材１と略同幅で
あり、支部部材６の開方側端部７に位置する受圧部材側
面１ｂを接触するように隣接させることができるので、
複数のロボットハンド用掌感圧センサをロボットハンド
の掌部３１に互いに密接させて取り付けることができ
る。この結果、ロボットハンド用掌感圧センサをロボッ
トハンドの掌部３１に複数設けた場合でも、掌感圧セン
サと他の掌感圧センサとの間に不感帯をできないように
することができる。
あり、支部部材６の開方側端部７に位置する受圧部材側
面１ｂを接触するように隣接させることができるので、
複数のロボットハンド用掌感圧センサをロボットハンド
の掌部３１に互いに密接させて取り付けることができ
る。この結果、ロボットハンド用掌感圧センサをロボッ
トハンドの掌部３１に複数設けた場合でも、掌感圧セン
サと他の掌感圧センサとの間に不感帯をできないように
することができる。
【００２８】また、大きな力を検出する場合は受圧部１
ａの肉厚を厚くした本感圧センサを用いるなど、対象と
する力の検出範囲に応じて受圧部１ａの肉厚を調整する
ことにより対応可能である。
ａの肉厚を厚くした本感圧センサを用いるなど、対象と
する力の検出範囲に応じて受圧部１ａの肉厚を調整する
ことにより対応可能である。
【００２９】なお、本実施例で設けた支持部材６を設け
ることを止めて、受圧部材１の受圧部分１ａ以外の部分
を分厚く形成した弾性部材で置き換えてもよい。
ることを止めて、受圧部材１の受圧部分１ａ以外の部分
を分厚く形成した弾性部材で置き換えてもよい。
【００３０】次の本発明の他の実施例を図４を参照して
説明する。
説明する。
【００３１】図４において、受圧部材２１には２個の空
洞層２２ａ、２２ｂが仕切り２３を境界にして略同一面
上に並設されている。仕切り２３で仕切られた空洞層２
２ａ、２２ｂには各々非圧縮性流体２５ａ、２５ｂが充
填され、これらの非圧縮性流体２５ａ、２５ｂに対応し
て各々圧力検出器２３ａ、２３ｂを設けている。
洞層２２ａ、２２ｂが仕切り２３を境界にして略同一面
上に並設されている。仕切り２３で仕切られた空洞層２
２ａ、２２ｂには各々非圧縮性流体２５ａ、２５ｂが充
填され、これらの非圧縮性流体２５ａ、２５ｂに対応し
て各々圧力検出器２３ａ、２３ｂを設けている。
【００３２】なお、空洞層と圧力検出器の数を２個に限
らず、さらに多くすることも可能である。
らず、さらに多くすることも可能である。
【００３３】本実施例によれば、１個の受圧部材２１に
２個の空洞層２２ａ、２２ｂおよびこれらに対応して圧
力検出器２３ａ、２３ｂを設けたので、対象物との接触
力や接触状態を仕切られた空洞層２２ａ、２２ｂ毎に詳
細に検出することができる。
２個の空洞層２２ａ、２２ｂおよびこれらに対応して圧
力検出器２３ａ、２３ｂを設けたので、対象物との接触
力や接触状態を仕切られた空洞層２２ａ、２２ｂ毎に詳
細に検出することができる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
受圧部材と非圧縮性流体と圧力検出器を設けたので、簡
単な構造でロボットハンドの掌部に取り付けやすく、信
号処理が容易であり、対象物との接触力を精度よく検出
できる掌用の感圧センサを提供することができる。
受圧部材と非圧縮性流体と圧力検出器を設けたので、簡
単な構造でロボットハンドの掌部に取り付けやすく、信
号処理が容易であり、対象物との接触力を精度よく検出
できる掌用の感圧センサを提供することができる。
【図１】本発明によるロボットハンド用掌感圧センサの
実施例の外観を示す斜視図。
実施例の外観を示す斜視図。
【図２】図１に示す実施例の符号Ａ−Ａから見た縦断面
図。
図。
【図３】図１に示す実施例の分解斜視図。
【図４】本発明によるロボットハンド用掌感圧センサの
他の実施例を示す縦断面図。
他の実施例を示す縦断面図。
【図５】本発明によるロボットハンド用掌感圧センサの
実施例を取り付けたロボットハンドを示す斜視図。
実施例を取り付けたロボットハンドを示す斜視図。
１ 受圧部材 １ａ 外方からの力を受ける部分 １ｂ 受圧部材の側面 ２ 空洞層 ３ 圧力検出器 ４ 管状部 ５ 非圧縮性流体 ６ 支持部材 ７ 開方側端部 １０ 基底部 １１ａ 立上り部 １１ｂ 立上り部 １５ 流体接触部 １６ 底部 ２１ 受圧部材 ２２ａ 空洞層 ２２ｂ 空洞層 ２３ 仕切り ２３ａ 圧力検出器 ２３ｂ 圧力検出器 ２５ａ 非圧縮性流体 ２５ｂ 非圧縮性流体 ２６ 支持部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古 川 高 雄 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式会 社東芝総合研究所内 (72)発明者 梅 田 利 也 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式会 社東芝総合研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】外方からの力を受ける部分が少なくとも弾
性変形可能とされた受圧部材と、この受圧部材の内部に
形成された空洞層に充填される非圧縮性流体と、この非
圧縮性流体に一部で接触するように設けられた圧力検出
器とを備えることを特徴とするロボットハンド用掌感圧
センサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3293199A JPH05131387A (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | ロボツトハンド用掌感圧センサ |
| US07/860,137 US5373747A (en) | 1991-03-30 | 1992-03-30 | Robot hand and robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3293199A JPH05131387A (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | ロボツトハンド用掌感圧センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05131387A true JPH05131387A (ja) | 1993-05-28 |
Family
ID=17791706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3293199A Pending JPH05131387A (ja) | 1991-03-30 | 1991-11-08 | ロボツトハンド用掌感圧センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05131387A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6708567B2 (en) | 2000-09-07 | 2004-03-23 | Riken | Non-directional load detecting sensor |
| JP2004358634A (ja) * | 2003-06-06 | 2004-12-24 | Akito Sano | 触覚センサー内蔵ソフトフィンガー |
| JP2009274204A (ja) * | 2008-05-13 | 2009-11-26 | Samsung Electronics Co Ltd | ロボット、ロボットハンド及びロボットハンドの制御方法 |
| CN104816310A (zh) * | 2014-02-04 | 2015-08-05 | 精工爱普生株式会社 | 机器人手、机器人、以及机器人手的制造方法 |
| JP2015145056A (ja) * | 2014-02-04 | 2015-08-13 | セイコーエプソン株式会社 | ロボットハンド、ロボット、及びロボットハンドの製造方法 |
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| WO2020153020A1 (ja) * | 2019-01-22 | 2020-07-30 | ソニー株式会社 | 制御装置、制御方法およびプログラム |
-
1991
- 1991-11-08 JP JP3293199A patent/JPH05131387A/ja active Pending
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