JPS61149837A - 圧覚センサ - Google Patents
圧覚センサInfo
- Publication number
- JPS61149837A JPS61149837A JP59272025A JP27202584A JPS61149837A JP S61149837 A JPS61149837 A JP S61149837A JP 59272025 A JP59272025 A JP 59272025A JP 27202584 A JP27202584 A JP 27202584A JP S61149837 A JPS61149837 A JP S61149837A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- unit
- contact force
- receiving plate
- pressure 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.)
- Granted
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/16—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force
- G01L5/161—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using variations in ohmic resistance
- G01L5/1627—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using variations in ohmic resistance of strain gauges
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は圧覚センサに関し、詳しくは受圧板に作用する
荷重を互いに直交する３方向の分力に分解して検出可能
な３分力検知感圧モジュールの単位が７レイ状に配置さ
れた圧覚センサに関する。
荷重を互いに直交する３方向の分力に分解して検出可能
な３分力検知感圧モジュールの単位が７レイ状に配置さ
れた圧覚センサに関する。
微細なビンの挿入やバルブ操作などのように繊細な作業
を行わせるロボットハンドにおいては、このような作業
がなされる外界の状態の認識を得させるために、従来か
ら視覚センナが主として用いられてきた。しかし、視覚
センサの場合、外界の状態を大局的に把握する機能とし
ては優れているが、上記のような作業を行わせる場合、
対象物に対する接触やすへり等の局所的な情報が必要と
されることから、視覚センサのみでは十分対処し切れぬ
点があり１人間の触覚に相当するような機能を具えた圧
覚センサへの要望が高まるにつれて、これまでに種々な
形態の圧覚センサが提案さに接着剤等によって植設され
た圧覚セルである。
を行わせるロボットハンドにおいては、このような作業
がなされる外界の状態の認識を得させるために、従来か
ら視覚センナが主として用いられてきた。しかし、視覚
センサの場合、外界の状態を大局的に把握する機能とし
ては優れているが、上記のような作業を行わせる場合、
対象物に対する接触やすへり等の局所的な情報が必要と
されることから、視覚センサのみでは十分対処し切れぬ
点があり１人間の触覚に相当するような機能を具えた圧
覚センサへの要望が高まるにつれて、これまでに種々な
形態の圧覚センサが提案さに接着剤等によって植設され
た圧覚セルである。
個々の圧覚セル３は図に示すように個々に分離された状
態で連設されるか、もしくは複数個を溝ｌの方向に連続
させた状態で連設されている。
態で連設されるか、もしくは複数個を溝ｌの方向に連続
させた状態で連設されている。
４は圧覚セル３の側面における所定の位置に配設された
複数のストレーンゲージであり、本例の場合、このよう
にストレーンゲージ４の配設された２つの対向位置にあ
る圧覚セル３間に受圧板５を固定して感圧モジュール６
が構成され、個々の受圧板５に作用する荷重をこれらの
ストレーンゲージ４に伝達させることにより、ストレー
ンゲージ４を介してこれらの荷重を受圧板５に沿った水
平分力ＦｘおよびＦＹと、受圧板５に垂直な方向の分力
Ｆｚとに分解させて検出させることができる。
複数のストレーンゲージであり、本例の場合、このよう
にストレーンゲージ４の配設された２つの対向位置にあ
る圧覚セル３間に受圧板５を固定して感圧モジュール６
が構成され、個々の受圧板５に作用する荷重をこれらの
ストレーンゲージ４に伝達させることにより、ストレー
ンゲージ４を介してこれらの荷重を受圧板５に沿った水
平分力ＦｘおよびＦＹと、受圧板５に垂直な方向の分力
Ｆｚとに分解させて検出させることができる。
すなわち、受圧板５に荷重が作用すると、対の圧覚セル
３にそれぞれ変形が生じ、これによって個々のストレー
ンゲージ４では抵抗イ＾が変化する。そこで、これらの
抵抗値の変化を１出するのにストレーンゲージ４への通
電する配線が必要と圧覚セル３上のストレーンゲージ４
の配線と基板２のヒ面−ヒの配線との接続がなされる。
３にそれぞれ変形が生じ、これによって個々のストレー
ンゲージ４では抵抗イ＾が変化する。そこで、これらの
抵抗値の変化を１出するのにストレーンゲージ４への通
電する配線が必要と圧覚セル３上のストレーンゲージ４
の配線と基板２のヒ面−ヒの配線との接続がなされる。
なお、本例の場合、基板２は第８図に示すように２つの
基板２Ａと２Ｂとの２層に構成されており、上述した孔
７は上層基板２Ａに形成されている。また、圧覚セル３
の表面にはこの孔７と対応する位置に設けられた端子部
としての金属パッド８およびパッド８とストレーンゲー
ジ４との間の配線９が設けられており、一方、孔７の内
壁には金属めっきが施されていて、このめっき部分にＬ
層基板２Ａ上の配線ｌＯが接続される。また、１１は上
層基板２Ａ１貫通させたスルーホールであり。
基板２Ａと２Ｂとの２層に構成されており、上述した孔
７は上層基板２Ａに形成されている。また、圧覚セル３
の表面にはこの孔７と対応する位置に設けられた端子部
としての金属パッド８およびパッド８とストレーンゲー
ジ４との間の配線９が設けられており、一方、孔７の内
壁には金属めっきが施されていて、このめっき部分にＬ
層基板２Ａ上の配線ｌＯが接続される。また、１１は上
層基板２Ａ１貫通させたスルーホールであり。
このスルーホール１１を介して配線ＩＯとド層基板２Ｂ
ヒに配設されている図示しない配線とが接続される。
ヒに配設されている図示しない配線とが接続される。
そこで、第７図および第８図に示すように基板２の溝ｌ
における所定の位置に圧覚セル３を植設した状態となし
、孔７に例えばはんだを充填することによって、配線９
と、上層基板２Ａ−ヒの配線もれる金属パッド８の微小
化につれて、はんだ用の孔７も例えば内径が０．２■■
程度にまで微小化する。
における所定の位置に圧覚セル３を植設した状態となし
、孔７に例えばはんだを充填することによって、配線９
と、上層基板２Ａ−ヒの配線もれる金属パッド８の微小
化につれて、はんだ用の孔７も例えば内径が０．２■■
程度にまで微小化する。
よって、いきおい、この孔７の深さに比して径が小さく
なることになり、孔７にはんだが充填される場合、孔７
の底部近傍での加熱が不十分になったり、フラックスの
蒸発によってはんだの中にボイドが発生したりして、十
分な電気的接続効果が得られず、この部分での抵抗が大
きくなったり、ときには使用中に断線するという、欠点
があった。
なることになり、孔７にはんだが充填される場合、孔７
の底部近傍での加熱が不十分になったり、フラックスの
蒸発によってはんだの中にボイドが発生したりして、十
分な電気的接続効果が得られず、この部分での抵抗が大
きくなったり、ときには使用中に断線するという、欠点
があった。
本発明の目的は、上述した欠点を除去し、圧覚セル表面
上の配線と下部基板−ヒの配線との接続が、強固に、し
かも容易に行えて、ストレーンゲージからの電気信号が
確実に上記の接続部を介しのユニットを構成するにあた
り、ユニット基板の断面を凸型となすことによりその両
端に長手方向の切欠き溝が形成されるようになし、個々
の圧覚セル基部を上記両端の切欠き溝に沿って配列させ
ると共に、凸部を挾んで配列された圧覚セル同士を対向
させるようになして、更に圧覚セルの切欠−・ ｊ”ｌき溝に接しない側の側面と、この切欠き溝に連ら
なる基板の側面とが同一面に形成されるようにな、：１ υ、圧覚セル基部を」二記の切欠き溝に接着して、これ
らの側面間で圧覚セルと下部基板との配線間を接続し、
このように構成した圧覚ユニットを上記切欠き溝とは直
角の方向にスペーサを介して連設するようにしたことを
特徴とする。
上の配線と下部基板−ヒの配線との接続が、強固に、し
かも容易に行えて、ストレーンゲージからの電気信号が
確実に上記の接続部を介しのユニットを構成するにあた
り、ユニット基板の断面を凸型となすことによりその両
端に長手方向の切欠き溝が形成されるようになし、個々
の圧覚セル基部を上記両端の切欠き溝に沿って配列させ
ると共に、凸部を挾んで配列された圧覚セル同士を対向
させるようになして、更に圧覚セルの切欠−・ ｊ”ｌき溝に接しない側の側面と、この切欠き溝に連ら
なる基板の側面とが同一面に形成されるようにな、：１ υ、圧覚セル基部を」二記の切欠き溝に接着して、これ
らの側面間で圧覚セルと下部基板との配線間を接続し、
このように構成した圧覚ユニットを上記切欠き溝とは直
角の方向にスペーサを介して連設するようにしたことを
特徴とする。
以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図および第２図は本発明の一実施例を示す、ここで
、１２は圧覚センサのユニット基板であり、この基板１
２の両側の端縁に沿いそれぞれ直角に切込まれた溝１１
が形成しである。この溝１１の幅は圧覚セル３の厚さに
合わせて形成しであるのが設けられている側の面３Ａと
基板１２の側面１２Ａとを同一の鉛直面に一致させるこ
とができる。
、１２は圧覚センサのユニット基板であり、この基板１
２の両側の端縁に沿いそれぞれ直角に切込まれた溝１１
が形成しである。この溝１１の幅は圧覚セル３の厚さに
合わせて形成しであるのが設けられている側の面３Ａと
基板１２の側面１２Ａとを同一の鉛直面に一致させるこ
とができる。
示すように圧覚セル３を溝１１に接着したあと、これら
の金属パッド８と１３との間を金またはアルミニウム等
の細線によるワイヤポンディング１４によって電気的に
接続する。なお、金属パッド１３はこのユニット基板１
２の下面側に配設されている図示しない回路の配線に接
続されている。
の金属パッド８と１３との間を金またはアルミニウム等
の細線によるワイヤポンディング１４によって電気的に
接続する。なお、金属パッド１３はこのユニット基板１
２の下面側に配設されている図示しない回路の配線に接
続されている。
このようにして電気的な接続がなされたあとは、これら
のワイヤポンディング１４による接続部を樹脂コーティ
ングなどにより被覆して、外れたりしないよう外部から
の障害に対して保護するのが好適である。
のワイヤポンディング１４による接続部を樹脂コーティ
ングなどにより被覆して、外れたりしないよう外部から
の障害に対して保護するのが好適である。
ｆ！４３図は本発明の他の実施例としての圧覚センサユ
ニットの構成を示し、本例では、第２図の例の場合のワ
イヤポンディングに代えて、異方性導電シートを用いる
ようにする。
ニットの構成を示し、本例では、第２図の例の場合のワ
イヤポンディングに代えて、異方性導電シートを用いる
ようにする。
ここで、２４は異方性導電シートであり、この導電シー
ト２４は本図で縦方向の導電性を有するが。
ト２４は本図で縦方向の導電性を有するが。
横方向には絶縁されるもので、このようなシート２４を
バッド８と１３との間に装着して電気的に接続し、更に
要すればその接続部分に前述したと同様な樹脂コーティ
ングを施すようにする。
バッド８と１３との間に装着して電気的に接続し、更に
要すればその接続部分に前述したと同様な樹脂コーティ
ングを施すようにする。
ついで、第２図または第３図のようにして電気が、この
場合ユニット３０の側の電気的接続がなされた部分と対
応するスペーサ３１例の側面には、図には示さないが、
上記の部分と接触しないように浅い溝を形成するのが好
適である。
場合ユニット３０の側の電気的接続がなされた部分と対
応するスペーサ３１例の側面には、図には示さないが、
上記の部分と接触しないように浅い溝を形成するのが好
適である。
第５図はセンサユニット３０の他の組合せ方による実施
例を示す、本例では、１個の圧覚センサユニット３０に
対して、その基板１２の両側に薄型のスペーサ３１Ａお
よび３１Ｂをそれぞれ、例えば第４図でのスペーサ３１
のほぼ半分の厚さにして取付けるようになし、このよう
にして得られたユニットブロック３２を並列に配設して
圧覚センサを構成する６なお、ユニット３０の側面にお
ける電気的接続部に対する配慮は変わらない。
例を示す、本例では、１個の圧覚センサユニット３０に
対して、その基板１２の両側に薄型のスペーサ３１Ａお
よび３１Ｂをそれぞれ、例えば第４図でのスペーサ３１
のほぼ半分の厚さにして取付けるようになし、このよう
にして得られたユニットブロック３２を並列に配設して
圧覚センサを構成する６なお、ユニット３０の側面にお
ける電気的接続部に対する配慮は変わらない。
以北説明してきたように、本発明によれば、受圧板に作
用する荷重が、受圧板にｉｌ！直な方向の分力と受圧板
に平行な２方向の分力との互いに直交する３方向の分力
に分解されて検出可能な感圧モジュールをユニット基板
上に一列に配置してセンサユニットを構成し、複数個の
このようなセンサユニットを並列に配列させて感圧モジ
ュールがア１／イ状に配置される圧覚センサにおいて、
そのユニット基板の長手方向に沿った両端綾部に切欠き
溝を形成し、感圧モジュールが構成される個々の圧覚セ
ルの基部をこの切欠き溝にそれぞれ嵌合わせて取付けて
、感圧モジュールごとに一対の圧覚セルを対向させるよ
うになし、更に、圧覚セルのＬ記切欠き溝に嵌合されな
い側の側面と、ユニット基板の長手方向に沿った側面と
が同一面に形成されるようになして、この同一面とした
圧覚セルの側面とユニット基板の側面との双方に設けた
金属パッド間をワイヤポンディングや異方性導電シート
を用いて接続可能なようにしたので、圧覚セルと基板と
の間を確実に電気的に接続することができて、その信頼
度が高められ、更にこのようにしてＳ成した圧覚センサ
ユニットをスペーサを介して並列に配置し、以て圧覚セ
ンサを構成するようにしたので、従来のように圧覚セル
を浅い溝としたために倒れ易かった欠点を取除くことが
できる。
用する荷重が、受圧板にｉｌ！直な方向の分力と受圧板
に平行な２方向の分力との互いに直交する３方向の分力
に分解されて検出可能な感圧モジュールをユニット基板
上に一列に配置してセンサユニットを構成し、複数個の
このようなセンサユニットを並列に配列させて感圧モジ
ュールがア１／イ状に配置される圧覚センサにおいて、
そのユニット基板の長手方向に沿った両端綾部に切欠き
溝を形成し、感圧モジュールが構成される個々の圧覚セ
ルの基部をこの切欠き溝にそれぞれ嵌合わせて取付けて
、感圧モジュールごとに一対の圧覚セルを対向させるよ
うになし、更に、圧覚セルのＬ記切欠き溝に嵌合されな
い側の側面と、ユニット基板の長手方向に沿った側面と
が同一面に形成されるようになして、この同一面とした
圧覚セルの側面とユニット基板の側面との双方に設けた
金属パッド間をワイヤポンディングや異方性導電シート
を用いて接続可能なようにしたので、圧覚セルと基板と
の間を確実に電気的に接続することができて、その信頼
度が高められ、更にこのようにしてＳ成した圧覚センサ
ユニットをスペーサを介して並列に配置し、以て圧覚セ
ンサを構成するようにしたので、従来のように圧覚セル
を浅い溝としたために倒れ易かった欠点を取除くことが
できる。
ｉｔ図は本発明圧覚センサのセンサユニットの第４図は
本発明圧覚センサの組立状態を一例とじて示す断面図、 第５図は本発明の他の実施例としての組立状態を示す断
面図。 第６図は従来の圧覚センサのセンサユニットの構成の一
例を示す斜視図、 第７図はその圧覚セルとユニット基板との電気的接続部
の構成を示す斜視図、 第８図はその断面図である。 ■・・・溝、 ２・・・基板。 ２Ａ・・・−ヒ層基板、 ２Ｂ・・・下層基板。 ３・・・圧覚セル、 ３Ａ・・・側面、 ４・・・ストレーンゲージ。 ５・・・受圧板。 ６・・・感圧モジュール、 ７・・・孔、 ８．１３・・・金属パッド、 ９．１０・・・配線、 １１・・・スルーホール、 Ｉ２・・・基板、 １２Ａ・・・側面、 １４・・・ワイヤポンディング、 ２４・・・異方性導電性シート、 ３０・・・センサユニット、 ３１．３１Ａ 、 ３１Ｂ・・・スペーサ、３２・・・
ユニットブロック。 第２図 第３図 ＋２ ＩＩ １２Ａ １３ ２４第４図 第５図
本発明圧覚センサの組立状態を一例とじて示す断面図、 第５図は本発明の他の実施例としての組立状態を示す断
面図。 第６図は従来の圧覚センサのセンサユニットの構成の一
例を示す斜視図、 第７図はその圧覚セルとユニット基板との電気的接続部
の構成を示す斜視図、 第８図はその断面図である。 ■・・・溝、 ２・・・基板。 ２Ａ・・・−ヒ層基板、 ２Ｂ・・・下層基板。 ３・・・圧覚セル、 ３Ａ・・・側面、 ４・・・ストレーンゲージ。 ５・・・受圧板。 ６・・・感圧モジュール、 ７・・・孔、 ８．１３・・・金属パッド、 ９．１０・・・配線、 １１・・・スルーホール、 Ｉ２・・・基板、 １２Ａ・・・側面、 １４・・・ワイヤポンディング、 ２４・・・異方性導電性シート、 ３０・・・センサユニット、 ３１．３１Ａ 、 ３１Ｂ・・・スペーサ、３２・・・
ユニットブロック。 第２図 第３図 ＋２ ＩＩ １２Ａ １３ ２４第４図 第５図
Claims (1)
- ユニット基板と受圧板との間に２つの圧覚セルを並列に
配置して感圧モジュールを構成し、該感圧モジュールに
より前記受圧板上に加えられた荷重を前記圧覚セルを介
して前記受圧板に垂直方向の分力と、前記受圧板に沿っ
た２方向の分力との互いに直交する３方向の分力に分解
して検出し、検出された電気信号を前記圧覚セルと前記
ユニット基板との間に設けた電気的接続部を介して前記
ユニット基板側に送出するようになし、前記ユニット基
板上に前記感圧モジュールを縦列に配置して圧覚センサ
ユニットを構成し、該圧覚センサユニットが並列に配置
された圧覚センサにおいて、前記ユニット基板の長手方
向に沿った両端縁部に切欠き溝を形成し、前記感圧モジ
ュールに並列に配置された前記圧覚セルを前記切欠き溝
にそれぞれ嵌合させて前記圧覚セルの前記切欠き溝に嵌
合されない側の側面と、前記ユニット基板の前記切欠き
溝に沿った側面とが同一面となるようになし、該同一面
上に前記圧覚セルと前記ユニット基板との間の電気的接
続部を配設して圧覚センサユニットを構成し、該圧覚セ
ンサユニット間にスペーサを配置して該スペーサにより
前記電気的接続部を覆蓋させるようにしたことを特徴と
する圧覚センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59272025A JPS61149837A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 圧覚センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59272025A JPS61149837A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 圧覚センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61149837A true JPS61149837A (ja) | 1986-07-08 |
| JPH0546887B2 JPH0546887B2 (ja) | 1993-07-15 |
Family
ID=17508077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59272025A Granted JPS61149837A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 圧覚センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61149837A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100911750B1 (ko) * | 2002-01-21 | 2009-08-10 | 사토리우스 악티엔게젤샤프트 | 작용력 센서 |
-
1984
- 1984-12-25 JP JP59272025A patent/JPS61149837A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100911750B1 (ko) * | 2002-01-21 | 2009-08-10 | 사토리우스 악티엔게젤샤프트 | 작용력 센서 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0546887B2 (ja) | 1993-07-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |