JPS6034294A - Sensor for cutaneous sensation - Google Patents
Sensor for cutaneous sensationInfo
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- JPS6034294A JPS6034294A JP58141029A JP14102983A JPS6034294A JP S6034294 A JPS6034294 A JP S6034294A JP 58141029 A JP58141029 A JP 58141029A JP 14102983 A JP14102983 A JP 14102983A JP S6034294 A JPS6034294 A JP S6034294A
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- sensation
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0393—Flexible materials
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- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Manipulator (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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、皮膚感覚センサ、特に組立ロボット等の高機
能マニピュレータの指先感覚の演出に好適な皮膚窓数セ
ンサに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a skin-sensory sensor, particularly a skin-window sensor suitable for producing a fingertip sensation of a high-performance manipulator such as an assembly robot.
従来、マニピュレータの指先感覚演出用のセンサとして
は、対象物f把持する面に、リミットスイッチ、導電性
ゴム、歪ゲージ等のスイッチ手段を設け、このスイッチ
手段の動作により対象物の把持の有無を確認するものが
主体となっている。Conventionally, as a sensor for producing a fingertip sensation of a manipulator, a switch means such as a limit switch, a conductive rubber, a strain gauge, etc. is provided on the surface where the object f is gripped, and the operation of this switch means determines whether or not the object is being gripped. The main thing is to check.
その例としては特開昭53−96648号公報、特開昭
55−129792号公報がある。また特殊なものとし
て流体圧を用いるものも提案されている。Examples include JP-A-53-96648 and JP-A-55-129792. A special method using fluid pressure has also been proposed.
この種のセンサは前述したように、対象物を確実に把持
した状態にあるか否かを検出するものである。As described above, this type of sensor detects whether or not the object is securely gripped.
一方、近年のマニピュレータにおいては高機能が要求さ
れており、これに伴って、指先感覚検出用センサとして
人間の指先に相当するものすなわち圧力感、亡ん所感、
すべり感等の複合感覚を得ることができるセンサが要求
されている。On the other hand, in recent years manipulators are required to have high functionality, and along with this, sensors for detecting fingertip sensations that correspond to human fingertips, such as pressure sensation, dead body sensation, etc., have been required.
There is a need for a sensor that can provide a complex sensation such as a feeling of slippage.
本発明は、上述の事柄にもとづいてなされたもので、圧
力感、すべり感、せん所感の複合感覚を検出することが
できる皮膚感覚センサを提供することを目的とするもの
である。The present invention has been made based on the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a skin sensation sensor capable of detecting a complex sensation of a pressure sensation, a slip sensation, and a spot sensation.
本発明は、対象物との接触感覚を検出する皮膚感覚セン
サにおいて、検出部を圧電体とこの圧電体の対向する複
数組の面に設けた電極とで構成しこの検出部に、その電
極間に発生する電位差を処理する処理回路を接続し、圧
電体に加わる力の方向、大きさにより変化する圧電体の
誘起電圧より、圧感、すべり感、せん所感に関する情報
を同時に検出することを特徴とするものである。The present invention provides a skin sensation sensor for detecting the sensation of contact with an object, in which a detection part is composed of a piezoelectric body and a plurality of sets of electrodes provided on opposing surfaces of the piezoelectric body. A processing circuit that processes the potential difference generated in the piezoelectric body is connected to the piezoelectric body, and information regarding the pressure sensation, sliding sensation, and sensation of sensation can be simultaneously detected from the induced voltage of the piezoelectric body, which changes depending on the direction and magnitude of the force applied to the piezoelectric body. It is something to do.
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図および第2図は本発明のセンサの一実施例を示す
もので、これらの図において検出部1は六面体の圧電体
2とこの圧電体2の対向する3組の面の内2組の対向面
に設けた電極3A、3Bと4A、4Bとで構成されてい
る。この検出部1は支持体5上に設けられた基板6上に
配置されている。対の電極3A、3Aおよび4A、4B
はそれぞれ導線7A、7B、8A、8Bによって基板6
上に配置された処理回路9に接続されている。これによ
り処理回路20には各電極3A、3B。FIGS. 1 and 2 show an embodiment of the sensor of the present invention. In these figures, the detection unit 1 includes a hexahedral piezoelectric body 2 and two of the three pairs of opposing faces of the piezoelectric body 2. It is composed of electrodes 3A, 3B and 4A, 4B provided on opposing surfaces. This detection section 1 is arranged on a substrate 6 provided on a support 5. Counter electrodes 3A, 3A and 4A, 4B
are connected to the board 6 by conductors 7A, 7B, 8A, and 8B, respectively.
It is connected to a processing circuit 9 arranged above. As a result, the processing circuit 20 has each electrode 3A, 3B.
4A、4Bからの電位P1.P! 、Ps 、P4が入
力される。Potential P1 from 4A and 4B. P! , Ps, and P4 are input.
圧電体2はZ方向に分極A処理をほどこされている1、
このため、圧電体2のZ方向に力が加えられた場合、Z
方向に対向して配置された電極3人及び3Bの間に電圧
が誘起され電位Ps とP2の間に差が生じる。また、
圧電体2にY方向のせん断力がttnえられた場合、X
方向に対向して配置された電極4A及び4Bの間に電圧
が誘起され電位P3とP4の間に差が生じる。The piezoelectric body 2 is subjected to polarization A treatment in the Z direction 1,
Therefore, when force is applied to the piezoelectric body 2 in the Z direction, the Z
A voltage is induced between the three electrodes and 3B arranged opposite to each other in the direction, and a difference is generated between the potentials Ps and P2. Also,
When a shear force ttn is applied to the piezoelectric body 2 in the Y direction,
A voltage is induced between the electrodes 4A and 4B, which are arranged to face each other in the direction, and a difference occurs between the potentials P3 and P4.
次に、肌理回路9の構成を第3図によって説明する。Next, the structure of the texture circuit 9 will be explained with reference to FIG.
この処理回路9は圧力検出回路10、せん断検出回路1
1および弁別回路12を備えている。圧力検出回路10
は、第4図に示すようにチャージアンプIOAで構成さ
れており、電位P!どP2の間の“電位差を入力し、圧
電体2のZ方向に加わる力に比例した圧力信号Pを演算
し出力する。せん断検出回路11は、第4図と同様なチ
ャージアンプで構成されておシ、電位P3とP4の間の
電位差を入力し、圧電体2のY方向に加わるせん断力に
比例した信号りを演算し出力する。弁別回路12は、信
号りの直流成分に比例したせん断信号S及び信号りの交
流成分に比例したすべり信号Fを出力する。この弁別回
路12は信号りの直流成分に比例したせん断信号Sを出
力するローパスフィルタ12Aと、信号りの交流成分を
抽出するバイパスフィルタ12Bと、交流成分の周波数
に比例したすべり信号Fを出力する周波数−重圧変換器
12Cとで構成することができる。This processing circuit 9 includes a pressure detection circuit 10 and a shear detection circuit 1.
1 and a discrimination circuit 12. Pressure detection circuit 10
is composed of a charge amplifier IOA as shown in FIG. 4, and has a potential P! It inputs the potential difference between P2 and calculates and outputs a pressure signal P proportional to the force applied to the piezoelectric body 2 in the Z direction.The shear detection circuit 11 is composed of a charge amplifier similar to that shown in FIG. Inputs the potential difference between the potentials P3 and P4, and calculates and outputs a signal proportional to the shear force applied in the Y direction of the piezoelectric body 2.The discrimination circuit 12 calculates and outputs a signal proportional to the DC component of the signal. It outputs a signal S and a slip signal F proportional to the AC component of the signal.This discrimination circuit 12 includes a low-pass filter 12A that outputs a shear signal S proportional to the DC component of the signal, and a low-pass filter 12A that extracts the AC component of the signal. It can be composed of a bypass filter 12B and a frequency-pressure converter 12C that outputs a slip signal F proportional to the frequency of the AC component.
以上述べたように、上述した本発明の一実施例によれば
、王醒体2に垂直に加わる抑圧の感覚、すなわち圧感に
係る情報を圧力信号Pより得られる。また、電極3Bを
介して圧電体2に接触する対象物が水平方向に動こうと
する感覚、すなわちせん所感に係る情報ヲ、ナん断信号
Sにより得られる。また、電画3Bを介して圧電体2に
接触する対象物が水平方向にすべる感覚、すなわちすべ
り感に係わる情報を、を甑3Bと対象物の摩擦によるス
ティックスリップ振動の周波数に基づくすべり信号Fに
より得られる。As described above, according to the above-described embodiment of the present invention, information relating to the feeling of oppression applied perpendicularly to the body 2, that is, the pressure sensation, can be obtained from the pressure signal P. Further, information relating to the sensation that the object in contact with the piezoelectric body 2 via the electrode 3B is about to move in the horizontal direction, that is, the sensation of movement, can be obtained from the nano-shear signal S. In addition, information related to the sensation that an object in contact with the piezoelectric body 2 slides in the horizontal direction via the electric image 3B, that is, the feeling of slipping, is sent to a slip signal F based on the frequency of stick-slip vibration caused by friction between the electric grid 3B and the object. It is obtained by
したがって、この実施例によれば、一つのセンサにより
圧感、せん所感及びすべり感からなる複合感覚を検出す
ることができる。また、検出部と信号の処理・回路を一
つの基板上に集積して構成しているので、高密度実装に
向は小形化が容易な皮膚感覚センサを構成できる。Therefore, according to this embodiment, it is possible to detect a complex sensation consisting of a pressure sensation, a numb sensation, and a slippery sensation using one sensor. Furthermore, since the detection section and the signal processing/circuit are integrated on one substrate, it is possible to construct a skin sensation sensor that can be easily miniaturized for high-density packaging.
つぎに本免明のセンサの他の実施例を第6図。Next, FIG. 6 shows another embodiment of the sensor of the present invention.
第7図及び第8図を用いて説明する。This will be explained using FIGS. 7 and 8.
第6図、第7図及び第8図は各本発明のセンサの他の実
施例を示すものであり、これらの図において第2図と同
じ番号を記した部分は同じものを表わす。6, 7, and 8 show other embodiments of the sensor of the present invention, and in these figures, the same numbers as in FIG. 2 represent the same parts.
第6図に示す実施例は、検出部の周囲に摩擦係数が高い
可撓性(オ科からなる保護層13を形成したものである
。In the embodiment shown in FIG. 6, a protective layer 13 made of a flexible material having a high friction coefficient is formed around the detection part.
この実施例によれば、保護層13により検出部1を対象
物との接触による衝激、摩擦等の物理的影響から採便す
ることが可能である。また、保護層13の茂面の摩擦力
により、対象物と検出部1との接触が確実になり、亡ん
所感及びすベシ感の検出感度を良くすることができる。According to this embodiment, the protective layer 13 allows the detection unit 1 to collect stool from physical influences such as impact and friction caused by contact with the object. In addition, the frictional force of the thick surface of the protective layer 13 ensures the contact between the object and the detection unit 1, and improves the detection sensitivity of the feeling of death and feeling of weakness.
第7図に示す実施例は、第6図に示す実施例の変形例で
あり、この図において第6図と同じ番号を記した部分は
同じものを表わす。この実施例は、保護層130表面に
耐熱、耐掌耗性材料からなる強化層14を形成したもの
である。The embodiment shown in FIG. 7 is a modification of the embodiment shown in FIG. 6, and in this figure, parts labeled with the same numbers as in FIG. 6 represent the same parts. In this embodiment, a reinforcing layer 14 made of a heat-resistant and palm abrasion-resistant material is formed on the surface of a protective layer 130.
この実施例によれば、強化層14により保護層13を高
熱、掌耗から保1穫することができ、皮膚感覚センサの
寿命、耐環境性を向上できる。According to this embodiment, the protective layer 13 can be protected from high heat and palm abrasion by the reinforcing layer 14, and the life span and environmental resistance of the skin sensor can be improved.
なお、この実施例にしいて、強化層14は保護層13の
表面を、耐熱性、耐摩耗性を向上するよう変質させて形
成してもよい。In this embodiment, the reinforcing layer 14 may be formed by altering the surface of the protective layer 13 to improve its heat resistance and abrasion resistance.
さらに、第8図に示す実施例は検出部1の電極3Bに対
向する電極3Aに突出部15を形成したものである。Furthermore, in the embodiment shown in FIG. 8, a protrusion 15 is formed on the electrode 3A of the detection section 1, which faces the electrode 3B.
との実施例によれば、電極3Aと保護層13との結合が
確実になり、せん所感及びすべり感の検出感度を良くす
ることができる。According to the embodiment, the bonding between the electrode 3A and the protective layer 13 is ensured, and the detection sensitivity of the feeling of cracking and slipping can be improved.
第9図は第3図に示す処理回路からの信号の転送回路の
一例を示すもので、この図において第3図と同じ番号を
記した部分は同一のものを表わす。FIG. 9 shows an example of a signal transfer circuit from the processing circuit shown in FIG. 3, and in this figure, parts labeled with the same numbers as in FIG. 3 represent the same parts.
この転送回路においては圧力信号P、せん断信号S及び
すべり信号Fは、バスドライバ16を介してデータバス
17へ転送される。バスドライバ16は、例えばスイッ
チ16AとAND回路16Bとを備え、信号A及びBが
ともに真になった場合、圧力信号P1せん断信号S及び
すべり信号Fを出力し、信号A及びBがともに真になら
ない場合は、出力が高インピーダンスになるように作動
する。In this transfer circuit, the pressure signal P, shear signal S and slip signal F are transferred to the data bus 17 via the bus driver 16. The bus driver 16 includes, for example, a switch 16A and an AND circuit 16B, and outputs a pressure signal P1, a shear signal S, and a slip signal F when both signals A and B become true, and both signals A and B become true. If not, the output becomes high impedance.
第10図は、第9図に示す処理回路を有する皮(9) 膚感覚センサ8Mの使用列を示すものである。Figure 10 shows a skin (9) having the processing circuit shown in Figure 9. This shows the rows in which the skin sensation sensor 8M is used.
格子状に配列された複数の皮膚感覚センサMのバスドラ
イバ16の出力は、共通のデータバス17に接続されて
いる。また、各皮膚感覚センサMのバスドライバ16は
、列選択回路18及び行選択回路19が発生する信号A
、Bにより選択され、検出結果をデータバス29に出方
する。すなわち、データバス17には、信号A及びBが
ともに真と指定された皮膚感覚センサMの検出結果が表
われるよう構成されている。The outputs of the bus driver 16 of the plurality of skin sensation sensors M arranged in a grid are connected to a common data bus 17. Furthermore, the bus driver 16 of each skin sensation sensor M receives a signal A generated by the column selection circuit 18 and the row selection circuit 19.
, B, and outputs the detection result to the data bus 29. That is, the data bus 17 is configured to display the detection results of the skin sensation sensor M in which both signals A and B are designated as true.
以上述べたように、この例によれば、複数の皮膚感覚セ
ンサMを面上に高密度に配置し、圧力分布、せん断力分
布、すべり分布等の2次元分布の感覚情報を得ることが
できる。As described above, according to this example, a plurality of skin sensation sensors M are arranged at high density on a surface, and sensory information of two-dimensional distribution such as pressure distribution, shear force distribution, slip distribution, etc. can be obtained. .
なお、この実施例において、バスドライバ16は、信号
A及びBの2つの信号で選択されるよう構成しているが
、1つの信号もしくは3つ以上の信号で選択されるよう
構成してもよいことは明白である。In this embodiment, the bus driver 16 is configured to be selected by two signals A and B, but it may be configured to be selected by one signal or three or more signals. That is clear.
つぎに本発明のセンサの他の実施例を第11図(10) 及び第12図を用いて説明する。Next, another embodiment of the sensor of the present invention is shown in FIG. 11 (10). This will be explained using FIG.
第11図は本示明のセンサの他の実施例の縦断正面図で
アシ、この図において第2図と同じ番号を記した部分は
同じものを表わす。また第12図は本発明のセンサの他
の実施例に用いられる処理回路の構成図を示すものであ
り、この図において第3図と同じ番号を記した部分は同
じものを表わす。FIG. 11 is a longitudinal sectional front view of another embodiment of the sensor according to the present invention. In this figure, parts labeled with the same numbers as in FIG. 2 represent the same parts. Further, FIG. 12 shows a configuration diagram of a processing circuit used in another embodiment of the sensor of the present invention, and in this figure, parts labeled with the same numbers as in FIG. 3 represent the same parts.
第11図において、電極3A上には、温度センサ20が
配置されている。この温度センナ20は、検出した温度
に比例した信号Toを処理回路21に出力する。In FIG. 11, a temperature sensor 20 is placed on the electrode 3A. This temperature sensor 20 outputs a signal To proportional to the detected temperature to the processing circuit 21.
この処理回路21は、第12図に示すように圧力検出回
路22及びせん断検出回路23と温度検出回路24が設
けられている。圧力検出回路22は信号Toに基づき電
位P1及びP2の温度による変動を補償し、圧電体2に
加わるZ方向の力に比例した圧力信号Pを出力する。ま
た、せん断検出回路23は信号Toに基づき電位P3及
びP4の温度による変動を補償し、圧電体2に加わるY
(11)
方向のせん断力に比例した信号りを出力する。また、温
度検出回路24は、信号Toに比例した温度信号Tを出
力する。This processing circuit 21 is provided with a pressure detection circuit 22, a shear detection circuit 23, and a temperature detection circuit 24, as shown in FIG. The pressure detection circuit 22 compensates for variations in potentials P1 and P2 due to temperature based on the signal To, and outputs a pressure signal P proportional to the force applied to the piezoelectric body 2 in the Z direction. Further, the shear detection circuit 23 compensates for temperature-induced fluctuations in the potentials P3 and P4 based on the signal To, and
(11) Outputs a signal proportional to the shear force in the direction. Further, the temperature detection circuit 24 outputs a temperature signal T proportional to the signal To.
この実施例によれば、皮膚感覚センサの検出出力の温度
に対する安定性を向上でき、さらに、圧力感、ぜん所感
、すべり感に加え温度に係る情報が検出可能な皮膚感覚
センサを提供することができる。According to this embodiment, it is possible to improve the stability of the detection output of the skin sensation sensor with respect to temperature, and furthermore, it is possible to provide a skin sensation sensor that can detect information related to temperature in addition to the sensation of pressure, sensation of wheezing, and sensation of slippage. can.
つぎに本発明のセンサのさらに他の実施例を、第13図
及び第14図を用いて説明する。Next, still another embodiment of the sensor of the present invention will be described with reference to FIGS. 13 and 14.
第13図は本発明のセンサのさらに他の実施例を示す平
面図であシ、この図において第1図と同じ番号を記した
部分は同じものを表わす。FIG. 13 is a plan view showing still another embodiment of the sensor of the present invention, and in this figure, parts labeled with the same numbers as in FIG. 1 represent the same parts.
第13図において、検出部1は、電極3A。In FIG. 13, the detection unit 1 includes an electrode 3A.
3B、4A、4Bの他に圧電体2のY方向に対向する面
に電極25A及び25Bを配して構成している。In addition to 3B, 4A, and 4B, electrodes 25A and 25B are arranged on surfaces of the piezoelectric body 2 facing each other in the Y direction.
この構成において、圧電体2にX方向のせん断力が加え
られると、電極25A及び25Bの電位P5とP6の間
に電位差が生じ、電位Ps及び(12)
P6は、処理回路26に入力され処理される。In this configuration, when a shear force in the X direction is applied to the piezoelectric body 2, a potential difference is generated between the potentials P5 and P6 of the electrodes 25A and 25B, and the potentials Ps and (12) P6 are input to the processing circuit 26 and processed. be done.
この処理回路の構成を第14図に示す。この図において
第3図と同じ番号を記した部分は同じものを表わす。第
14図の構成において、せん断回路27及び28は第3
図で示すせん断回路11と同様の構成であシ、電位P3
とP4より圧電体15に加わるY方向のせん断力に比例
した信号り、を、また電位P5とP6より圧電体15に
加わるX方向のせん断力に比例した信号り、を出力する
。また、弁別回路29及び30も第3図の弁別回路12
と同様の構成全もち、信号り、よりY方向のせん断信号
Sア及びすべり信号Fア、また信号D8よりX方向のせ
ん断信号S8及びすべり信号F8を出力する。The configuration of this processing circuit is shown in FIG. In this figure, parts marked with the same numbers as in FIG. 3 represent the same parts. In the configuration of FIG. 14, the shear circuits 27 and 28 are
It has the same configuration as the shearing circuit 11 shown in the figure, and the potential P3
and P4 output a signal proportional to the Y-direction shearing force applied to the piezoelectric body 15, and potentials P5 and P6 output a signal proportional to the X-direction shearing force applied to the piezoelectric body 15. Further, the discrimination circuits 29 and 30 are also similar to the discrimination circuit 12 in FIG.
It has the same configuration as above, and outputs a shear signal S8 in the Y direction and a slip signal F8 in the Y direction, and a shear signal S8 and a slip signal F8 in the X direction from the signal D8.
以上述べたように、この実施例によれば、一つのセンサ
によシ、圧感に加え、X方向、Y方向のせん断及びすべ
り感ヲ噴出することが可能で1.2元次方向の対象物の
運動に関する情報を検出し得る皮膚センサを提供するこ
とができる。As described above, according to this embodiment, in addition to pressure sensation, it is possible to emit shear and slip sensation in the X direction and Y direction with a single sensor. A skin sensor can be provided that can detect information regarding the movement of the skin.
第15図および第16図は第13図に示す本発(13)
明のセンサに用いられる処理回路26の他の例を示すも
ので、第15図及び第16図において、第14図と同じ
番号を記した部分は同じものを表わす。15 and 16 show other examples of the processing circuit 26 used in the sensor of the present invention (13) shown in FIG. Numbered parts represent the same thing.
第15図に示す処理回路26においては、変換回路31
を備えており、この回路はせん断信号88及びS、に基
づき、せん断力の強さに比例しだせん断強度信号A、及
びせん断力のXY平面内の方向に比例したせん断方向信
号θ、を演算し出力する。In the processing circuit 26 shown in FIG.
Based on the shear signals 88 and S, this circuit calculates a shear strength signal A, which is proportional to the strength of the shear force, and a shear direction signal θ, which is proportional to the direction of the shear force in the XY plane. and output.
この処理回路26によれば、せん所感に係る情報を、せ
ん断力の強度とXY平面内の方向の形で得る皮膚感覚セ
ンサを提供することができる。According to this processing circuit 26, it is possible to provide a skin sensation sensor that obtains information regarding shear sensation in the form of the intensity of shear force and the direction within the XY plane.
第16図に示す処理回路26においては最大値回路32
を備えており、この回路はすべり信号FヨとFアの内大
きな値の方をすべり信号Fとして信号する。In the processing circuit 26 shown in FIG.
This circuit outputs the larger value of the slip signals Fyo and Fa as the slip signal F.
この処理回路26によれば、信号Dアもしくは信号D8
のどちらかの値が非常に小さく、すべり信号F、もしく
はF、のどちらかが不精確な値を(14)
示す1合、正確な値を優先的にすべり信号Fとして出力
することが可能な皮膚センサを提供することができる。According to this processing circuit 26, the signal Da or the signal D8
If one of the values is very small and either the slip signal F or F indicates an inaccurate value (14), it is possible to preferentially output the accurate value as the slip signal F. A skin sensor can be provided.
なお、以上で述べた一実施例及び他の実施例において、
処理回路は、アナログ回路、ディジタル回路、アナログ
とディジタル回路の混成回路もしくハ、マイクロコンピ
ュータ等によるソフトウェアにより構成してもよいこと
は明白である。In addition, in one embodiment and other embodiments described above,
It is obvious that the processing circuit may be constructed of an analog circuit, a digital circuit, a hybrid circuit of analog and digital circuits, or software using a microcomputer or the like.
1ノ、上述べたように、本発明によれば、圧感、せん所
感、すべり感を複数の感圧素子の出力間の関係から同時
に検出することができ、複合感覚を得られる。この結果
、人間の指先に相当する皮膚感覚センサを提供すること
ができる。1. As described above, according to the present invention, it is possible to simultaneously detect a pressure sensation, a spot sensation, and a slip sensation based on the relationship between the outputs of a plurality of pressure-sensitive elements, and a complex sensation can be obtained. As a result, a skin sensation sensor corresponding to a human fingertip can be provided.
第1図は本発明のセンサの一実施例を示す平面図、第2
図は第1図の■−■矢視断面図、第3図は第1図に示す
センサに用いられる処理回路の構成図、第4図はその処
理回路を構成する圧力検出回路の構成図、第5図は肌理
回路を哨戒する弁別(15)
回路の構成図、第6図〜第8図は本発明のセンサの他の
実唯例を示す縦断正面図、第9図は第3図に示す処理回
路からの信号を転送する回路図、第10図は複数個の本
究明のセンサの使用例を示す構成図、第11図は本発明
のセンサのさらに他の実施列を示す縦断正面図、第12
図は第11図に示すセンサに用いられる処理回路の構成
図、第13図は本発明のセンサの他の実施例を示す縦断
正面図、第14図は第13図に示すセンサに用いられる
処理回路の一例の構成図、第15図および第16図は第
13図に示すセンサに用いられる処理回路の他の例の構
成図である。
1・・・検出部、2・・・圧電体、3A、3B、4A。
4B・・・電極、9・・・処理回路、13・・・保護層
、14・・・強化層、20・・・温度センサ、21.2
6・・・処理回路。
(16)
第 3 旧
P 5F
第 4 (¥]
第 5 図
第 6 図
第 q 図
3B 5 6
第δ図
第 9 図
第 10 図
問
第11図
第12図
P SE丁
刀 13 図
25B
第 14 図
第 15 図
P 51 θs As F> Fχ
第1乙図
P 5.y 、5ノ /” 32FIG. 1 is a plan view showing one embodiment of the sensor of the present invention, and FIG.
The figure is a sectional view taken along the arrow ■-■ in FIG. 1, FIG. 3 is a block diagram of a processing circuit used in the sensor shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a block diagram of a pressure detection circuit that constitutes the processing circuit. FIG. 5 is a configuration diagram of the discrimination (15) circuit that patrols the texture circuit, FIGS. 6 to 8 are longitudinal sectional front views showing other examples of the sensor of the present invention, and FIG. 9 is similar to FIG. 3. FIG. 10 is a configuration diagram showing an example of the use of a plurality of sensors of the present invention, and FIG. 11 is a longitudinal sectional front view showing still another embodiment of the sensor of the present invention. , 12th
11 is a block diagram of a processing circuit used in the sensor shown in FIG. 11, FIG. 13 is a longitudinal sectional front view showing another embodiment of the sensor of the present invention, and FIG. 14 is a processing circuit used in the sensor shown in FIG. 13. FIG. 15 and FIG. 16 are block diagrams of other examples of the processing circuit used in the sensor shown in FIG. 13. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Detection part, 2... Piezoelectric body, 3A, 3B, 4A. 4B... Electrode, 9... Processing circuit, 13... Protective layer, 14... Reinforcement layer, 20... Temperature sensor, 21.2
6...processing circuit. (16) No. 3 Old P 5F No. 4 (¥) Fig. 5 Fig. 6 Fig. q Fig. 3B 5 6 Fig. δ Fig. 9 Fig. 10 Fig. Question 11 Fig. 12 P SE Choto 13 Fig. 25B No. 14 Figure 15 P 51 θs As F> Fχ 1st Figure P 5.y, 5/” 32
Claims (1)
いて、検出部を、圧電体とこの圧電体の対向する複数組
の面に設けた電極とで構成し、前記検出部に、その電極
間に発生する電位差を処理する処理回路を接続して構成
したことを特徴とする皮膚感覚センサ。 2、検出部と処理回路とを同一基板上に配置したことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の皮膚感覚センサ
。 3、前記検出部の周辺に可撓性材料からなる保護層を形
成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項または第
2項記載の皮膚感覚センサ。 4、前記保護層の表面に耐熱、耐摩耗性材料からなる強
化層を形成したことを特徴とする特許請求の範囲第3項
記載の皮膚感覚センサ。 5、前記電極に少くとも1つの突出部を設けたこと全特
徴とする特許請求の範囲第1項〜第4項のいずれかに記
載の皮膚感覚センサ。 6、処理回路は前記圧電体の前記基板の垂直方向に対向
する面に配置した前記電極間の電位差に基づく情報及び
、前記圧電体の残された対向する面に配置した前記電極
間の電位差の直流成分及び交流成分に基づく情報を出力
することを特徴とする特許請求の範囲第1項〜第5項の
いずれかに記載の皮膚感覚センサ。 7、処理回路は外部からの信号により、出力端子を高イ
ンピーダンス状態に切替ることかできることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項〜第6項のいずれかに記載の皮
膚感覚センサ。 8、処理回路は前記電極上に少なくとも1つ設けた温度
センサの出力に基づき前記検出部の出力の温度補償を行
なうこと全特徴とする特許請求の範囲第1項〜第6項の
いずれかに記載の皮膚感靴センサ。 9、処理回路は前記温度センサの出力に基づく情報全形
成することを特徴とする特許請求の範囲第8項記載の皮
膚Itセンサ。[Claims] 1. In a skin sensation sensor that detects the sensation of contact with an object, the detection section is composed of a piezoelectric body and a plurality of sets of electrodes provided on opposing surfaces of the piezoelectric body, A skin sensation sensor comprising: a processing circuit for processing a potential difference generated between the electrodes; 2. The skin sensation sensor according to claim 1, wherein the detection section and the processing circuit are arranged on the same substrate. 3. The skin sensation sensor according to claim 1 or 2, characterized in that a protective layer made of a flexible material is formed around the detection section. 4. The skin sensation sensor according to claim 3, wherein a reinforcing layer made of a heat-resistant and wear-resistant material is formed on the surface of the protective layer. 5. The skin sensation sensor according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the electrode is provided with at least one protrusion. 6. The processing circuit receives information based on the potential difference between the electrodes arranged on vertically opposing surfaces of the substrate of the piezoelectric body, and information on the potential difference between the electrodes arranged on the remaining opposing surfaces of the piezoelectric body. The skin sensation sensor according to any one of claims 1 to 5, which outputs information based on a direct current component and an alternating current component. 7. The skin sensation sensor according to any one of claims 1 to 6, wherein the processing circuit is capable of switching the output terminal to a high impedance state in response to an external signal. 8. Any one of claims 1 to 6, characterized in that the processing circuit performs temperature compensation for the output of the detection section based on the output of at least one temperature sensor provided on the electrode. The skin-feeling shoe sensor described. 9. The skin It sensor according to claim 8, wherein the processing circuit forms all information based on the output of the temperature sensor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58141029A JPS6034294A (en) | 1983-08-03 | 1983-08-03 | Sensor for cutaneous sensation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58141029A JPS6034294A (en) | 1983-08-03 | 1983-08-03 | Sensor for cutaneous sensation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6034294A true JPS6034294A (en) | 1985-02-21 |
JPH0448596B2 JPH0448596B2 (en) | 1992-08-07 |
Family
ID=15282552
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58141029A Granted JPS6034294A (en) | 1983-08-03 | 1983-08-03 | Sensor for cutaneous sensation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6034294A (en) |
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- 1983-08-03 JP JP58141029A patent/JPS6034294A/en active Granted
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US9102067B2 (en) | 2011-11-08 | 2015-08-11 | Seiko Epson Corporation | Sensor element, force detecting device, robot and sensor device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0448596B2 (en) | 1992-08-07 |
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