JPS6255535A - ロボツト用に適する触感センサ装置 - Google Patents

ロボツト用に適する触感センサ装置

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JPS6255535A
JPS6255535A JP61145011A JP14501186A JPS6255535A JP S6255535 A JPS6255535 A JP S6255535A JP 61145011 A JP61145011 A JP 61145011A JP 14501186 A JP14501186 A JP 14501186A JP S6255535 A JPS6255535 A JP S6255535A
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JP
Japan
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insulating plate
surface acoustic
sensor device
tactile sensor
interdigital
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JP61145011A
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ヤン　チャペク
ミロスラフ　ネベセリー
ミラン　ラーンスキー
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BISOKAA SHIYUKORA DOPURABII AS
BISOKAA SHIYUKORA DOPURABII ASOPOYOFU JIRINE
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BISOKAA SHIYUKORA DOPURABII AS
BISOKAA SHIYUKORA DOPURABII ASOPOYOFU JIRINE
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    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
    • G01L5/226—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to manipulators, e.g. the force due to gripping
    • G01L5/228—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to manipulators, e.g. the force due to gripping using tactile array force sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • G01L1/162—Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices using piezoelectric resonators
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は触感センサ装置、特にロピット用に適した触感
センサ装置に関する。
〔従来技術、および発明が解決しようとする問題点〕一
般にロボット用のセンサ用のセンサに関しての知られて
いる解決法は、スイッチを用いる接触式の方法であって
大なる空間を必要とする方法、ま九は一体的に構成され
た圧力検出要素を用いる方法である。該圧力検出要素を
用いる方法は例えば西ドイツ特許明細書第２５５６７８
０号に記述されている。また解決法の他の一つは、圧力
をキャパシタンス的またはインダクタンス的信号に変換
することにもとづく検出装置を用いる方法であシ、これ
は例えばソ連発明者証第７６９３３１号および第９０１
８２１号に記述されている。また解決法の他の一つは抵
抗または電荷を利用する方法であって例えば米国特許第
４４８１８１５号に記述されている。また解決法の他の
一つは光電的方法であって例えば西ドイツ特許明細書第
２．４３８，２２１号に記述されている。
前述の従来形の方法は問題点を有する。例えば、一体的
圧力検出要素を用いる場合は、一体的圧力検出要素のチ
ャンネルが閉塞することを防止するために把持される対
象物の完全な清浄性が確保されねばならぬことである。
誘導性抵抗および接触センサの場合は、コアを変位させ
、テンソメータを屈曲させまたは伸長させ、および接触
センサの信頼性ある接触を確保するために成る力を発生
させねばならぬことである。キヤＡ？シタンス的センサ
の場合は多チヤンネル配置のときのための電極のスクリ
ーニングが要求される。光電的方法の場合は、光の反射
性が確保されねばならぬ。エジストマ材料の場合は特殊
な増幅器が用いられねばならぬ。
本発明の目的は、特にロボット用に適した触感センサで
あつて、対象物の成る部分に対するセンサの接触を、把
持力の測定を同時に行うつつ、表示することが可能なも
のを提供することにある。
〔問題点を解決するための手段、および作用〕本発明に
おいては、ロボット用に特に適する触感セ／す装置であ
つて、該装置が、絶縁板、該絶縁板の一方の側に設けら
れた弾性表面波（晋響表面波）用のインタディジタル形
トランスジューサ、該絶縁板の他方の側に設けられた少
くとも一つの発振器でろって該インタディジタル形トラ
ンスジューサの少くとも一つと該発振器とが一つの共振
回路を形成するようになっているもの、および、該絶縁
板の一方の側に設けられだ該絶縁板に対向する突出部を
もつダイヤフラムであって該突出部と該絶縁板の間に空
隙が形成てれたもの、を具備する触感センサ装置、が提
供される。
前述の構成により、接触が表示されるべき場合には、ダ
イヤフラムは弾性表面波用のインタディゾタル形トラン
スジューサの上方に位置プせられる。
本発明による装置においては重要な特徴の一つは、力セ
ンサの場合には、弾性表面波用のインタディジタル形ト
ランスゾーーサは、接触検出用の場合の絶縁板上に、設
けられた弾性表面波用のインタディジタルトランスジュ
ーサとは反対の側に位置させられ得ることである。重要
な特徴の他の一つは、力センサの場合の弾性表面波用の
インタディジタル形トランスゾーーサは、接触検出用の
場合の絶縁板上に設けられた弾性表面波用のインタディ
ジタルトランスジューサと同じ側に位置させられ得るこ
とである。前述の構成において、ダイヤフラムの突出部
の幅は弾性表面波用のインタディジタル形トランスソユ
ーサの幅よりも小である。
弾性表面波用のインタディジタルトランスジュサの入力
部は直列にまたは独立的に接続されることができ、出力
部からは交番的信号が送出される。
対向的に位置づけられた弾性表面波用のインタディジタ
ル形トランスジューサの組は、発掘器の一部である共振
器を形成する。接触に関する情報は絶縁板の表面に沿い
伝播する弾性表面波が中断されゼロの出力信号を示すこ
とにより得られる。付加的な力センサが用いられる場合
は、本発明による触感センサを有するロボットの部分に
よシ発生する力に関する情報が、接触に関する情報に付
加して得られる。弾性表面波用のインタディジタル形ト
ランスノ、−サを有する絶縁板の屈曲にもとづく力セン
サの場合には、前述の力は、出力信号の周波数の変化に
比例する。補償回路を有する必要な発振回路が絶縁板上
に適用され、それによシ必要な導体の数が減少させられ
る。付加的な力センサは相異なる設計のものであること
が可能である。弾性表面波用のインタディジタル形のト
ランスジューサを有する力センサ用の絶縁板は、媒質に
対して１８００転回される。すなわち、インタディジタ
ル形トランスジューサの側からは接触が行われないよう
にされる。また、弾性表面波用のインタディジタル形ト
ランスジューサが適用された力センサ用の絶縁板はイン
タディジタル形トランスジーーサの側から接触が行われ
るように転回され、その場合、ダイヤフラムの突出部の
蟻がインタデイノタル形トランスジーーサの幅より　小
テあり、それにょシ、弾性表面波の一部のみが中断され
る。本発明による触感センサの前述の配置の利点は、出
力信号の中断により個々の対象物との接触についての積
極的な情報が提供されることであシ、また、力の表示が
同時に行われる場合には触感センサを有する部分により
ロボットが発生する力についての積極的な情報が提供さ
れることである。本発明におけるセンサは簡単な設計の
ものであり、小型化が可能であシ、センサ要素を用いて
グループ状形態、帯状形態、またはマ）　Ｉ）ックス状
形態のものを形成することができ、それによシ例えば人
間の手の触感動作を模擬するようにすることができる。
以下９白 〔実施例〕 第１図を参照すれば触感センサは、絶縁板１を備え、こ
の絶縁板１はその一方の面上に装着された弾性表面波の
インタディジタル（すだれ）形質換器（トランス−）、
−−サ）６と他方の側の面に装着された発振器７とを有
する検知装置１を具備している。突出部３を設けたダイ
ヤフラム２は弾性表面波のすだれ形質換器６を有する絶
縁板１の上に位置し、クランプ５によりその位置に固定
されている。ダイヤフラム２の突出部３と絶縁板１０表
面との間には空隙が残されている。
実施可能な実施例によれば、水晶の絶縁板１が用いられ
、その一方の面には数１０メガヘルツの範囲内で動作す
る発振器７と、絶縁板１の他方の側の面には弾性表面波
の一対のすだれ形質換器が装着されている。発振器７と
複数の変換器６の少くとも一部とは、絶縁板１０表面に
沿って弾性表面波を伝播する共振回路を形成する。
第２図は弾性表面波の複数対のすだれ形質換器６ｔ−有
する絶縁板１の上面図を示すもので、それによって発振
器７は夫々一対のすだれ形質換器６の下部に設けること
ができ、もしくは一つの発振器７は複数対のすだれ形質
換器６に共通することができ、それによって単一のダイ
ヤフラム２はまた複数対のすだれ形質換器６用に使用可
能であるかもしくは各対のすだれ形質換器６はそれ自身
のダイヤフラムを備えることが可能である。更に弾性表
面波の複数対のすだれ形質換器は種々の周波数に応答す
ることができる。
ダイヤフラムの突出部３が一対のすだれ形質換器６０間
に位置し、かつ弾性表面波のその対になりたすだれ形質
換器６と少くとも同じ幅を有する突起部３を有するダイ
ヤフラム２の成る場所である圧力が作用する場合に、突
起部３は絶縁板１の表面に接触することによシ、発振器
７とすだれ形質換器６の対とにより形成される共振回路
から発生する弾性表面波の流れを遮断し、発振器７の出
力の零信号として示すものは、センサとその物体との確
実な接触を示している。
ダイヤフラムの突出部３が絶縁板１の表面に接触した後
にこの触感形センサがダイヤフラム２に作用している圧
力をも指示せねばならない場合に・弾性表面波のすだれ
形質換器６の幅より狭い突出部３が使用され、絶縁板１
０表面に沿ってほんの一部分のみ弾性波の流れを遮断し
、圧力が増加している場合には、絶縁板１のある屈曲が
生じ、したがって弾性表面波の通路を延長させ、その結
果として発振器７の出力に関し周波数の変化を生せしめ
る。類似のセンサは第４図に示される。絶縁板１は勿論
その湾曲できるようにするために適切に支持されなけれ
ばならない。
しかしながら、その中央部において第３図に示されるダ
イヤフラム２上に作用する力を指示するもう一つの可能
性が存在する。この実施例の左部分と右部分とは第１図
または第４図に従りて配列され九検知部材を示し、圧力
が下方から作用するように１８０°だけ回転して画かれ
たものである。
中央部において、圧力検知器４は、弾性表面波のすだれ
形質換器６がダイヤフラム２よりもむしろ絶縁板１の反
対側にあるように配列されている。
ダイヤフラム２に作用する圧力に上りで絶縁板１の湾曲
と、出力端における周波数変化とを生ずる。
この圧力センサ４には発振器７を示してないが、圧力セ
ンサは隣接の複数の発振器からの発振を受信することが
可能である。第３図に示したセンサの部分は分離して画
かれている。これらは勿論お互に密接して配列可能で、
恐らく共通の絶縁板１とまた共通のダイヤフラム２とを
有することができる。
本発明にかかる触感センサ素子は種々の形成の仕方に対
する要求に応じて配列可能で、いわゆる「触感視」がし
たがって完成され得る。
本発明にかかる触感形セ／すにより更に大規模な微小化
が可能になる。弾性表面波のすだれ形質換器６は通信工
学、特にテレビジョン受信機用に使用される周知のフィ
ルタ素子と同様の構成を有している。上記変換器は、所
望の補償回路をもつ発振器７と同様に、絶縁板１上に薄
膜層として装着されている。
種々の素子の相互接続はむしろ相異なるものであって必
要に応じて完成される。当該技術者にとってこれは何等
困難を生ずるものではない。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明の目的とする実施例を例示したもので
ある。 第１図は触感形センサの断面図； 第２図は絶縁板上に装着された弾性表面波の複数のすだ
れ形質換器を有する触感形センサの絶縁板の上面図； 第３図は第１図または第４図に図示の如く配列された複
数の素子間の圧力検知素子を有する触感形センサの断面
図； 第４図は接触状態および印加された圧力の双方を指示す
るのに用いられる触感形セ／すの断面図、を夫々示して
いる。 １・・・絶縁板、２・・・ダイヤフラム、３・・・突起
部、４・・・力センサ、５・・・クランプ、６・・・す
だれ形質換器（インタディジタル形トランスゾエーサ）
、７・・・発振器。 以下余白 Ｖ− 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和６１年特許願第１４５０１１号 ２、発明の名称 ロボ・ノド用に適する触感センサ装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 名称　ピッカーシュコラ　ドプラビイ　アソボヨフジリ
ネ ４、代理人 住所　〒１０５東京都港区虎ノ門−丁目８番１ｏ号５、
補正命令の日付 ６、補正の対象 （１１願書の「出願人の代表者」の欄 （２）委任状 （３）明細書 （４）図　面 ７、補正の内容 （１１（２）別紙の通り （３）　　明細書の浄書（内容に変更なし）（４）図面
の浄書（内容に変更なし） ８、添付書類の目録 （１）訂正願書　　　　１通 （２）委任状及び訳文　　　　　　　　各１通（３）浄
書明細書　　　　　　１通 （４）浄書図面　　　　１通

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、ロボット用に特に適する触感センサ装置であって、
    該装置が、 絶縁板、 該絶縁板の一方の側に設けられた弾性表面波用のインタ
    ディジタル形トランシスジューサ、該絶縁板の他方の側
    に設けられた少くとも一つの発振器であって該インタデ
    ィジタル形トランスジューサの少くとも一つと該発振器
    とが一つの共振回路を形成するようになっているもの、
    および、該絶縁板の一方の側に設けられた該絶縁板に対
    向する突出部をもつダイヤフラムであって該突出部と該
    絶縁板の表面との間に空隙が形成されたもの、 を具備する触感センサ装置。 ２、該突出部をもつダイヤフラムが該絶縁板の該弾性表
    面波形のインタディジタル形トランスジューサと同じ側
    に設けられており、 該ダイヤフラムの突出部が弾性表面波用のインタディジ
    タル形トランスジューサの組の間に位置づけられ少くと
    も該弾性表面波用のインタディジタル形トランスジュー
    サと同じ幅を有し、 接触センサとして動作する、特許請求の範囲第１項記載
    の触感センサ装置。 ３、該突出部をもつダイヤフラムが該絶縁板の該弾性表
    面波用のインタディジタル形トランスジューサと同じ側
    に設けられており、 該ダイヤフラムの突出部が弾性表面波用のインタディジ
    タル形トランスジューサの組の間に位置づけられ該イン
    タディジタル形トランスジューサの幅より小なる幅を有
    し、 接触センサおよび力センサとして動作する、特許請求の
    範囲第１項記載の触感センサ装置。 ４、絶縁板上に配置された弾性表面波用のインタディジ
    タル形トランスジューサの複数組が設けられた、 特許請求の範囲第１項記載の触感センサ装置。 ５、弾性表面波用のインタディジタル形トランスジュー
    サの組の各個に対して一つの発振器が設けられた、 特許請求の範囲第１項記載の触感センサ装置。 ６、弾性表面波用のインタディジタル形トランスジュー
    サの複数組に対して一つの発振器が設けられた、 特許請求の範囲第１項記載の触感センサ装置。 ７、弾性表面波用のインタディジタル形トランスジュー
    サの組の各個がそれ自身のダイヤフラムを有する、 特許請求の範囲第１項記載の触感センサ装置。 ８、弾性表面波用のインタディジタル形トランスジュー
    サの複数個に共通の一つのダイヤフラムが設けられる、 特許請求の範囲第１項記載の触感センサ装置。 ９、絶縁板のダイヤフラムとは反対の側に弾性表面波用
    のインタディジタル形トランスジューサが設けられてお
    り、力センサとして動作する、特許請求の範囲第１項記
    載の触感センサ装置。 １０、種々の周波数に応答する弾性表面波用のインタデ
    ィジタル形トランスジューサの組が設けられた、 特許請求の範囲第１項記載の触感センサ装置。
JP61145011A 1985-06-24 1986-06-23 ロボツト用に適する触感センサ装置 Pending JPS6255535A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS854623A CS267053B1 (en) 1985-06-24 1985-06-24 Palpable sensing element for robot
CS4623-85 1985-06-24

Publications (1)

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JPS6255535A true JPS6255535A (ja) 1987-03-11

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ID=5389438

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FR (1) FR2583936B1 (ja)
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