JPS6389282A - 触覚センサ - 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】 ［発明の目的゛］ （産業上の利用分野） この発明は、メカニカルハンド等に取付け、接触面領域
での外力作用状況を検出する触覚センサに関する。

（従来技術） 一般にロボットによる組立作業等において、部品をメカ
ニカルハンドで郷む場合に、メカニカルハンドの接触面
に対し部品が滑らないようにするため、接触面に平行な
外力の大きざ及びその方向を高感度で検出することは極
めてｍ要である。

これを意図したものとして従来例えば特開昭６０−９３
９３２号公報、特開昭６０−９３９３３号公報、及び特
開昭６０−１６１５３９号公報等に示されたものがある
。これは力方向成分の検出が可能な感圧リングを複数用
いたもので、外力の三方向成分と二次元分布の検出を目
的とし、接触面接線方向外力の検出を可能としている。

しかしながら、上記触覚センサは、外力の高精度検出が
可能な反面、特殊な感圧リングを複数国立てて用いるた
め、構造が複雑化し、組立てが煩雑になり、コストアッ
プ及び信頼性の低下が予想される。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来例に見る力方向成分検出を目的とした触
覚センサは構造が複雑で、コメ１−アップ及び信頼性の
低下が予想されものであった。そこでこの発明は、略平
坦で、一方向成分の力栓出能力があればよい検出素子を
用いることができ、安価で組立が簡単な触覚センサの提
供を目的とする。

［発明の構成１ （問題点を解決するための手段） 上記の問題点を解決するためにこの発明は、接触面に外
力をうける受圧部材と、この受圧部材の背部に異なる方
向からそれぞれ対向する略平坦な複数の検出素子と、こ
の検出素子を保持する取付ベースとよりなる構成とした
。

（作用） 受圧部材の前部に外力をうけると、この外力が受圧部材
の背部を介して複数の検出素子に作用する。そしてこの
検出素子は受圧部材の背部に異なる方向からそれぞれ対
向しているため、受圧部材の前部から背部に向う外力と
これに略直交する方向の外力を検出することができる。

（実施例） 以下添付図面に基づきこの発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明の第１実施例に係り、メカニカルハン
ド等に組込まれる触覚センサの断面図を示している。こ
の触覚センサは受圧部材１と検出素子３と取付ベース５
とを備えている。

前記受圧部材１は前部１ａが矩形体状をなし、背部１ｂ
が截頭四角錐状をなしている。この背部１ｂの四角錐の
各面６は後述する接触面７に対して略４５°の傾斜角を
有している。そして受圧部材１は前記検出素子３に対す
る［ｉのためにゴム等の弾性材で成形されている。

一方前記取付ベース５には前記受圧部材１の背部１ｂの
四角錐形状に対応した凹部９が形成されている。すなわ
ち、この凹部９には第２図の平面で示すように、前記受
圧部材１の背部１ｂの各面６に対向する４つの面１１が
形成されている。そして、これら面１１を含む取付ベー
ス５の表面には回路基板１３が付設され、前記凹部９の
面１１における回路基板１３上には前記検出素子３が取
付けられている。

この検出素子３はピエゾ抵抗効果を利用した半導体小型
ロードセルで構成された一方向成分の力検出能力がある
もので、略平坦な形状となっており、その上面が各面６
を支持している。従って検出素子３は受圧部材１の背部
１ｂの各面６に異なる方向からそれぞれ対向する構成と
なっている。

前記検出素子３と回路基板１３との結線は所謂ハンダバ
ンプにより行われている。すなわち第３図に示すように
検出素子３側の端子を構成するアルミバッド１５と回路
基板１３側の端子を構成するアルミバッド１７とがハン
ダバンブ１９によりハンダ付けされているものである。

そしてこれら受圧部材１、検出素子３、凹部９は取付ベ
ース５の表面上にマトリックス状に多数備えられている
ものである。また、前記各受圧部材１の前部１ａには剛
体プレート２０が接着され、これら剛体プレート２０の
上面及び周囲にゴム弾性体２１がモールドされ接触面７
が構成されている。

次に上記第１実施例の作用について述べる。

製品組立等に際してメカニカルハンドが部品等を掴むと
接触面７に外力が作用し、ゴム弾性体２１および剛体プ
レート２０を介して受圧部材１の前部１ａに外力が作用
する。そしてこの外力は受圧部材１の背部１ｂの各面６
から検出素子３に作用し、この検出素子３で検出され、
回路基板１３を介して出力される。

検出素子３での検出に際しては、複数の検出素子３が背
部１ｂの各面６に異なる方向からそれぞれ対向するよう
に配置されているため、接触面７に直交し、受圧部材１
に前部１ａから背部１ｂに向って作用する外力、換言す
れば第１図の上方から下方へ作用する外力は、各検出素
子３において４５°方向の分力として検出される。また
接触面７に平行、換言すれば、第１図の左右方向の外力
は、同じく４５°方向の分力として検出素子３に検出さ
れる。したがって、接触面７から受圧部材１の前部１ａ
、背部１ｂへと進む第１図上下方向の外力、及び接触面
７に平行な第１図左右方向の外力のいずれをも検出する
ことができる。従ってこれらの検出結果により接触面７
に接触する部品等を接触面７の平行方向である、例えば
重力方向に滑ることなく掴むことができる。また、検出
索子３は一方向成分の力検出能力があればよく、構造が
簡単であり、コストダウンを図ることができる。また、
平坦な構成であるため、組立も極めて簡単なものである
。

第４図はこの発明の第２実施例に係り、この第２実施例
では受圧部材２３が必ずしも弾性体で構成されるもので
はなく、また検出素子洪は感圧導電ゴム２５で構成され
ている。

そして取付ベース２７の凹部２９に形成される面３１上
には感圧導電ゴム２５のＮ極３３が位置しているもので
ある。また、前記受圧部材２３の背部２３ｂの四角錐各
面２４の傾斜及び凹部２９の而３１の傾斜は、第１実施
例の４５°に対し略３０”に設定されているものである
。したがって、この実施例でも上記第１実施例と略同様
な作用効果を奏することができる他、検出素子として感
圧導電ゴム２５を使用したため、第１実施例の様な配線
が必要なくなり、構造がさらに簡単なものとなる。

［発明の効果］ 以上より明らかなようにこの発明の構成によれば、接触
面に略直交する方向の外力のみならず、接触面に平行な
方向の外力をも検出することができる。しかも、検出素
子は一方向成分の力検出力があればよく、構造が極めて
簡単になるとともに、平坦な構成であるため、組立が著
しく容易になり、コストダウンも図ることが可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例に係る断面図、第２図は
取付ベースに取付けた状態の検出素子を示す平面図、第
３図は検出素子の配線構造を示す一部拡大断面図、第４
図は第２実施例に係る断面図である。 １．２３・・・受圧部材 ３・・・検出素子 ２５・・・感圧導電ゴム（検出素子） ５．２７・・・取付ベース

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 接触面から外力を受ける受圧部材と、この受圧部材の背
   部に異なる方向からそれぞれ対向する略平坦な複数の検
   出素子と、この検出素子を保持する取付ベースとよりな
   る触覚センサ。