JPS5817330A - 面圧力デ−タの検出方法 - 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】 び面圧力の重心位置を検出する方法に関するものである
。

一般に、平面上に作用する圧力分布の重心位置は、その
平面上の圧力分布を測定してその圧力分布から所要の演
算を行うことによシ求めることができ、また上記圧力分
布は例えばその平面上におけるマトリックス状の多数点
の圧力をそれぞれ検出するなどの手段によって測定する
ことができる。

−しかしながら、このような方法による測定では、その
装置が非常に複雛で高価なものになる。

、本発明は、このような問題を解決し、極めて簡夕な装
置によシ面圧力の総和及びその重心位置を容易に検出可
能とし丸面圧力データの検出方法を提供するものである
。

また、本発明者は先に特願昭５５−５０９１８号として
面圧力の重心位置検出方法を提案しているが、本発明は
、上記既提案の方法に比して任意条件のもとにおける検
出を正確に行うことが可能な重圧図面を参照して本発明
の方法について詳述するに、第１図において、本発明に
基づく圧力検出に用いる圧力検出器１け、導電性の高い
可撓性物質からなる第１層の導電板２と、外部からの圧
力の作用でコンダクタンスが路線形に変化する感圧導電
、性ゴム等からなる第２層の感圧板３と、上記第１層の
導電板２と同様な材料によって形成した第６層の導電板
４とによって三層構造に形成したもので、これらは基本
的には正方形の平面形状を有し、第１層の導電板２には
そのＸ方向の一対の対辺に電極５．６を設け、第３層の
導電板４にはｙ方向の一対の対辺に電極７，８を設けて
いる。

このような構成を有する圧力検出器１は、第１層の導電
板２０両端の電極５，６にそれぞれ抵抗Ｒを介して電圧
＋αを印加し、また第３層の導電板４の両端の電極７，
８にそれぞれ抵抗Ｒを介して電圧−ａを印加するように
接続し、圧力検出器１上に力が作用したときの電極５，
６の電圧ＶＡ。

ＶＢ、及び電極７，８の電圧Ｖｃ　、　ＶＤを取出す。

第２図は上記各電極の電圧に基づいて面圧力の総和Ｗ及
びその重心位置の座標（慶、Ｖ）のうちのｉを求めるた
めの回路構成を示し、電極５，６の電圧ＶＡ、　ＶＢを
減算回路１１　、１２　、１３に入力すると共に電極５
，６に抵抗Ｒを介して印加した電圧十αを減算回路１１
　、１３に入力し、それに基づく減算回路１１　、１３
からの出力α−Ｖｈ、ａ−ＶＢを加算回路１４に導くこ
とにより、圧力検出器１に加えられた面圧力の総和即ち
全重量Ｗを Ｗ：　＆、（２ｔｘ　−ＶＡ−ＶＢ　）・・・・・・・
・（１）（但し、ｋｏは定数） として加算回路１４の出力により求め、さらに、上記加
算回路１４からの出力と減算回路１２からの出力を割算
回路１５に入力して、重心位ｔ（ｉ、ｙ）の座標値ｉを （但し、ｋ、は定数） の演算によって求めるように構成している。

また、重心位置Ｃｘ、ｙ）における他の座標値ｙについ
ても、上記第２図と略同−の回路構成により、 （但し、ｈ、は定数） の演算で求められる。この場合、（３）式右辺における
分母（２ａ　＋　Ｖｃ　＋　ＶＤ　）も、（１）式の（
２ａ　−ＶＡ　−ＶＢ）と同様に、圧力検出＠％１に加
わる全重量Ｗに相当し、従って、 Ｗ＝に０（２α−ＶＡ　−ＶＦＩ　）　＝ｋｏ　（２α
＋Ｖｃ　＋　ＶＤ　）としての面圧力の総和を求めるこ
とができる。

一方、面圧力の重心位置は、圧力検出器１の上面に力が
作用したときに、 （但し、ｆＶｉ、力） によって求めるものである。

而して、上記（４）式及び（５）式における分子、分母
は、次のようにして導出される。

上記圧力検出器１０等価回路はＦ６図の如く表わされる
。但し、同図において ｔ：表面から裏面への電流密室 ｒ：導電板２，４の表面抵抗 簑示す。鰺：３図においてキルヒホフ則から、ａｔＬ、
ｐ≠２−９ ａｘ　　　ａｙ −ａ−Ｖ、。

ｒｚ、　　、よ ｒｚ、　＝＝　５；’ の各式が成立し、これよｐ　Ｖ　ｖ１＝　ｒｉとし、ま
た圧力検出器ｌのｘｙ方向長さをそれぞれ２／（−ｊ〜
＋ｔ）とすれば、境界条件は、 となる。そζでグリーンの定理により、ｆｆ　ｉａｅ　
ｄｘ　ｄｙ　＝−！−ｆｆ　ｘ　”ｉｉ”ｖ、　ｄｘ　
ｄｙデ となシ、境界条件より ｆｆ　ｉ　ｘｄｓ：ｄｙ＝ｋｚ（Ｖｈ　−ＶＢ　）　　
・・・―・・ｅ・（６）（但し、峠は定数） と々る。ここで、１ｅｓｃｆであれば（６）式の左辺は
ｆＪ　ｆａｔ　ｄａ　ｄｙと同等になシ、よってｆｆｆ
ｘｄｘｄｙ＝ｋｘ（ＶＡ−Ｖｎ）　　””・・・・・・
（７）が得られる。また、上記と同様にして、ｆｆ　ｆ
ｙｄｓ　ｄｙ　＝　”ｙ　（Ｖｃ−ｖＤ）　　”・・・
・・（８）が得られる。さらに、ｆｆ１ｄｚｄｙは表面
から裏面へ流れる全電流を示すから、キルヒホフ則よシ
、となり、１ｏｃｆから、 ｆｆｆｄｘｄｙ＝五〇（２ａ−■Ａ−ＶＢ）・・・・・
・・・α０となる。また、上記と同様にしそ、 ｆｆ　ｆｄｘｄｙ＝に６ｃ　　２ｇ＋Ｖｃ＋ＶＤ　　）
　　・””−”ａｌ）が得られる。そして、これらの（
７）、　（８）　、（ト）、（２）式によ＃）（１）〜
（３）式が導出される。

本発明者が先に提案している方法では、（１）　　ＶＡ
　＋Ｖｎ　、　Ｖｃ　＋Ｖｎが略一定であること。即ち
、測定すべき全荷重があまシ変動しないこと。

（２）　　プルアップ抵抗Ｒが比較的小さく、電源ノイ
ズを受けやすいこと。

、ｉＪ　　が略一定である の条件を満す場合、即ちＶＡ　＋　ＶＢことを前提とし
ているが、本発明の方法によれト、上記２つの条件を満
九さない一般的な状況においても面圧力の総和及び重心
座標を求めることができる。

換され、それによって加えた圧カフｅ％乗した圧力の総
和及び重心位置（、′、　ｙ／　）が求められる。

この重心位置は、圧力検出器１に加え九圧力分布の片寄
りをより強調し九場合の重心と解される。

以−トに詳述したように、本発明によれば簡単な装ツを
用いて一般的な条件のもとにおいて面圧力の総和及び重
心位置を容易且つより正確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づいて面圧力データの検出を行うた
めの圧力検出器の斜視図、第２図は上記圧力検出器に接
続する演算回路の構成図、第３図は圧力検出器の等価回
路図である。 １・・・圧力検出器、２，４・・・導電板３・・・感圧
板、　　５，６，７，８・・・電極、Ｒ・・・抵抗。 指定代理人 工業技術院製品科学研究所長 用土　違也

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　導電性の高い可撓性物質からなる第１層の導電板
   と、圧力の作用でコンダクタンスが変化する糖２層の感
   圧板と、導電性の高い第３層の導電板とＫよって構成し
   た圧力検出器を用い、第１層の導電板における一対の対
   辺に設けた電極及び第３層の導電板における他の一対の
   対辺に設は九電極にそれぞれ抵抗を介して電圧＋６及び
   −１を加え、上記電圧及び第１まえは第２の導電板にお
   ける一対の電極の電圧ｖＡ、ＶＢ％またはＶｃ、ＶｎＫ
   基づき、圧力検出器に作用する面圧力の総和Ｗを、Ｗ＝
   　ｋｏ（２ａ　−ＶＡ　−ＶＢ　）＝　ｋｏ（２ａ　＋
   ＶＣ＋ＶＤ）２− （但し、ｋｏは定数） によって求めることを特徴とする面圧デー２　導電性Ｏ
   高い可撓性物質からなる第１層の導電板と、圧力の作用
   でコンダクタンスが変化する第２層の感圧板と、導電性
   の高い第３層の導電板とによって構成した圧力検出器を
   用い、第１層の導電板における一対の対辺に設けた電極
   及び第６層の導電板における他の一対め対辺に設けた電
   極にそれぞれ抵抗を介して電圧＋ａ及び−Ｇを加え、上
   ｒ電圧、第１の導電板における一対の電極の電圧ＶＡ　
   、　ＶＢ　、及び第２の導電板における一対のＷ枦の電
   圧Ｖｃ　＊　ＶＤ　Ｋ基づき、重心位置の座標（ｉ。 ｙ）を、 （但し、＆、、に、は定数） によって求めるととを特徴とする面圧力データの検出方
   法。