JPS60153181A - 圧覚センサ - Google Patents
圧覚センサInfo
- Publication number
- JPS60153181A JPS60153181A JP59009793A JP979384A JPS60153181A JP S60153181 A JPS60153181 A JP S60153181A JP 59009793 A JP59009793 A JP 59009793A JP 979384 A JP979384 A JP 979384A JP S60153181 A JPS60153181 A JP S60153181A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- sensitive structure
- fixed
- force
- tips
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- Pending
Links
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- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
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- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
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- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/84—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by variation of applied mechanical force, e.g. of pressure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Pressure Sensors (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、支持体に固定された一導電形の半導体からな
る感圧構造体の受圧面に対し角度をなす面に逆導電形の
複数の抵抗素子領域を備え、抵抗素子から構成されるブ
リッジ回路に受圧面に力が印加された際の抵抗素子の抵
抗変化により生ずる出力電圧より印加された力の３成分
を検出する圧覚センサに関する。
る感圧構造体の受圧面に対し角度をなす面に逆導電形の
複数の抵抗素子領域を備え、抵抗素子から構成されるブ
リッジ回路に受圧面に力が印加された際の抵抗素子の抵
抗変化により生ずる出力電圧より印加された力の３成分
を検出する圧覚センサに関する。
各種の物体を取り扱うロボットハンドは、取り扱う物体
に応じて適正な力で杷持することが望まれる。そのため
には把持力の３成分を精密に検出し、あるいはその面状
分布を知る必要がある。この要求に応するために第１図
ないし第３図に示すような半導体圧覚センサが提案され
ている。すなわち１例えばＮ形シリコン単結晶からなる
直径１簡のリング状の感圧構造体１は一方の側に受圧面
１１を有し、この受圧面に垂直な面１２に１２個のｐ形
抵抗素子領域２１〜２４．３１〜３４．４１〜４４が拡
散により形成される。これらの抵抗素子は第２図に示す
ように三つのブリッジ回路Ｂｘ。
に応じて適正な力で杷持することが望まれる。そのため
には把持力の３成分を精密に検出し、あるいはその面状
分布を知る必要がある。この要求に応するために第１図
ないし第３図に示すような半導体圧覚センサが提案され
ている。すなわち１例えばＮ形シリコン単結晶からなる
直径１簡のリング状の感圧構造体１は一方の側に受圧面
１１を有し、この受圧面に垂直な面１２に１２個のｐ形
抵抗素子領域２１〜２４．３１〜３４．４１〜４４が拡
散により形成される。これらの抵抗素子は第２図に示す
ように三つのブリッジ回路Ｂｘ。
Ｂｙ、 Ｂｚを形成する。感圧構造体１は力を安定した
状態で受けるためには、第３図に示すように支持体５に
固定する必要があり１例えばセラミックからなる支持体
５に溝５１を形成し、その中に感圧構造体１の受圧面１
１に対向する側の突出部１３を挿入し固着することが考
えられる。受圧面１１に印加される力の３成分Ｆｘ、
Ｆｙ、 Ｆｚに対応してブリッジＢｘ、 Ｂｙ、 Ｂｚ
に出力電圧が発生する。この出力電圧より力の３成分Ｆ
ｘ、 Ｆｙ、 Ｆｚを検出するためには、第２図のＶｃ
ｃ 、 ＧＮＤ 、 Ｇｘｔ 、 ＧＸ２ 、 Ｇｙｉ
。
状態で受けるためには、第３図に示すように支持体５に
固定する必要があり１例えばセラミックからなる支持体
５に溝５１を形成し、その中に感圧構造体１の受圧面１
１に対向する側の突出部１３を挿入し固着することが考
えられる。受圧面１１に印加される力の３成分Ｆｘ、
Ｆｙ、 Ｆｚに対応してブリッジＢｘ、 Ｂｙ、 Ｂｚ
に出力電圧が発生する。この出力電圧より力の３成分Ｆ
ｘ、 Ｆｙ、 Ｆｚを検出するためには、第２図のＶｃ
ｃ 、 ＧＮＤ 、 Ｇｘｔ 、 ＧＸ２ 、 Ｇｙｉ
。
ＧＹ２． ＧＺＩ、 ＧＺ２に対応する６個の端子６と
支持体上の端子７とをリード線８によって接続しなけれ
ばならない。しかし微小な感圧構造体１から複数の導線
をとり出す場合、リード線間の間隔が狭く、短絡が起こ
りやすい欠点がある。また各ブリッジＢ？ｃ、 Ｂｙ、
Ｂｚの出力電圧は数ｍＶ程度で微弱なため外部のノイ
ズに弱い欠点がある。
支持体上の端子７とをリード線８によって接続しなけれ
ばならない。しかし微小な感圧構造体１から複数の導線
をとり出す場合、リード線間の間隔が狭く、短絡が起こ
りやすい欠点がある。また各ブリッジＢ？ｃ、 Ｂｙ、
Ｂｚの出力電圧は数ｍＶ程度で微弱なため外部のノイ
ズに弱い欠点がある。
本発明は、上述の欠点のない外部のノイズに強く、リー
ド線間の短絡の少ない圧覚センサを提供することを目的
とする。
ド線間の短絡の少ない圧覚センサを提供することを目的
とする。
本発明は感圧構造体の受圧面に対向する側に設けられる
突出部の中間部を挾んだ先端部に抵抗素子からなるブリ
ッジ回路の出力の増幅回路を内蔵し、感圧構造体が中間
部において支持体に固着されることによって上述の目的
を達成す′る。
突出部の中間部を挾んだ先端部に抵抗素子からなるブリ
ッジ回路の出力の増幅回路を内蔵し、感圧構造体が中間
部において支持体に固着されることによって上述の目的
を達成す′る。
第４図ないし第６図は本発明の一実施例を示し、第１図
ないし第３図と共通の部分には同一の符号が付されてい
る。第５図において圧覚センサの感圧構造体１のシリコ
ン単結晶の突出部は支持体への固定部１４をはさんで先
端部１５を有し、先端部には第５図に示す演算増幅器３
５，４５．５５を含む集積回路９が形成されている。こ
の感圧構造体１の突出部１４．１５は第６図に示すよう
に下部５２が広い断面を有する溝５１の中に挿入され、
固定部１４のみを溝５１の壁に密着させて、例えば接着
剤により固定する。受圧面１１に印加される力は固定部
１４のみで受けとめられるため集積回路９には印加され
る力の影響がなく、直線性のよい増幅ができる。増幅器
２５，３５．４５では入力、出力が絶縁されているから
、出力端子の一方は接地することができるので出力端子
はＡｘ。
ないし第３図と共通の部分には同一の符号が付されてい
る。第５図において圧覚センサの感圧構造体１のシリコ
ン単結晶の突出部は支持体への固定部１４をはさんで先
端部１５を有し、先端部には第５図に示す演算増幅器３
５，４５．５５を含む集積回路９が形成されている。こ
の感圧構造体１の突出部１４．１５は第６図に示すよう
に下部５２が広い断面を有する溝５１の中に挿入され、
固定部１４のみを溝５１の壁に密着させて、例えば接着
剤により固定する。受圧面１１に印加される力は固定部
１４のみで受けとめられるため集積回路９には印加され
る力の影響がなく、直線性のよい増幅ができる。増幅器
２５，３５．４５では入力、出力が絶縁されているから
、出力端子の一方は接地することができるので出力端子
はＡｘ。
Ａｙ 、 Ａｚの３端子で済み、全体の端子数は従来の
８より５に減することができる。従って第５図のＶｃｃ
、 ＧＮＤ、 Ａｘ、 Ａｙ、 Ａｚに対応する抵抗
素子２１〜２４．３１〜３４．４１〜４４および集積回
路９に接続される端子６は５個で、第３図の場合に比較
してリード線８の間隔が広くとれるため、リード線間の
短絡が少なくなる。また端子７から得られる出力電圧は
増幅されているため外部ノイズに対しても強くなる。
８より５に減することができる。従って第５図のＶｃｃ
、 ＧＮＤ、 Ａｘ、 Ａｙ、 Ａｚに対応する抵抗
素子２１〜２４．３１〜３４．４１〜４４および集積回
路９に接続される端子６は５個で、第３図の場合に比較
してリード線８の間隔が広くとれるため、リード線間の
短絡が少なくなる。また端子７から得られる出力電圧は
増幅されているため外部ノイズに対しても強くなる。
本発明は、圧覚センサの感圧構造体の半導体素体の突出
部に抵抗素子ブリッジの出力電圧の増幅回路を内蔵させ
、この回路には感圧構造体の受圧面に印加される力が影
響しないように突出部の中間部により感圧構造体を支持
するもので、出力電圧が増幅されて外部ノイズに対して
強く、また端子数の減少により引出しリードの間隔が広
くとれて短絡の虞の少ない信頼性の高い圧覚センサが得
られるのでその効果は極めて大きい。
部に抵抗素子ブリッジの出力電圧の増幅回路を内蔵させ
、この回路には感圧構造体の受圧面に印加される力が影
響しないように突出部の中間部により感圧構造体を支持
するもので、出力電圧が増幅されて外部ノイズに対して
強く、また端子数の減少により引出しリードの間隔が広
くとれて短絡の虞の少ない信頼性の高い圧覚センサが得
られるのでその効果は極めて大きい。
第１図は圧覚センサの感圧構造体の正面図、第２図はそ
の回路図、第３図は圧覚センサの構造として考えられる
一例の斜視図、第４図は本発明の一実施例の感圧構造体
の正面図、第５図はその回路図、第６図はその組立状態
を示す斜視図である。 １・・・感圧構造体、１１・・・受圧面、１４・・・固
定部、１５・・・先端部、２１，２２，２３，２４，３
１゜３２．３３，３４，４１，４２，４３，４４・・・
抵抗素子領域、２５，３５，４５・・・演算増幅器、５
・・・支持体、５１・・・溝、５２・・・断面拡張部。 ７１ 口 Ｃｙｒ （ｒｒ２（ｒａｐ ？ｙｚ ケｚｌ ケｚｚＴ
Ｚ 記 ７’３ ＩＦ Ｔ４ 日
の回路図、第３図は圧覚センサの構造として考えられる
一例の斜視図、第４図は本発明の一実施例の感圧構造体
の正面図、第５図はその回路図、第６図はその組立状態
を示す斜視図である。 １・・・感圧構造体、１１・・・受圧面、１４・・・固
定部、１５・・・先端部、２１，２２，２３，２４，３
１゜３２．３３，３４，４１，４２，４３，４４・・・
抵抗素子領域、２５，３５，４５・・・演算増幅器、５
・・・支持体、５１・・・溝、５２・・・断面拡張部。 ７１ 口 Ｃｙｒ （ｒｒ２（ｒａｐ ？ｙｚ ケｚｌ ケｚｚＴ
Ｚ 記 ７’３ ＩＦ Ｔ４ 日
Claims (1)
- １）支持体に固定された一導電形の半導体からなる感圧
構造体の受圧面に対し角度をなす面に逆導電形の複数の
抵抗素子領域を備え、抵抗素子から構成されるブリッジ
回路ｌこ受圧面に力が印加された際に生ずる出力電圧よ
り印加された力の３成分を検出するものにおいて、感圧
構造体の受圧面に対向する側に設けられる突出部の中間
部を挾んだ先端部に前記ブリッジ回路の出力電圧の増幅
回路を内蔵し、感圧構造体が前記中間部において支持体
に固着されたことを特徴とする圧覚センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59009793A JPS60153181A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 圧覚センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59009793A JPS60153181A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 圧覚センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60153181A true JPS60153181A (ja) | 1985-08-12 |
Family
ID=11730083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59009793A Pending JPS60153181A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 圧覚センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60153181A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009541752A (ja) * | 2006-06-29 | 2009-11-26 | ヴェルトシュツキー，ローラント | 少なくとも１つの力成分を検出する力センサおよび方法 |
| JP2009543029A (ja) * | 2006-07-06 | 2009-12-03 | ヴェルトシュツキー，ローラント | 力ベクトルの検出用力センサ |
-
1984
- 1984-01-23 JP JP59009793A patent/JPS60153181A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009541752A (ja) * | 2006-06-29 | 2009-11-26 | ヴェルトシュツキー，ローラント | 少なくとも１つの力成分を検出する力センサおよび方法 |
| JP2009543029A (ja) * | 2006-07-06 | 2009-12-03 | ヴェルトシュツキー，ローラント | 力ベクトルの検出用力センサ |
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