JPS6156891A - Sliding sense sensor - Google Patents

Sliding sense sensor

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Publication number
JPS6156891A
JPS6156891A JP17511284A JP17511284A JPS6156891A JP S6156891 A JPS6156891 A JP S6156891A JP 17511284 A JP17511284 A JP 17511284A JP 17511284 A JP17511284 A JP 17511284A JP S6156891 A JPS6156891 A JP S6156891A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibrating piece
tuning fork
finger
needle
fingers
Prior art date
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Pending
Application number
JP17511284A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
国俊 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPS6156891A publication Critical patent/JPS6156891A/en
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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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、小形にして安価なすべり覚センサに関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a small and inexpensive slip sensor.

〔従来技術〕[Prior art]

ロボットに人間と同様な高度な作業を行わせるためには
、種々の問題があるが、その1つに、人間が持つと同様
な感覚センサの開発がある。
There are various problems in order to make robots perform the same sophisticated tasks as humans, and one of them is the development of sensory sensors similar to those possessed by humans.

例えば、人間が指先で卵を持つ場合を考えよう。この場
合、指先における圧覚とすベリ覚が重要な役目を果す。
For example, consider a case where a human holds an egg with his or her fingertips. In this case, pressure sensation and veri-sensation at the fingertips play an important role.

すなわち、人間は圧覚とすべり覚で指先より卵が落ちな
いように、また、卵をつぶさないように判断しつつ卵を
つかむ。
In other words, humans use pressure and slip sensations to grasp eggs while making judgments to prevent the egg from falling from their fingertips and to avoid crushing the egg.

ロボット用の感覚センサは、感圧ゴムを利用したもの、
歪ゲージを利用したもの等種々あり、実際にも利用され
ているが、すべり覚センサには実用的なものは少ないが
、その−例を第1図に示す6把把持すべき物体1が2木
の指部2,3に挟まれている。指部2の内部には、板ば
ね4で両端がそれぞれ支持されたローラ5があり、ロー
ラ5は軸6の回りに回転可能となるように、かつ、指部
2に設けた窓7から突出するように構成されている。指
部3についても同様の構成となっている。
Sensory sensors for robots use pressure-sensitive rubber,
There are various kinds of sensors that use strain gauges, and they are actually used, but there are few practical slip sensors. It is sandwiched between the wooden fingers 2 and 3. Inside the finger part 2, there is a roller 5 supported at both ends by leaf springs 4, and the roller 5 is rotatable around an axis 6 and protrudes from a window 7 provided in the finger part 2. is configured to do so. The finger portion 3 also has a similar configuration.

指部2,3が開いた状態では、ローラ5の一部は把持面
より突出するように取り付けてあり、指部2,3を閉じ
て物体1を把持すると板ばね4が撓むことによりローラ
5は指部2,3の把持面まで後退するので、指部2,3
の把持面全体で物体1を挟み、ローラ5は物体1に押し
付けられた状態になる。
When the fingers 2 and 3 are open, a portion of the roller 5 is attached so as to protrude from the gripping surface, and when the fingers 2 and 3 are closed to grip the object 1, the leaf spring 4 is bent and the roller 5 is 5 retreats to the gripping surface of finger parts 2 and 3, so that finger parts 2 and 3
The object 1 is held between the entire gripping surfaces of the rollers 5 and the rollers 5 are pressed against the object 1.

ローラ5の内部は第2図に示すように、板ばね4に支持
された軸6は中間軸8を支持しており、ローラ5はベア
リング9を介して中間軸8上にある。ローラ5の内壁に
はスリット円板10があり、一方、それを挟むように発
光素子]1と受光素子12が中間軸8に支持されている
。スリット円板10は、その円周上に多数のス1ルント
を持ち、中間軸8に対しローラ5が回転すると、受光素
子12の出力が変化し、その回転角を検知することがで
きる。
As shown in FIG. 2, inside the roller 5, a shaft 6 supported by a leaf spring 4 supports an intermediate shaft 8, and the roller 5 is placed on the intermediate shaft 8 via a bearing 9. A slit disk 10 is provided on the inner wall of the roller 5, and a light emitting element] 1 and a light receiving element 12 are supported by an intermediate shaft 8 so as to sandwich the slit disk 10. The slit disk 10 has a large number of slunts on its circumference, and when the roller 5 rotates with respect to the intermediate shaft 8, the output of the light receiving element 12 changes, and the rotation angle can be detected.

このように構成されるすべり覚センサにより、指部2,
3の間で物体1がすべり落ちないような最低の力で把持
することができる。しかし、このような従来のすべり覚
センサは複雑であり、大形で高価になるという欠点があ
った。
With the slip sensor configured in this manner, the finger portion 2,
3, it is possible to grip the object 1 with the minimum force that will prevent it from slipping. However, such conventional slip sensors are complicated, large in size, and expensive.

、!、〔発明の概要〕 この発明は、上記の点にかんがみなされたもので、指の
中に音叉を組み込み、把持すべき物体との間にすベリが
生じた場合音叉に振動が発生するように構成し、その振
動を検知することによりすべりの発生を知ることを特徴
とし、その目的は、小形で安価なすべり覚センサを実現
することにある。以下この発明を図面について説明する
,! , [Summary of the Invention] This invention was made in view of the above points, and includes a tuning fork built into the finger so that vibration is generated in the tuning fork when a gap occurs between the finger and the object to be grasped. The purpose is to realize a small and inexpensive slip sensor. The present invention will be explained below with reference to the drawings.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第3図はこの発明の一実施例を示すものである。 FIG. 3 shows an embodiment of the present invention.

第3図において、指部2,3の構成は、従来例を示す第
1図の場合と同じである。指部2の内部(こはローラ5
の代りに、音叉形をした振動片13の基部14の一側面
がゴム状弾性体15より指部2の内面に接着剤等の適宜
の手段により弾性的に支持されている。さらに指部2の
内面には基部14の上下を挟むようにガイド片16.1
7が固定され、第3図の状態で振動片13が基部14を
支点として水平面内にのみ微小回動できるようになって
いる。振動片13の表面には圧電素子18か貼    
□られており、振動片13の振動を圧電素子18の  
  □電圧変化として検知できるようになっている。な
お、指部3側も同様に構成されている。
In FIG. 3, the structure of the finger parts 2 and 3 is the same as that in FIG. 1, which shows the conventional example. Inside of finger part 2 (Koha roller 5
Instead, one side of the base 14 of the tuning fork-shaped vibrating piece 13 is elastically supported by a rubber-like elastic body 15 on the inner surface of the finger portion 2 by appropriate means such as adhesive. Furthermore, a guide piece 16.1 is provided on the inner surface of the finger portion 2 so as to sandwich the top and bottom of the base 14.
7 is fixed, and in the state shown in FIG. 3, the vibrating piece 13 can be slightly rotated only in the horizontal plane using the base 14 as a fulcrum. A piezoelectric element 18 is pasted on the surface of the vibrating piece 13.
□The vibration of the vibrating piece 13 is transferred to the piezoelectric element 18.
□It can be detected as a voltage change. Note that the finger portion 3 side is also configured in the same manner.

第4図は振動片13の拡大図で、第3図の状態から90
°回動して示したものである。物体1と接する面には無
数の針状突起19を持つ板20が固着されている。指部
2,3が開いた状態では、針状突起19の先端は把持面
よりわずかに突出するように設定されており、指部2,
3を閉じて物体1を把持すると、ゴム状弾性体15が撓
むことにより針状突起19の先端が把持面まで後退する
ので、指部2,3の把持面全体で物体1を挟み、針状突
起1つの先端は物体1に押し付けられた状態になる。こ
の状態で、物体1が指部2,3に対しすべると、針状突
起19の先端は物体1の表面を同様にすべり、音叉形の
振動片12を振動させることとなる。この振動により圧
電素子18に発生する電圧を信号線21により取り出し
観察すれば、すべりが生じたことを知ることができる。
FIG. 4 is an enlarged view of the vibrating element 13, and the state shown in FIG.
It is shown rotated by °. A plate 20 having numerous needle-like protrusions 19 is fixed to the surface that contacts the object 1. When the finger parts 2 and 3 are open, the tips of the needle-like protrusions 19 are set to slightly protrude from the gripping surface.
When the object 1 is grasped by closing the fingers 2 and 3, the tip of the needle-like protrusion 19 retreats to the grasping surface due to the bending of the rubber-like elastic body 15. The tip of one of the protrusions is pressed against the object 1. In this state, when the object 1 slides against the fingers 2 and 3, the tip of the needle-like protrusion 19 similarly slides on the surface of the object 1, causing the tuning fork-shaped vibrating piece 12 to vibrate. If the voltage generated in the piezoelectric element 18 due to this vibration is extracted through the signal line 21 and observed, it can be determined that slippage has occurred.

針状突起19は、音叉形の振動片13に振動を起こさせ
易くするための工夫であり、ここではエツチング加工に
より針状突起19を表面に有する板20を貼り付けた例
で示したが、これに限ることなく、直接音叉形の振動片
13の表面にエツチング加工してもよいし、タングステ
ン、カーバイト等の粒子を溶射し突起を設けてもよい。
The needle-like protrusions 19 are a device to make it easier to cause the tuning-fork-shaped vibrating piece 13 to vibrate, and here an example is shown in which a plate 20 having the needle-like protrusions 19 on its surface is attached by etching. The present invention is not limited to this, but the surface of the tuning fork-shaped vibrating piece 13 may be etched directly, or particles of tungsten, carbide, or the like may be sprayed to provide protrusions.

さらに、紙やすりや布やすりの小片を貼り付けてもよい
。針状突起19の数は無数に限定されることなく、第5
図に示すように、各振動片13に1個ずつでもその機能
は十分果せる。
Additionally, small pieces of sandpaper or sand cloth may be attached. The number of needle-like protrusions 19 is not limited to an infinite number;
As shown in the figure, even one vibrating element 13 for each vibrating element 13 can sufficiently perform its function.

また、音叉形の振動片13を支持する弾性体は、ゴム状
弾性体15に限ることなく、金属の板ばねやコイルばね
であっても差し支えない。また、音叉形の振動片13が
金属製の場合は、ここで示したように振動を検知するた
めに圧電素子18を振動片13の一部に固着したが、音
叉形をした振動片13そのものを圧電素子18で製作す
れば、その必要はない。
Furthermore, the elastic body that supports the tuning fork-shaped vibrating piece 13 is not limited to the rubber-like elastic body 15, and may be a metal leaf spring or a coil spring. In addition, when the tuning fork-shaped vibrating piece 13 is made of metal, the piezoelectric element 18 is fixed to a part of the vibrating piece 13 in order to detect vibration as shown here, but the tuning fork-shaped vibrating piece 13 itself If it is manufactured using the piezoelectric element 18, this is not necessary.

第6図はバイモルフ形の圧電素子で振動片13を製作し
た例である。2板のバイモルフ形の圧電素子22が、背
中合せに金ff、!ブロック23にボルト締め等により
固着されており、信号線21は圧電素子22の表面およ
び金属製ブロック23より取り出される。
FIG. 6 shows an example in which the vibrating piece 13 is manufactured using a bimorph type piezoelectric element. Two bimorph-shaped piezoelectric elements 22 are placed back to back with gold ff,! It is fixed to the block 23 by bolting or the like, and the signal line 21 is taken out from the surface of the piezoelectric element 22 and the metal block 23.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、この発明のすべり覚センサは、針
状突起を音叉形の振動片の表面に設け、把持すべき物体
との間にすベリが生じた場合、針状突起を介して振動片
を振動させ、その振動を検知するようにした構成のため
、極めて単純な構成ですみ、小形化が可能となり安価に
製造ができる利点がある。
As explained above, in the slip sensor of the present invention, needle-like protrusions are provided on the surface of a tuning fork-shaped vibrating piece, and when a slip occurs between the vibration piece and the object to be gripped, the slip sensor vibrates through the needle-like protrusions. Since the structure is such that the pieces are vibrated and the vibrations are detected, the structure is extremely simple, and it has the advantage of being able to be miniaturized and manufactured at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のすべり覚センサの一例を示す斜視図、第
2図は第1図の要部の断面図、第3図はこの発明のすべ
り覚センサの一例を示す一部を破断で示した斜視図、第
4図は第3図の実施例の要部の拡大図、第5図、第6図
はこの発明の他の実施例をそれぞれ示す要部の斜視図で
ある。 図中、1は把持すべき物体、2,3は指部、′l   
 13は振動片、14は基部、15はゴム状弾性体、1
6.17はガイド板、18は圧電素子、19は針状突起
、20は針状突起を表面に有する板、21は信号線、2
2はバイモルフ形の圧電素子、23は金属製ブロックで
ある。 第1図 第2図 第3図 第4図
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a conventional slip sensor, FIG. 2 is a sectional view of the main part of FIG. 1, and FIG. 3 is a partially cutaway view showing an example of the slip sensor of the present invention. FIG. 4 is an enlarged view of a main part of the embodiment shown in FIG. 3, and FIGS. 5 and 6 are perspective views of main parts showing other embodiments of the present invention. In the figure, 1 is the object to be grasped, 2 and 3 are fingers, 'l
13 is a vibrating piece, 14 is a base, 15 is a rubber-like elastic body, 1
6. 17 is a guide plate, 18 is a piezoelectric element, 19 is a needle-like projection, 20 is a plate having needle-like projections on its surface, 21 is a signal line, 2
2 is a bimorph piezoelectric element, and 23 is a metal block. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 開閉する2個の指部により物体を把持する把持機構にお
いて、音叉形の振動片を弾性体によって前記指部の一部
に支持するとともに、前記音叉形の振動片の前記物体と
接する面に突起を設け、この突起の先端を前記指部の把
持面よりわずかに突出させたことを特徴とするすべり覚
センサ。
In a gripping mechanism that grips an object with two fingers that open and close, a tuning fork-shaped vibrating piece is supported by an elastic body on a part of the fingers, and a protrusion is provided on a surface of the tuning fork-shaped vibrating piece that comes into contact with the object. A slip sensor characterized in that a tip of the protrusion is slightly protruded from a gripping surface of the finger.
JP17511284A 1984-08-24 1984-08-24 Sliding sense sensor Pending JPS6156891A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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