JPH07128163A - 触覚センサ - Google Patents
触覚センサInfo
- Publication number
- JPH07128163A JPH07128163A JP5277194A JP27719493A JPH07128163A JP H07128163 A JPH07128163 A JP H07128163A JP 5277194 A JP5277194 A JP 5277194A JP 27719493 A JP27719493 A JP 27719493A JP H07128163 A JPH07128163 A JP H07128163A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- force
- tactile
- pressure
- protrusion
- sensor
- 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.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】触覚面に加わる直角方向の力の他にすべり方向
の力を検出可能にする。 【構成】表面に複数個の柱状の突起１１がアレイ状に設
けられ、これら表面突起の周辺部を等分した個所の裏面
に円錐状の突起１２が設けられたゴム板からなる触覚部
１と、この触覚部の表面突起に力が加わっていないと
き、この触覚部の各裏面突起の先端にその一方の面が軽
く接触し、その端面に光が投光されるアクリル板２と、
この他方の面に対面して設けられたＣＣＤカメラ３とか
らなる圧力検出部４と、この圧力検出部で検出した各裏
面突起とこの圧力検出部との間の圧力から、触覚部の表
面突起に加わった力の位置，大きさおよび方向を演算す
る演算部７とを備える。
の力を検出可能にする。 【構成】表面に複数個の柱状の突起１１がアレイ状に設
けられ、これら表面突起の周辺部を等分した個所の裏面
に円錐状の突起１２が設けられたゴム板からなる触覚部
１と、この触覚部の表面突起に力が加わっていないと
き、この触覚部の各裏面突起の先端にその一方の面が軽
く接触し、その端面に光が投光されるアクリル板２と、
この他方の面に対面して設けられたＣＣＤカメラ３とか
らなる圧力検出部４と、この圧力検出部で検出した各裏
面突起とこの圧力検出部との間の圧力から、触覚部の表
面突起に加わった力の位置，大きさおよび方向を演算す
る演算部７とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はロボットの手掌部などに
装着する触覚センサに関する。
装着する触覚センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】ロボットの操作端である手掌部に触覚を
持たせることによって、対象物体を柔らかく把持した
り、安定に把持することができる。図５はこの種触覚セ
ンサの従来例を示し、（ａ）は一部構造図を含む系統
図、（ｂ）は（ａ）の触覚部２０およびその周辺の側面
図である。図５において、触覚センサは裏面に複数個の
円錐状の突起２１がアレイ状に設けられた弾性体の板、
例えばゴム板からなる触覚部２０と、この触覚部２０の
表面に力が加わっていないとき、この触覚部２０の裏面
突起２１の先端にその上面が軽く接触し、その端面に光
Ｌ1 が投光される光導板としてのアクリル板２と、この
アクリル板２の下面に対面して設けられた撮像装置とし
てのＣＣＤカメラ３と、このＣＣＤカメラ３に順次接続
されたフレームメモリ５，マイクロコンピュータ６，表
示装置８とで構成されている。ここでアクリル板２およ
びＣＣＤカメラ３は圧力検出部４を構成し、フレームメ
モリ５およびマイクロコンピュータ６は演算部７を構成
している。
持たせることによって、対象物体を柔らかく把持した
り、安定に把持することができる。図５はこの種触覚セ
ンサの従来例を示し、（ａ）は一部構造図を含む系統
図、（ｂ）は（ａ）の触覚部２０およびその周辺の側面
図である。図５において、触覚センサは裏面に複数個の
円錐状の突起２１がアレイ状に設けられた弾性体の板、
例えばゴム板からなる触覚部２０と、この触覚部２０の
表面に力が加わっていないとき、この触覚部２０の裏面
突起２１の先端にその上面が軽く接触し、その端面に光
Ｌ1 が投光される光導板としてのアクリル板２と、この
アクリル板２の下面に対面して設けられた撮像装置とし
てのＣＣＤカメラ３と、このＣＣＤカメラ３に順次接続
されたフレームメモリ５，マイクロコンピュータ６，表
示装置８とで構成されている。ここでアクリル板２およ
びＣＣＤカメラ３は圧力検出部４を構成し、フレームメ
モリ５およびマイクロコンピュータ６は演算部７を構成
している。
【０００３】この触覚センサの動作を図６に示す触覚部
２０およびその周辺の要部側面図を参照して説明する。
触覚部２０の表面に力が加えられていないとき、アクリ
ル板２の一方の端面に投光された光Ｌ1 は、アクリル板
２と空気との屈折率の比からアクリル板２の内部で、そ
の上面の裏側とその下面の裏側との間で全反射を繰り返
しながら他方の端面に通り抜ける。
２０およびその周辺の要部側面図を参照して説明する。
触覚部２０の表面に力が加えられていないとき、アクリ
ル板２の一方の端面に投光された光Ｌ1 は、アクリル板
２と空気との屈折率の比からアクリル板２の内部で、そ
の上面の裏側とその下面の裏側との間で全反射を繰り返
しながら他方の端面に通り抜ける。
【０００４】ここで、触覚部２０の表面に直角方向に力
Ｆ0 が加わると、その裏面突起２１は図６（ａ）の点線
で示すようにアクリル板２に押し付けられる。そして、
図６（ｂ）に示すようにアクリル板２の上面に圧接個所
Ｓ−２１ができる（図６ではある裏面突起２１の表面側
の１個所に力Ｆ0 が加わった場合を示している）。この
圧接個所Ｓ−２１は、空気が追い出されてアクリル板２
の上面と裏面突起２１とが直接に接触し、かつこの裏面
突起２１の面は粗面であるので、端面に投光された光Ｌ
1 は乱反射されて下方に投光される散乱光Ｌ2 が生じ
る。すなわち、触覚部２０に加えられた力Ｆ0 の位置お
よび大きさに応じて、アクリル板２には下方から見て触
覚部２０の各裏面突起の個所に、この力Ｆ0 の位置およ
び大きさに対応したほぼ円形の画像が現われる。この画
像をＣＣＤカメラ３で撮像して、フレームメモリ５にこ
れら各画像の位置と大きさを記憶し、これら記憶された
データからマイクロコンピュータ６で演算して触覚部２
０に加えられた力Ｆ0 の位置および大きさを検出し、表
示装置８で表示する。
Ｆ0 が加わると、その裏面突起２１は図６（ａ）の点線
で示すようにアクリル板２に押し付けられる。そして、
図６（ｂ）に示すようにアクリル板２の上面に圧接個所
Ｓ−２１ができる（図６ではある裏面突起２１の表面側
の１個所に力Ｆ0 が加わった場合を示している）。この
圧接個所Ｓ−２１は、空気が追い出されてアクリル板２
の上面と裏面突起２１とが直接に接触し、かつこの裏面
突起２１の面は粗面であるので、端面に投光された光Ｌ
1 は乱反射されて下方に投光される散乱光Ｌ2 が生じ
る。すなわち、触覚部２０に加えられた力Ｆ0 の位置お
よび大きさに応じて、アクリル板２には下方から見て触
覚部２０の各裏面突起の個所に、この力Ｆ0 の位置およ
び大きさに対応したほぼ円形の画像が現われる。この画
像をＣＣＤカメラ３で撮像して、フレームメモリ５にこ
れら各画像の位置と大きさを記憶し、これら記憶された
データからマイクロコンピュータ６で演算して触覚部２
０に加えられた力Ｆ0 の位置および大きさを検出し、表
示装置８で表示する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一般にロボットが物体
を把持しているときに、何らかの外力によって把持して
いる物体を落しそうになったとき、これを防ぐためには
すべり方向の力の情報が必要となる。前述の触覚センサ
では、触覚面に直角方向に加わる力に対しては正確にそ
の力の分布を検出するが、すべり方向の力が加わったと
きはその力を検出することはできない。
を把持しているときに、何らかの外力によって把持して
いる物体を落しそうになったとき、これを防ぐためには
すべり方向の力の情報が必要となる。前述の触覚センサ
では、触覚面に直角方向に加わる力に対しては正確にそ
の力の分布を検出するが、すべり方向の力が加わったと
きはその力を検出することはできない。
【０００６】本発明の目的は、触覚面に直角方向に加わ
る力の他にすべり方向の力の検出が可能な触覚センサを
提供することにある。
る力の他にすべり方向の力の検出が可能な触覚センサを
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明の触覚センサは、表面に複数個の柱状の突
起がアレイ状に設けられ、これら表面突起の周辺部を等
分した個所の裏面に円錐状の突起が設けられた弾性体の
板からなる触覚部と、この触覚部の表面突起に力が加わ
っていないときこの各裏面突起の先端に軽く接触し、こ
の触覚部の表面突起に力が加えられたときにこの裏面突
起との間に生じる圧力を検出する圧力検出部と、この圧
力検出部が検出した圧力から触覚部の表面突起に加えら
れた力の位置，大きさおよび方向を演算する演算部とを
備えるようにする。そして前記圧力検出部は、例えば触
覚部の表面突起に力が加わっていないとき、この各裏面
突起の先端にその一方の面が軽く接触し、その端面に光
が投光される光導板と、この他方の面に対面して設けら
れた撮像装置からなるようにすると好ましい。また前記
圧力検出部は、触覚部の表面突起に力が加わっていない
とき、この各裏面突起の先端に、それぞれその検出面が
軽く接触した各圧力センサで構成された圧力センサアレ
イからなるようにすると好適である。
めに、本発明の触覚センサは、表面に複数個の柱状の突
起がアレイ状に設けられ、これら表面突起の周辺部を等
分した個所の裏面に円錐状の突起が設けられた弾性体の
板からなる触覚部と、この触覚部の表面突起に力が加わ
っていないときこの各裏面突起の先端に軽く接触し、こ
の触覚部の表面突起に力が加えられたときにこの裏面突
起との間に生じる圧力を検出する圧力検出部と、この圧
力検出部が検出した圧力から触覚部の表面突起に加えら
れた力の位置，大きさおよび方向を演算する演算部とを
備えるようにする。そして前記圧力検出部は、例えば触
覚部の表面突起に力が加わっていないとき、この各裏面
突起の先端にその一方の面が軽く接触し、その端面に光
が投光される光導板と、この他方の面に対面して設けら
れた撮像装置からなるようにすると好ましい。また前記
圧力検出部は、触覚部の表面突起に力が加わっていない
とき、この各裏面突起の先端に、それぞれその検出面が
軽く接触した各圧力センサで構成された圧力センサアレ
イからなるようにすると好適である。
【０００８】
【作用】本発明の触覚センサは、表面に複数個の柱状の
突起がアレイ状に設けられ、これら表面突起の周辺部を
等分した個所の裏面に円錐状の突起が設けられた弾性体
の板からなる触覚部と、この触覚部の表面突起に力が加
わっていないとき、この触覚部の裏面突起に軽く接触す
る圧力検出部とを設けたので、触覚部の表面突起に力が
加わったとき、この力の位置，大きさおよび方向に応じ
て、この各裏面突起と圧力検出部との間に圧力を生じ
る。この裏面突起と圧力検出部との間の圧力をこの圧力
検出部で検出し、演算することによって触覚部の表面突
起に加わった力の位置，大きさおよび方向、すなわち触
覚面に直角方向に加わる力およびすべり方向の力が検出
できる。この圧力検出部は、例えば触覚部の表面突起に
力が加わっていないとき、この各裏面突起の先端にその
一方の面が軽く接触し、その端面に光が投光される光導
板と、この他方の面に対面して設けられた撮像装置から
なるようにし、触覚部の表面突起に力が加わったとき生
じる触覚部の各裏面突起と、光導板の上面との間の圧接
個所の位置および大きさから、これら裏面突起と光導板
との間に生じる圧力の位置および大きさを検出するよう
にしてもよい。あるいは触覚部の表面突起に力が加わっ
ていないとき、この各裏面突起の先端に、それぞれその
検出面が軽く接触した各圧力センサで構成された圧力セ
ンサアレイからなるようにし、触覚部の表面突起に力が
加わったとき生じる触覚部の各裏面突起と、圧力センサ
アレイの各圧力センサの検出面との間の圧力から、これ
ら裏面突起と圧力センサアレイとの間に生じる圧力の位
置および大きさを検出するようにしてもよい。
突起がアレイ状に設けられ、これら表面突起の周辺部を
等分した個所の裏面に円錐状の突起が設けられた弾性体
の板からなる触覚部と、この触覚部の表面突起に力が加
わっていないとき、この触覚部の裏面突起に軽く接触す
る圧力検出部とを設けたので、触覚部の表面突起に力が
加わったとき、この力の位置，大きさおよび方向に応じ
て、この各裏面突起と圧力検出部との間に圧力を生じ
る。この裏面突起と圧力検出部との間の圧力をこの圧力
検出部で検出し、演算することによって触覚部の表面突
起に加わった力の位置，大きさおよび方向、すなわち触
覚面に直角方向に加わる力およびすべり方向の力が検出
できる。この圧力検出部は、例えば触覚部の表面突起に
力が加わっていないとき、この各裏面突起の先端にその
一方の面が軽く接触し、その端面に光が投光される光導
板と、この他方の面に対面して設けられた撮像装置から
なるようにし、触覚部の表面突起に力が加わったとき生
じる触覚部の各裏面突起と、光導板の上面との間の圧接
個所の位置および大きさから、これら裏面突起と光導板
との間に生じる圧力の位置および大きさを検出するよう
にしてもよい。あるいは触覚部の表面突起に力が加わっ
ていないとき、この各裏面突起の先端に、それぞれその
検出面が軽く接触した各圧力センサで構成された圧力セ
ンサアレイからなるようにし、触覚部の表面突起に力が
加わったとき生じる触覚部の各裏面突起と、圧力センサ
アレイの各圧力センサの検出面との間の圧力から、これ
ら裏面突起と圧力センサアレイとの間に生じる圧力の位
置および大きさを検出するようにしてもよい。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の触覚センサの一実施例を示
し、（ａ）は一部構造図を含む系統図、（ｂ）は（ａ）
の触覚部１およびその周辺の側面図である。図１に示す
本発明の触覚センサが図５に示す触覚センサと異なると
ころは、図５の触覚部２０に変えて触覚部１が用いられ
た点にある。この触覚部１はその表面に複数個の円柱状
の突起１１がアレイ状に設けられ、これらそれぞれの表
面突起１１の周辺部を４等分した個所の裏面に、それぞ
れ円錐状の突起１２（１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃおよび１
２Ｄ）が設けられた弾性体の板、例えばゴム板からなっ
ている。図１ではこれら４個の裏面突起１２Ａ，１２
Ｂ，１２Ｃおよび１２Ｄは、各隣接する裏面突起の間の
寸法が２ａであり、表面突起１１の中心軸を原点Ｏとし
て横方向をＸ軸，縦方向をＹ軸とすると、それぞれの位
置は座標軸で（−ａ，−ａ），（＋ａ，−ａ），（−
ａ，＋ａ）および（＋ａ，＋ａ）の位置となっている
（図４参照）。
し、（ａ）は一部構造図を含む系統図、（ｂ）は（ａ）
の触覚部１およびその周辺の側面図である。図１に示す
本発明の触覚センサが図５に示す触覚センサと異なると
ころは、図５の触覚部２０に変えて触覚部１が用いられ
た点にある。この触覚部１はその表面に複数個の円柱状
の突起１１がアレイ状に設けられ、これらそれぞれの表
面突起１１の周辺部を４等分した個所の裏面に、それぞ
れ円錐状の突起１２（１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃおよび１
２Ｄ）が設けられた弾性体の板、例えばゴム板からなっ
ている。図１ではこれら４個の裏面突起１２Ａ，１２
Ｂ，１２Ｃおよび１２Ｄは、各隣接する裏面突起の間の
寸法が２ａであり、表面突起１１の中心軸を原点Ｏとし
て横方向をＸ軸，縦方向をＹ軸とすると、それぞれの位
置は座標軸で（−ａ，−ａ），（＋ａ，−ａ），（−
ａ，＋ａ）および（＋ａ，＋ａ）の位置となっている
（図４参照）。
【００１０】この触覚センサの動作を図４に示す触覚部
１およびその周辺の要部側面図を参照して説明する。触
覚部１の表面突起１１に力が加わっていないとき、図５
に示す従来の触覚センサと同様に、アクリル板２の一方
の端面に投光された光Ｌ1 は、アクリル板２と空気との
屈折率の比からアクリル板２の内部で、その上面の裏側
とその下面の裏側との間で全反射を繰り返しながら他方
の端面に通り抜ける。
１およびその周辺の要部側面図を参照して説明する。触
覚部１の表面突起１１に力が加わっていないとき、図５
に示す従来の触覚センサと同様に、アクリル板２の一方
の端面に投光された光Ｌ1 は、アクリル板２と空気との
屈折率の比からアクリル板２の内部で、その上面の裏側
とその下面の裏側との間で全反射を繰り返しながら他方
の端面に通り抜ける。
【００１１】ここで、接触部１の表面突起１１に斜め方
向に力Ｆ1 が加わると、この表面突起１１は図４（ａ）
の点線で示すように撓み、その裏面突起１２Ａ，１２
Ｂ，１２Ｃおよび１２Ｄは点線で示すようにアクリル板
２に押し付けられる。そして図４（ｂ）に示すように、
アクリル板２の上面に圧接個所Ｓ−１２Ａ，Ｓ−１２
Ｂ，Ｓ−１２ＣおよびＳ−１２Ｄができる（図４ではあ
る表面突起１１の１個に力Ｆ1 が加わった場合を示して
いる）。この場合、触覚部１の表面突起１１に加えられ
る力Ｆ1 の大きさおよび方向によって、圧接個所Ｓ−１
２Ａ，Ｓ−１２Ｂ，Ｓ−１２ＣおよびＳ−１２Ｄの各圧
接面積Ａ1 ，Ａ2 ，Ａ3 およびＡ4 は式１のようにな
る。
向に力Ｆ1 が加わると、この表面突起１１は図４（ａ）
の点線で示すように撓み、その裏面突起１２Ａ，１２
Ｂ，１２Ｃおよび１２Ｄは点線で示すようにアクリル板
２に押し付けられる。そして図４（ｂ）に示すように、
アクリル板２の上面に圧接個所Ｓ−１２Ａ，Ｓ−１２
Ｂ，Ｓ−１２ＣおよびＳ−１２Ｄができる（図４ではあ
る表面突起１１の１個に力Ｆ1 が加わった場合を示して
いる）。この場合、触覚部１の表面突起１１に加えられ
る力Ｆ1 の大きさおよび方向によって、圧接個所Ｓ−１
２Ａ，Ｓ−１２Ｂ，Ｓ−１２ＣおよびＳ−１２Ｄの各圧
接面積Ａ1 ，Ａ2 ，Ａ3 およびＡ4 は式１のようにな
る。
【００１２】
【数１】 但し、Ｆx ，Ｆy ，Ｆz は力Ｆ1 のｘ軸，ｙ軸，ｚ軸方
向の大きさ。
向の大きさ。
【００１３】ｂは表面突起１１の高さ。αは表面突起に
加えられた力と圧接個所の面積との間の比例常数。これ
ら圧接個所は、図５に示す従来の装置と同様に下方に投
光される散乱光Ｌ 2 を生じ、触覚部１に加えられた力Ｆ
1 の位置，大きさおよび方向に応じて、アクリル板２に
は下方から見て触覚部１の各裏面突起１２の個所に、こ
の力Ｆ1 の位置，大きさおよび方向に対応したほぼ円形
の画像が現われる。この画像をＣＣＤカメラ３で撮像し
てフレームメモリ５にこれら各画像の位置と大きさを記
憶し、これら記憶されたデータからマイクロコンピュー
タ６で式１に基づいて演算して、触覚部１に加えられた
力Ｆ1 の位置，大きさおよび方向、すなわち触覚面に直
角方向に加わる力およびすべり方向の力を検出し、表示
装置８で表示する。
加えられた力と圧接個所の面積との間の比例常数。これ
ら圧接個所は、図５に示す従来の装置と同様に下方に投
光される散乱光Ｌ 2 を生じ、触覚部１に加えられた力Ｆ
1 の位置，大きさおよび方向に応じて、アクリル板２に
は下方から見て触覚部１の各裏面突起１２の個所に、こ
の力Ｆ1 の位置，大きさおよび方向に対応したほぼ円形
の画像が現われる。この画像をＣＣＤカメラ３で撮像し
てフレームメモリ５にこれら各画像の位置と大きさを記
憶し、これら記憶されたデータからマイクロコンピュー
タ６で式１に基づいて演算して、触覚部１に加えられた
力Ｆ1 の位置，大きさおよび方向、すなわち触覚面に直
角方向に加わる力およびすべり方向の力を検出し、表示
装置８で表示する。
【００１４】なお、前述の説明では触覚部１の裏面突起
１２は、各表面突起１１の周辺部を４等分した個所の裏
面にそれぞれ４個設けたが、４個に限定されることはな
く、例えば各表面突起１１の周辺部を３等分あるいは５
等分以上した個所の裏面に、それぞれ３個あるいは５個
以上の裏面突起１２を設けるようにしても、原理から明
らかなように触覚部１の表面突起１１に加えられる力Ｆ
1 の位置，大きさおよび方向の検出，表示は可能であ
る。しかし、４個の場合は式１に示すように、直角座標
に対応しその演算処理が比較的容易である。また、表面
突起１１の周辺部を２等分した個所の裏面にそれぞれ２
個の裏面突起１２を設けた場合は、すべり方向の力の検
出方向が限定されるが同様に検出できる。
１２は、各表面突起１１の周辺部を４等分した個所の裏
面にそれぞれ４個設けたが、４個に限定されることはな
く、例えば各表面突起１１の周辺部を３等分あるいは５
等分以上した個所の裏面に、それぞれ３個あるいは５個
以上の裏面突起１２を設けるようにしても、原理から明
らかなように触覚部１の表面突起１１に加えられる力Ｆ
1 の位置，大きさおよび方向の検出，表示は可能であ
る。しかし、４個の場合は式１に示すように、直角座標
に対応しその演算処理が比較的容易である。また、表面
突起１１の周辺部を２等分した個所の裏面にそれぞれ２
個の裏面突起１２を設けた場合は、すべり方向の力の検
出方向が限定されるが同様に検出できる。
【００１５】この触覚センサは触覚部１がゴムからなっ
ているので、例えば人の手と同程度の摩擦と弾性があ
り、理想的な触覚センサとなる。図２は本発明の触覚セ
ンサの異なる実施例を示し、図２に示す本発明の触覚セ
ンサが図１に示す触覚センサと異なるところは、図１の
アクリル板２およびＣＣＤカメラ３からなる圧力検出部
４に変えて、触覚部１の表面突起１１に力が加わってい
ないとき、触覚部１の各裏面突起１２の先端にそれぞれ
その検出面が軽く接触する各圧力センサからなる圧力セ
ンサアレイ９を設けた点にある。
ているので、例えば人の手と同程度の摩擦と弾性があ
り、理想的な触覚センサとなる。図２は本発明の触覚セ
ンサの異なる実施例を示し、図２に示す本発明の触覚セ
ンサが図１に示す触覚センサと異なるところは、図１の
アクリル板２およびＣＣＤカメラ３からなる圧力検出部
４に変えて、触覚部１の表面突起１１に力が加わってい
ないとき、触覚部１の各裏面突起１２の先端にそれぞれ
その検出面が軽く接触する各圧力センサからなる圧力セ
ンサアレイ９を設けた点にある。
【００１６】この圧力センサアレイ９は触覚部１に、例
えば斜め方向の力Ｆ1 が加わったとき、触覚部１の各裏
面突起１２と圧力センサアレイ９の各圧力センサの検出
面との間力をフレームメモリ５に伝達するので、図１と
同様に触覚部１に加えられた力Ｆ1 の位置，大きさおよ
び方向を、すなわち触覚面に直角方向に加わる力および
すべり方向の力を検出，表示できる。
えば斜め方向の力Ｆ1 が加わったとき、触覚部１の各裏
面突起１２と圧力センサアレイ９の各圧力センサの検出
面との間力をフレームメモリ５に伝達するので、図１と
同様に触覚部１に加えられた力Ｆ1 の位置，大きさおよ
び方向を、すなわち触覚面に直角方向に加わる力および
すべり方向の力を検出，表示できる。
【００１７】図３は図１に示す触覚センサをロボットの
グリッパの指に装着し、このグリッパの指と一体形に構
成した一例を示す断面図である。ケース３１の下面にそ
の表面突起１１を下方向になるように触覚部１を取り付
け、この上部のアクリル板２の右側端面に発光素子１１
で光Ｌ1 を投光する。このアクリル板２から上方に投光
される散乱光Ｌ2 は、下方向に対し４５度に配置された
鏡３１によって右方向に曲げられＣＣＤカメラ３で撮像
され、図示しないロボットの本体に設けられたフレーム
メモリ５にデータが伝送される。
グリッパの指に装着し、このグリッパの指と一体形に構
成した一例を示す断面図である。ケース３１の下面にそ
の表面突起１１を下方向になるように触覚部１を取り付
け、この上部のアクリル板２の右側端面に発光素子１１
で光Ｌ1 を投光する。このアクリル板２から上方に投光
される散乱光Ｌ2 は、下方向に対し４５度に配置された
鏡３１によって右方向に曲げられＣＣＤカメラ３で撮像
され、図示しないロボットの本体に設けられたフレーム
メモリ５にデータが伝送される。
【００１８】
【発明の効果】本発明の触覚センサは、触覚面に直角方
向の力およびすべり方向の力の検出が可能であるので、
例えばロボットの操作端に装着して対象物体を柔らかく
把持したり、安定に把持することができる。
向の力およびすべり方向の力の検出が可能であるので、
例えばロボットの操作端に装着して対象物体を柔らかく
把持したり、安定に把持することができる。
【図１】本発明の触覚センサの一実施例を示し、（ａ）
は一部構造図を含む系統図、（ｂ）は（ａ）の触覚部お
よびその周辺の側面図
は一部構造図を含む系統図、（ｂ）は（ａ）の触覚部お
よびその周辺の側面図
【図２】本発明の触覚センサの異なる実施例を示し、
（ａ）は一部構造図を含む系統図、（ｂ）は（ａ）の触
覚部およびその周辺の側面図
（ａ）は一部構造図を含む系統図、（ｂ）は（ａ）の触
覚部およびその周辺の側面図
【図３】図１に示す本発明の触覚センサをロボットのグ
リッパの指に装着し、このグリッパの指と一体形に構成
したときの一例を示す断面図
リッパの指に装着し、このグリッパの指と一体形に構成
したときの一例を示す断面図
【図４】図１に示す本発明の触覚センサの動作を示し、
（ａ）は触覚部およびその周辺の要部側面図、（ｂ）は
（ａ）のアクリル板の要部上面図
（ａ）は触覚部およびその周辺の要部側面図、（ｂ）は
（ａ）のアクリル板の要部上面図
【図５】従来の触覚センサの一例を示し、（ａ）は一部
構造図を含む系統図、（ｂ）は（ａ）の触覚部およびそ
の周辺の側面図
構造図を含む系統図、（ｂ）は（ａ）の触覚部およびそ
の周辺の側面図
【図６】図５に示す従来の触覚センサの動作を示し、
（ａ）は触覚部およびその周辺の要部側面図、（ｂ）は
（ａ）のアクリル板の要部上面図
（ａ）は触覚部およびその周辺の要部側面図、（ｂ）は
（ａ）のアクリル板の要部上面図
１ 触覚部 １１ 表面突起 １２ 裏面突起 ２ アクリル板（光導板） ３ ＣＣＤカメラ（撮像装置） ４ 圧力検出部 ７ 演算部 ９ 圧力センサアレイ（圧力検出部）
Claims (3)
- 【請求項１】表面に複数個の柱状の突起がアレイ状に設
けられ、これら表面突起の周辺部を等分した個所の裏面
に円錐状の突起が設けられた弾性体の板からなる触覚部
と、この触覚部の表面突起に力が加わっていないときこ
の各裏面突起の先端に軽く接触し、この触覚部の表面突
起に力が加えられたときにこの裏面突起との間に生じる
圧力を検出する圧力検出部と、この圧力検出部が検出し
た圧力から触覚部の表面突起に加えられた力の位置，大
きさおよび方向を演算する演算部とを備えたことを特徴
とする触覚センサ。 - 【請求項２】請求項１記載のものにおいて、圧力検出部
は、触覚部の表面突起に力が加わっていないとき、この
各裏面突起の先端にその一方の面が軽く接触し、その端
面に光が投光される光導板と、この他方の面に対面して
設けられた撮像装置とからなることを特徴とする触覚セ
ンサ。 - 【請求項３】請求項１記載のものにおいて、圧力検出部
は、触覚部の表面突起に力が加わっていないとき、この
各裏面突起の先端に、それぞれその検出面が軽く接触し
た各圧力センサで構成された圧力センサアレイからなる
ことを特徴とする触覚センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5277194A JPH07128163A (ja) | 1993-11-08 | 1993-11-08 | 触覚センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5277194A JPH07128163A (ja) | 1993-11-08 | 1993-11-08 | 触覚センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07128163A true JPH07128163A (ja) | 1995-05-19 |
Family
ID=17580123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5277194A Pending JPH07128163A (ja) | 1993-11-08 | 1993-11-08 | 触覚センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07128163A (ja) |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005257343A (ja) * | 2004-03-09 | 2005-09-22 | Nagoya Industrial Science Research Inst | 光学式触覚センサ、光学式触覚センサを利用したセンシング方法、センシングシステム、物体操作力制御方法、物体操作力制御装置、物体把持力制御装置及びロボットハンド |
| JP2005342443A (ja) * | 2004-06-07 | 2005-12-15 | Saitama Prefecture | すべり検出システム及びすべり検出方法。 |
| JP2006343195A (ja) * | 2005-06-08 | 2006-12-21 | Saitama Prefecture | 柔軟なセンサ部位を用いたすべり・転がり検出システム及び検出方法 |
| JP2009145085A (ja) * | 2007-12-11 | 2009-07-02 | Univ Of Tsukuba | ３次元触覚センサ及び３次元触覚センシング方法 |
| JP2009297849A (ja) * | 2008-06-16 | 2009-12-24 | Toyota Industries Corp | ロボットハンド用触覚センサー機構及びそのロボットハンド用触覚センサー機構を備えるロボット |
| JP2010221358A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Toyota Industries Corp | ロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ |
| JP2011153826A (ja) * | 2009-11-20 | 2011-08-11 | B L Auto Tec Kk | 触覚センサ |
| JP2012106338A (ja) * | 2012-03-12 | 2012-06-07 | Toyota Industries Corp | ロボットハンド用触覚センサー機構及びそのロボットハンド用触覚センサー機構を備えるロボット |
| WO2013061356A1 (ja) * | 2011-10-24 | 2013-05-02 | 株式会社日立製作所 | 滑りセンサ |
| US8707802B2 (en) | 2010-10-22 | 2014-04-29 | Seiko Epson Corporation | Detection device, electronic apparatus, and robot |
| US8800385B2 (en) | 2010-12-08 | 2014-08-12 | Seiko Epson Corporation | Detection device, electronic apparatus, and robot |
| US8904885B2 (en) | 2010-07-26 | 2014-12-09 | Seiko Epson Corporation | Detection device, electronic device, and robot |
| US9074955B2 (en) | 2010-09-21 | 2015-07-07 | Seiko Epson Corporation | Detection device, electronic apparatus, and robot |
| KR101586665B1 (ko) * | 2014-10-28 | 2016-01-19 | 한국기계연구원 | 접촉면 계측이 가능한 유체형 촉각센서 |
| US9459712B2 (en) | 2010-07-26 | 2016-10-04 | Seiko Epson Corporation | Detection device, electronic apparatus, and robot |
| WO2021001992A1 (ja) * | 2019-07-04 | 2021-01-07 | 国立大学法人東北大学 | 触覚センサ、触覚センサシステム及びプログラム |
| JP2021102267A (ja) * | 2019-07-18 | 2021-07-15 | 株式会社齋藤創造研究所 | マニピュレーターおよびロボット |
| JP2022033634A (ja) * | 2020-08-17 | 2022-03-02 | 株式会社SensAI | 触覚センサ |
| JP2022543711A (ja) * | 2019-10-10 | 2022-10-13 | 三菱電機株式会社 | エラストマー触覚センサ |
| JP2022546642A (ja) * | 2019-10-10 | 2022-11-04 | 三菱電機株式会社 | 触覚センサ |
-
1993
- 1993-11-08 JP JP5277194A patent/JPH07128163A/ja active Pending
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005257343A (ja) * | 2004-03-09 | 2005-09-22 | Nagoya Industrial Science Research Inst | 光学式触覚センサ、光学式触覚センサを利用したセンシング方法、センシングシステム、物体操作力制御方法、物体操作力制御装置、物体把持力制御装置及びロボットハンド |
| JP4621827B2 (ja) * | 2004-03-09 | 2011-01-26 | 財団法人名古屋産業科学研究所 | 光学式触覚センサ、光学式触覚センサを利用したセンシング方法、センシングシステム、物体操作力制御方法、物体操作力制御装置、物体把持力制御装置及びロボットハンド |
| JP2005342443A (ja) * | 2004-06-07 | 2005-12-15 | Saitama Prefecture | すべり検出システム及びすべり検出方法。 |
| JP2006343195A (ja) * | 2005-06-08 | 2006-12-21 | Saitama Prefecture | 柔軟なセンサ部位を用いたすべり・転がり検出システム及び検出方法 |
| JP2009145085A (ja) * | 2007-12-11 | 2009-07-02 | Univ Of Tsukuba | ３次元触覚センサ及び３次元触覚センシング方法 |
| JP2009297849A (ja) * | 2008-06-16 | 2009-12-24 | Toyota Industries Corp | ロボットハンド用触覚センサー機構及びそのロボットハンド用触覚センサー機構を備えるロボット |
| JP2010221358A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Toyota Industries Corp | ロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ |
| JP2011153826A (ja) * | 2009-11-20 | 2011-08-11 | B L Auto Tec Kk | 触覚センサ |
| US8904885B2 (en) | 2010-07-26 | 2014-12-09 | Seiko Epson Corporation | Detection device, electronic device, and robot |
| US9459712B2 (en) | 2010-07-26 | 2016-10-04 | Seiko Epson Corporation | Detection device, electronic apparatus, and robot |
| US9074955B2 (en) | 2010-09-21 | 2015-07-07 | Seiko Epson Corporation | Detection device, electronic apparatus, and robot |
| US8707802B2 (en) | 2010-10-22 | 2014-04-29 | Seiko Epson Corporation | Detection device, electronic apparatus, and robot |
| US9121782B2 (en) | 2010-10-22 | 2015-09-01 | Seiko Epson Corporation | Detection device, electronic apparatus, and robot |
| US8800385B2 (en) | 2010-12-08 | 2014-08-12 | Seiko Epson Corporation | Detection device, electronic apparatus, and robot |
| US9097597B2 (en) | 2010-12-08 | 2015-08-04 | Seiko Epson Corporation | Detection device, electronic apparatus, and robot |
| WO2013061356A1 (ja) * | 2011-10-24 | 2013-05-02 | 株式会社日立製作所 | 滑りセンサ |
| JP2012106338A (ja) * | 2012-03-12 | 2012-06-07 | Toyota Industries Corp | ロボットハンド用触覚センサー機構及びそのロボットハンド用触覚センサー機構を備えるロボット |
| KR101586665B1 (ko) * | 2014-10-28 | 2016-01-19 | 한국기계연구원 | 접촉면 계측이 가능한 유체형 촉각센서 |
| WO2021001992A1 (ja) * | 2019-07-04 | 2021-01-07 | 国立大学法人東北大学 | 触覚センサ、触覚センサシステム及びプログラム |
| US11836823B2 (en) | 2019-07-04 | 2023-12-05 | Fingervision Co., Ltd. | Tactile sensor, tactile sensor system, and program |
| JP2021102267A (ja) * | 2019-07-18 | 2021-07-15 | 株式会社齋藤創造研究所 | マニピュレーターおよびロボット |
| JP2022543711A (ja) * | 2019-10-10 | 2022-10-13 | 三菱電機株式会社 | エラストマー触覚センサ |
| JP2022546642A (ja) * | 2019-10-10 | 2022-11-04 | 三菱電機株式会社 | 触覚センサ |
| JP2022033634A (ja) * | 2020-08-17 | 2022-03-02 | 株式会社SensAI | 触覚センサ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH07128163A (ja) | 触覚センサ | |
| JP5261786B2 (ja) | ３次元触覚センサ及び３次元触覚センシング方法 | |
| US4668861A (en) | Tactile sensor employing a light conducting element and a resiliently deformable sheet | |
| US6621483B2 (en) | Optical screen pointing device with inertial properties | |
| US6281878B1 (en) | Apparatus and method for inputing data | |
| US20030218760A1 (en) | Method and apparatus for approximating depth of an object's placement onto a monitored region with applications to virtual interface devices | |
| US20030218761A1 (en) | Method and apparatus for approximating depth of an object's placement onto a monitored region with applications to virtual interface devices | |
| JP2004500657A5 (ja) | ||
| US20080030458A1 (en) | Inertial input apparatus and method with optical motion state detection | |
| US7006079B2 (en) | Information input system | |
| US7825898B2 (en) | Inertial sensing input apparatus | |
| US20120319945A1 (en) | System and method for reporting data in a computer vision system | |
| CA2481396A1 (en) | Gesture recognition method and touch system incorporating the same | |
| WO2003105074A2 (en) | Apparatus and method for inputting data | |
| US10509489B2 (en) | Systems and related methods for facilitating pen input in a virtual reality environment | |
| Kumagai et al. | Event-based tactile image sensor for detecting spatio-temporal fast phenomena in contacts | |
| US20190094993A1 (en) | User interface devices for virtual reality system | |
| US11640198B2 (en) | System and method for human interaction with virtual objects | |
| JP2006252093A (ja) | 力覚式タッチパネルを具備したインターフェイス装置 | |
| US20030184520A1 (en) | Mouse with optical buttons | |
| CN102822781A (zh) | 坐标输入装置以及程序 | |
| GB2351554A (en) | Touch sensor | |
| CN112652060A (zh) | 一种基于粒子图像测速法的多模态视触觉传感系统及方法 | |
| JP7176900B2 (ja) | 変形撮影装置、変形撮影支援装置および変形撮影方法 | |
| JP2009198475A (ja) | 弾性体特性を利用した３次元触覚センサ及び３次元触覚センシング方法 |