JPS61702A - 面状接触センサ - Google Patents

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】 〔１１技術分野 産業用ロボットを運転する場合、ロボットの腕あるいは
指に他の物体が触れたことを検知できることが望ましい
。たとえばロボットの腕の機構を包む外壁が事故、故障
その他の原因によって、予期せぬ物体に触れた場合、そ
のことを検知して、腕の運動を緊急に停止させて、ロボ
ット自身と接触した物体あるいは人体等の損傷を防止す
るととが必要となる。そのためには、面状の形状を有し
、そのいずれの部分が外部から圧迫されても、接触を検
知できる検知素子をロボットの外壁に装着することが必
要となる。このような検知素子を以下では面状接触セン
サと呼ぶことにする。本発明は、新しい構造を有する面
状接触センサを提供することを目的とする。

［２］背景技術とその問題点 従来、面状接触センサとして、感圧導電ゴムを用いたも
のが用いられることが多い。感圧導電ゴムをシート状に
成型したものは、外力が加えられた部分だけ、電気抵抗
が低下する。

第１図に従来の面状接触センサの一例を示す。

感圧導電ゴムシート１にプリント基板２が密着している
。プリント基板２の感圧導電ゴム１に密着する面上には
電気回路パターン３および４が形成されている。電気回
路パターン３および４は互いに接続されていないが、そ
れぞれのパターンをたとえば図のようにクシ状に形成し
、それぞれが互いに相手のパターンのすき間に入り込む
ような構造と、シ、パターン８とパターン４がわずかな
間隔をおいて配置されている部分ができるだけ広く同一
面上に均等に分布するようにくふうされている。

感圧導電ゴムシートｌを指で図のごとく上方から圧迫す
ると、その部分の感圧導電ゴムの電気抵抗が低下する。

その部分の面積がある程度以上の広さを有していれば、
その部分に電気回路バタ、−ン３と４の隣接部が必ず含
まれるようになるため、パターン３と４の間の電気抵抗
が低下し、そのことは電気回路パターン３および４にそ
れぞれ接続された導線５および６によって、外部の電気
回路で検知することができる。第１図に示したものは、
その最も簡単な方法の一例である。導線５と６の間の電
気抵抗が低下すると、電池７の働きにより回路に電流が
流れ、ランプ８が点灯して、この面状接触センサのいず
れかの部分が圧迫されたことを検知できる。

しかしながらプリント基板は柔軟性に乏しく、複雑な形
状を有する場所や、複雑に運動する部分や、入りくんだ
狭い場所に装着することは困難であった。これを改良す
るため、可とう性のある、フレキシブルプリント基板を
用いる等の試みがなされているが、柔軟性の点でまだ不
十分なものが多い。

［３］発明の開示 本発明では、電気回路として従来のようなプリント基板
を用いず、金属を繊維表面に沈着させた繊維織物を用い
る。金属イオンを溶解した溶液に繊維織物あるいは不織
布を浸漬°することにより、あるいは他の方法によって
、繊維の表面に金属皮膜を形成することができる。この
ように加工した繊維構造物を以下に導電性繊維構造体と
呼ぶことにする。この構造体は、繊維構造による柔軟性
が保存されていると同時に、導電性も有するものである
。

本発明で用いる導電性繊維構造体はその材質を特に規定
するものではないが、繊維としては脂肪族あるいは芳香
族のポリアミド、ポリエステル、又はアクリル系繊維が
好ましく、織物であっても、又不織布であってもかまわ
ない。次にその製造方法の一例を示す。

まず、繊維を加温（５０〜６０℃程度）下でアルカリ法
務し、水洗後常温ア５％塩酸で洗滌する。

上記の前処理が終了したら、湿潤状態のま一１塩化第１
スズの塩酸水溶液あるいは塩化パラジュウムの塩酸水溶
液で処理して活性化した後、無電解銅メッキを施して導
電処理を行う。無電解メッキ処理によって、銅以外にニ
ッケル、銀などを繊維に沈着せしめてもよい。

また回路パターンは一般にフレクシプルな基材を絶縁物
に用いるいわゆるフレクシプルプリント回路の回路製造
方法に準じて行えばよく、シルクスクリーン印刷、エツ
チング等の工程はそのｉ＞適用できる。

第２図に本発明による面状接触センサの構造の一例を示
す。感圧導電性ゴムシートｌの両面に導電性繊維構造体
９および１０を貼り付けた構造で、さらに外傷から守る
ために保護シー）１１および１２をそれらの外面に貼り
付ける。保護シートは布、ゴム、ビニール等、電気絶縁
物で、かつ、柔軟な材質のものが望ましい。又、導電性
繊維構造体９．１０にはハンダ付、ネジ止めその他の方
法によって導線５．６がそれぞれ接続される。このよう
な面状接触センサの一部分が面に垂直な方向に圧迫され
ると、その部分の感圧導蝋ゴムの電気抵抗が低下し、導
電性繊維構造体９と同１０が導通する。これらは導電性
であるから、結局導線５と同６が導通することになる。

導線５と６を電子回路に導いて、この抵抗の変化を検出
することは容易である。

このような面状接触センサでロボットアームの腕部や指
部の外壁の一部または全部を覆っておけば、覆っている
部分のどの位置に他の物体が接触しても、そのことを検
知することができる。それにより、たとえばロボットア
ームの運動を緊急に停止させるなどして、ロボットアー
ム自体およびそれが接触した物体あるいは人体が損傷を
受けることを回避することができる。

［４］発明の効果 故障あるいは事故等の原因によってロボットアームに物
体が接触したような場合、ロボットーア−ムのどの位置
に物体が接触したかを検出することは困難である。した
がって本発明の接触を検知できる本センサは実用上、極
めて有効である。

また、ロボットアームのように複雑な形状を有し、かつ
複雑な運動をする構造物でも、本センサのようｋて柔軟
性のある面状接触センサであれば、全体をすっぽりと覆
うことも、また、複雑に入りくんだ場所に七゛ンサを装
着することも容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の面状接触センサの構造の一例を示す斜視
図である。 第２図は本発明による面状接触センサの構造の例を示す
斜視図である。 １　感圧導電ゴムシート ２　プリント基板 ３．４　電気回路パターン ５．６導線 ７　電池 ８　　　ランプ ９．１０　導電性繊維構造体 １１．１２　　保護シート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）シート状の感圧導電ゴムの両面に、繊維上に銅、
   ニッケル、銀などの導電性の金属を沈着せしめてなる第
   １及び第２の２枚の導電性繊維構造体をそれぞれ密接し
   、前記２枚の導電性繊維構造体の間の電気絶縁抵抗の変
   化を計測する事によつて、接触を検知することを特徴と
   する面状接触センサ。