JPS59178301A - 触覚装置 - Google Patents

触覚装置

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JPS59178301A
JPS59178301A JP5232583A JP5232583A JPS59178301A JP S59178301 A JPS59178301 A JP S59178301A JP 5232583 A JP5232583 A JP 5232583A JP 5232583 A JP5232583 A JP 5232583A JP S59178301 A JPS59178301 A JP S59178301A
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JP
Japan
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resistance
sensor
electrode part
pressure
electrode
Prior art date
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Pending
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JP5232583A
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English (en)
Inventor
Makoto Oda
織田 誠
Masayuki Tsukahara
塚原 真行
Isao Nemoto
功 根本
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、感圧導電性ゴムシートを用いた触覚装置に関
する。
〔従来技術〕
従来から、ロボット用ハンド及びマニュピレータ等の触
覚装置用感知器として、歪センサ、圧電素子及び感圧導
電性ゴム等が用いられで来ている。これらの感知器の内
 oJ撓性があり。
大面積化が容易でしかも取り扱いが簡便な感知器として
、感圧導電性ゴムシートが最近用いられて来ている。こ
の感圧導眠性ゴムシートを用いた従来の触覚装置用の感
知器の構成を第1図に示す。第1図において、1は触覚
装置用感知器、2は該感知器の感圧導電性ゴム/−ト、
5及び5′は感圧導電性ゴムシートの表・裏面にそれぞ
れ設けた給電用電極である。上記に示した構成の感知器
1を用いた触覚装置の一例を第2図に示す。第2図にお
いて、1は感圧導電性ゴムシートからなる触覚装置用感
知器、4は最大電流規制用抵抗、5は給電用電源である
。今、触覚装置用感知器1が加圧されると、該感知器1
の抵抗値が減少し、感知器1にかかる゛α圧V+が低下
する。該電圧r!があらかじめ定めた基準値と比較しく
比較器は図示せず)、基準値以下ならば対象物が接触し
たと判断する。第1図に示した構成の従来の触覚装置用
感知器1では、ロボット用ハンドもしくはマニュ、ビレ
ータの触覚装置として用いた場合、対象物が感知器1の
どの部分に接触したか判別不可能なため、例えは対象物
が感知器1の端部に接触した時、対象物を完全にハンド
リングできない場合が生じ、非常に問題であった。また
、対称物への握り強さと対称物のずべりとの関係を検知
できないために、必要以上の強さで加圧して対称物を変
形もしくは破損せしめるか一加圧力不足のf−めに対称
物にすべりか生じ、対称物を落下せしめる等の不都合が
生じていた。
この問題を解決する方法としては、小面積の歪センサ、
圧電素子及び感圧導区性ゴノ・等を多数個配置するか、
廿たは、感圧導電性ゴ台イードを用いた触覚装置用感知
器の構成を第、5図に示すような構成にする方法が考え
られる。すなわち、第5図において、6は触覚装置用感
知器を構成する感圧導電性ゴムシー)・、7a、7h、
・・・7k。
7Aは該感圧4.電性ゴムシー、トロの一表面に設けた
給砒用屯極、7’ a、7’ h、・・・・・・・・・
7′に、7′tは該感圧溝m性ゴムシートロの地表面に
前記−表面に設けた電極7α、7b、・・・・・・・・
・7に、7tと直交するごとくに設けた電極であり、該
感圧導飄性ゴムシートの二表面で直交マトリックスが構
成されてなる。
今、第5図において、触覚装置用感知器の一部8が対象
物により接触加圧されると、電極7f。
7′2間の抵抗が減少することにより、対称物による接
触部位を判別することができる。また対称物にすべりが
生じた場合には、対象物による接触部位の変動を検知す
ることにより、すべりを検知しハンドリング機構の制御
部により加圧力を増加せしめすべりを防止することがで
きる。
しかし、上記に示した構成の感知器を用いる触覚装置の
制御回路は非常に複雑となり、触覚装置のコストも高価
なものとなり、実用的には採用できなかった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記に示した従来技術の欠点を改善し
た簡便な触覚装置を提供するにある。
〔発明の概要」 本発明では、上記の目的を達成するために。
抵抗体材料からなる第1の電極部、加圧によりその固イ
■抵抗が急変する0N4)F’ F )弱の感圧導電性
ゴム/−ト、電気良導体材nslかりなる第2の電極部
、加圧力に応じてその固4−j抵抗か変化する抵抗変化
型の感圧溝電性ゴムソート1.電気良導体材料からなる
第6f月d極Hli、を順次Aλ層一体化してなる感知
器と、該感知4’jib ”\の給喝用遊源と、前記感
知器の第1.第2皮ひ第6の電極部間の抵抗変化をあら
かじめ定めた1直と比較するための比較器及び1′:」
別器とを備えたことを特徴とする。
〔)6明の実施例〕 本発明による触覚装置用感知器の基本構成を第4図に示
す。第4図において、9は抵抗体材料からなる第1のI
し極部、9′は第1の電極部9の給屯用端子姉、10は
感圧導電性ゴム側斜からなる第1のシート、11は眠気
良導体材料からなる第2の電極部、11′は第2の電極
部11の給電用端子部、12は感圧導電性ゴム材料から
なる第2のシート、15は電気良導体材料からなる第5
の電極部、16′は第6の電極部15の給電用端子部で
ある。前記抵抗体材料からなる第1の電極部9かう前記
第3の電極部15を順次積層、一体化することにより触
覚装置用感知器が完成する。
ここで、前記感圧導電性ゴム材料からなる第1のシート
は、第5図に示すように加圧力が加わると急激にその固
有抵抗値が低下する特性14を有する0N−OFF型の
感圧導電性ゴム/−ト(例えばシリコーンゴム中にCu
、’、Ni等の金属粒子を混練シート状にしたもの)で
構成し、前記感圧導電性ゴム材料からなる第2のシート
は、第6図に示すように加圧力に応じてその固有抵抗値
が変化する特性15を有する抵抗変化型の感圧導電性−
rムシ−ト(例、’eにL:、シリコーンゴム中ニ導屯
性カーボン等を混練、シート状にしたもの)で構成しで
ある。
つぎに、本発明による触覚装置用感知器の動作特性を、
第7図に示す等何回路により説明する。第7図において
、対象物をハンドリングする際に、対象物から触覚装置
用感知器に加圧力F16が、抵抗体材料からなる第1の
電極部9の72部に加えられたとす゛る。この時、感圧
導電性ゴム材料からなる0N−OFF型の第1のシート
1oのA2部の抵抗RA2−82は数MΩ以」二から数
十〇に急変し、第1の電極部9の給電用端子部A、9′
と第2の電極部11の給電用端子部B、’+1’間の抵
抗RA−aは、RA−a=RA−A 2+R人2−82
キRh−A2となり対象物により加圧力を受けた位置に
対応した抵抗値を有することになり、対象物の接触位置
を検知できる。対象物の接触位置がハンドリングに不都
合な位置であれば、再度ハンドリングを修正する制御を
行ない、確実なハンドリングが可能となる。
一方、感圧導邂性ゴム材料からなる抵抗変化型の第2の
7−ト12は、前記第10電極部9のA2部に対応する
82部の抵抗RB2−c2が数MΩ以上から加圧力F、
16に応じた抵抗値(例えば10にΩ)に低下する。つ
き゛にハンドリング用のハンドが対象物を少し持ち上げ
る動作を行なう。この時、ハンドリング機構による対象
物への加圧力(把握力)が不足する場合には、対象物が
すべりを生じる。対象物にすべりが生じると、対象物に
よる触覚装置用感知器の抵抗体材料からなる第1の電極
部9のA2部に加えられていた加圧力F。
16が、該第1の電極部9のA2にづれ、 A2部に加
圧力F、17が加えられることになる。この時前記第1
の電極部9の給電用端子@A、9’と第2の電極部11
の給電用端子部B、11′間の抵抗Rh−編まRh−B
=Rh−hs+Rh3−ss中Rh−A3となる。Rh
−aが7?A−A2から8人−A3に変化することにな
り対象物のすべりを検知することができる。
つぎに、本発明による触覚装置の動作を、第8図に示す
ブロック図により説明する。第8図において、18は触
覚装置用感知器、18′は前、腔部7図における、抵抗
体側斜からなる第1の電極部9の給電用端子部9′と、
第2の電極部11の給電用端子部11′間の抵抗ニア?
A−Bで接触部検知用抵抗、18“は前記第2の電極部
11の給電用端子部11′と第3の電極815の給電用
端子部15′間の抵抗:Rs−cで加圧力検知用抵抗(
感圧導電性ゴム材料からなる抵抗変化型の第2のシート
12の抵抗)、19は給厄用屯源、20.及び20′は
電流制限用抵抗、21及び21′はそれぞれ基準抵抗。
22は前記感知器1日の抵抗Rh−e、+8’及び抵抗
RB−c。
+8”fl変化に応じた信号をあらかじめ定めた基準値
と比較するための比較器、25は該比較器22からの信
号により対称物の接触部位、加圧力、及びすべりを判別
するための判別器、24は該判別器からの信号によりハ
ンドリング用ハンドを制御するための制御部である。
今、ハンドリング用ハンドが対象物を把握するために対
象物に接触すると、ハンドの対称物と接触する側に設け
た触覚装置用感知器18の接触部検知用抵抗18′及び
加圧力検知用抵抗18“が変化する。すなわち、対称物
の接触部位及び加圧力に応じた信号がそれぞれ比較器2
2に送られる。比較器22は接触部検知用抵抗18′か
らの信号をあらかじめ定めである基準値と比較しその結
果を判別器23に送る。判別器25は該信号からハンド
リング用ノ・ンドの正常な位置に対象物が接触している
か否かを判別する。その結果、対象物が正常な位置でな
いと判別すると制御部24に信号を送り、制御部24は
ノ・ンドリング動作を再度繰り返す。判別器26が、対
象物が正常な位置であると判別すると、制御部24へは
信号を送らないため、制御部はノ・ンドリング用動作を
継続する。すなわち対象物を少し持ち上げる動作を行な
う。この時、ノ・ンドリング機構による対象物への加圧
力(把握力)が不足し、対象物がすべりを生じると、前
記触覚装置用感知器18の接触部検知用抵抗18′が変
化し、比較器22からの信号により判別器25がすべり
と判別し、判別器25から制御部24へ信号が送られる
。そこで制御部24.はハンドリング用動作を中止する
。一方、加圧力検知用抵抗18  に応じた信号は比較
器22内に保持される。つぎに制御部24は、ハンドリ
ング動作を再度再開し対象物を把握する。
加圧力検知用抵抗18″に対応する信号が比較器22に
送られると、比較器22は、すでに保持していた信号値
のあらかじめ定めた一定割合だけ大きな信号値と比較し
、その結果を判別器25に送る。判別器25は把握用の
加圧力が一定規準値に達っしたと判断すると、制御部2
4に信号を送る制御部24はハンドリングの対象物把握
動作を終了し、次の動作二対原物を持ち上げる動作二に
移行する。対称物にすべりを生じると、上記に示した動
作を繰り返し、対称物にすべりが無いことが確認される
と、本触覚装置の動作は完了する。ハンドリングが完了
すると、別のハンド移動制御部等(図示せず)K、より
ノ・ンドの移動動作が行なわれることになる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、抵抗体材料からなる第1の電極部、加
圧によりその固有抵抗が急変するON−OFF型の感圧
導電性ゴムシート、電気良導体材料からなる第20電極
部、加圧力に応じてその固有抵抗が変化する抵抗変化・
型の感圧導電性ゴムシート、電気良導体材料からなる第
30電極、部を順次積層一体化してなる感知器と、該感
知器への給電用電源と、前記感知器の第1.第2及び第
6の電極部間の抵抗変化をあらかじめ定めた値と比較す
るための比較器及び判別器とを備えた触覚装置を用いる
ことにより、簡便な信号処理で、対称物のハンドリング
位置、すべりを検知することができるため、対称物に適
した圧力でハンドリングでき、ロボット用ハンド及びマ
ニュピレータに適用する場合に、特に/・ンドリンク性
能の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の触覚装置用感知器の構成を示す斜視図、
第2図は従来の触覚装置の回路図。 第3図は従来の触覚装置用感知器の構成を示す正面図、
第4図は本発明による触覚装置用感知器の構成を示す斜
視図、第5図および第6図は感圧導電性ゴムンートの特
性を示す特性図、第7図は本発明による触覚装置の動作
を説明するための等価回路図、第8図は本発明による触
覚装置のブロック図である。 1:感知器。 2.10.42 :感圧導電性ゴムノート、5.5’ 
、7.7’ 、9.N、15 :電極部。 ニ:;l′/ 図     才2図 1 −A′3  閃 エ フ′ オ 4 間

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 抵抗体材料からなる第1の電極部、感圧導電性ゴム
    材料からなる第1の7−ト、電気良導体材料からなる第
    2のP←6極部、感圧導電性ゴム材料からなる第2のシ
    ート、電気良導体材料からなる第5の電極部を順次積層
    一体化してなる感知器と、該感知器への給酸用電源と、
    前記感知器の第1の電極部と第2の電極部間及び第2の
    電極部と第5の電極部間の抵抗変化をあらかじめ定めた
    直と比較するための比較器及び判別器とを備えたことを
    特徴とする触覚装置。
JP5232583A 1983-03-30 1983-03-30 触覚装置 Pending JPS59178301A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5232583A JPS59178301A (ja) 1983-03-30 1983-03-30 触覚装置

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JP5232583A JPS59178301A (ja) 1983-03-30 1983-03-30 触覚装置

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JPS59178301A true JPS59178301A (ja) 1984-10-09

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ID=12911635

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JP5232583A Pending JPS59178301A (ja) 1983-03-30 1983-03-30 触覚装置

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JP (1) JPS59178301A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7645398B2 (en) 2005-12-07 2010-01-12 Electronics And Telecommunications Research Institute Pressure sensor for electronic skin and fabrication method of pressure sensor for electronic skin
US8300018B2 (en) 2005-09-05 2012-10-30 Ewsystem Co., Ltd. Tactile sensor
WO2019214418A1 (zh) * 2018-05-10 2019-11-14 京东方科技集团股份有限公司 三维力识别传感器、其驱动方法及显示装置

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