KR20200039694A - 로봇을 위한 용량성 케이싱 요소, 이러한 케이싱 요소와 함께 제공되는 로봇 - Google Patents

로봇을 위한 용량성 케이싱 요소, 이러한 케이싱 요소와 함께 제공되는 로봇 Download PDF

Info

Publication number
KR20200039694A
KR20200039694A KR1020207004741A KR20207004741A KR20200039694A KR 20200039694 A KR20200039694 A KR 20200039694A KR 1020207004741 A KR1020207004741 A KR 1020207004741A KR 20207004741 A KR20207004741 A KR 20207004741A KR 20200039694 A KR20200039694 A KR 20200039694A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
trim element
guard
electrode
robot
layer
Prior art date
Application number
KR1020207004741A
Other languages
English (en)
Inventor
크리스티앙 닐
야신 차코우
디디에 로지에르
Original Assignee
포걀 나노떼끄
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 포걀 나노떼끄 filed Critical 포걀 나노떼끄
Publication of KR20200039694A publication Critical patent/KR20200039694A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/086—Proximity sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/081—Touching devices, e.g. pressure-sensitive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/081—Touching devices, e.g. pressure-sensitive
    • B25J13/084—Tactile sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/06—Safety devices
    • 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
    • G01L5/0061—Force sensors associated with industrial machines or actuators
    • G01L5/0076—Force sensors associated with manufacturing machines
    • G01L5/009—Force sensors associated with material gripping devices
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945—Proximity switches
    • H03K17/955—Proximity switches using a capacitive detector

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

본 발명은, 로봇을 위한 케이싱 요소(100)에 관한 것으로서, 상기 케이싱 요소(100)는 - 시험 주파수에서 접지 전위와 다른 제1 AC 전기 전위로 바이어스되도록 의도되는, 측정 전극으로 지칭되는, 적어도 하나의 용량성 전극(102); - 상기 시험 주파수에서 상기 제1 전위와 동일하거나 또는 실질적으로 동일한, 가드 전위로 지칭되는, AC 전기 전위로 바이어스되도록 의도되는, 상기 적어도 하나의 측정 전극(102) 아래에 배치되는, 가드 전극으로 지칭되는, 적어도 하나의 전극(104); 및 - 상기 적어도 하나의 측정 전극(102)과 상기 적어도 하나의 가드 전극(104) 사이에 배치되는, 중심 유전체 층으로 지칭되는, 적어도 하나의 유전체 층(106)을 포함한다. 본 발명은 또한 적어도 이러한 케이싱 요소가 제공되는 로봇에 관한 것이다.

Description

로봇을 위한 용량성 케이싱 요소, 이러한 케이싱 요소와 함께 제공되는 로봇
본 발명은 로봇을 위한 용량성 케이싱 요소에 관한 것이다. 이것은 또한 이러한 케이싱 요소(들)와 함께 제공되는 로봇에 과한 것이다.
본 발명의 기술분야는, 이에 한정되지는 않지만, 로봇공학 분야이고, 특히 산업용 로봇공학 분야 또는 서비스 로봇들, 예를 들어 의료용 또는 가정용 로봇들, 또는 소위 "코봇들"로 지칭되는 협력 로봇들이다.
산업용 또는 가정용 로봇들, 특히 코봇들은 일반적으로 공구 또는 공구-홀더의 형태로 존재하는, 형식적 헤드가 고정되는 몸체를 포함하여, 이들이 환경 내의 하나 또는 그 이상의 태스크들을 수행하는 것을 허용한다.
인간들 및/또는 물체들을 포함하는 환경 내에서, 또는 인간들과 협력하여, 예를 들어 로봇 팔(robotized arm)과 같은, 로봇 또는 코봇을 이용 또는 움직일 수 있기 위해, 사고의 위험을 방지하기 위해, 그 환경 내에 위치되는 이러한 인간들 및 물체들을 검출할 수 있는 능력이 제공되는 것이 필요하다. 이 검출 능력을 제공하기 위한 근래의 해법은 접근 또는 접촉에 민감한 용량성 센서들을 로봇에 설치하는 것으로 구성된다.
하지만, 설계/제조 시에 검출 능력이 장착되지 않은 많은 오래된 로봇들이 여전히 사용되고 있다. 따라서 간단하고 저렴하고 시간 소모적이지 않은 방식으로 검출 기능을 이 로봇들에 새로 장착하는 것을 가능하게 해주는 해법을 발견하는 것이 필요하다.
이에 더하여, 로봇들은 매우 긴 서비스 수명을 갖는 도구들이다. 결과적으로, 검출 기능이 제공된 로봇들에 대하여, 이 검출 기능을 유지하면서, 트림 요소(trim element)들을 교체할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 이 필요들 중 적어도 하나를 만족시키는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 간단하고, 빠르고 저렴한 방식으로 용량성 검출 기능을 기존의 로봇에 새로 장착하는 데 사용될 수 있는 용량성 트림 요소를 제안하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 용량성 검출 기능을 유지하면서, 간단하고, 빠르고 저렴한 방식으로 이 기능이 장착된 로봇의 트림 요소를 교체하는 데 사용될 수 있는 용량성 트림 요소를 제안하는 데 있다.
이 목적들 중 적어도 하나는 특히, 로봇의 트림 요소 위치에 또는 이에 더하여, 상기 로봇의 관절(articulation) 또는 일 부분(segment) 상에 위치되도록 제공되는, 로봇을 위한 트림 요소에 있어서,
- 시험 주파수(working frequency)에서 접지 전위와 다른 제1 교류 전기 전위에서 편광(polarized)되도록 제공되는, 측정 전극으로 지칭되는, 적어도 하나의 용량성 전극,
- 상기 시험 주파수에서 상기 제1 전위와 동일하거나 또는 실질적으로 동일한, 가드 전위로 지칭되는, 교류 전기 전위에서 편광되도록 제공되는, 상기 적어도 하나의 측정 전극 아래에 배치되는, 가드 전극으로 지칭되는, 적어도 하나의 전극, 및
- 상기 적어도 하나의 측정 전극과 상기 적어도 하나의 가드 전극 사이에 배치되는, 중심 층(central layer)으로 지칭되는, 적어도 하나의 유전체 층을 포함하는, 트림 요소로 달성된다.
이로써, 본 발명은 통합된 용량성 검출 기능을 포함하는 트림 요소를 제안한다. 본 발명에 따른 트림 요소는 간단하고, 빠르고 저렴한 방식으로, 용량성 검출 기능을 이러한 기능이 초기에 제공되지 않았던 로봇에 추가하는 것을 가능하게 해준다. 이에 더하여, 검출 및 가드 전극들이 트림 요소의 일 부분을 형성하기 때문에, 로봇의 아키텍쳐를 변경할 필요가 없다.
나아가, 본 발명에 따른 트림 요소는 이 검출 기능을 방해하지 않으면서, 이미 검출 기능을 가지는 로봇의 트림 요소를 교체하는 데 사용될 수 있다. 용량성 검출 기능이 이미 제공된 로봇의 트림 요소들의 정비 및 보수는 간단하고, 빨라지고 또한 길고 비용이 많이 드는 로봇의 다운 시간을 방지한다.
본 출원에서, 2 개의 교류 전위들은 이들 각각이 주어진 주파수에서 동일하거나 또는 유사한 교류 성분을 포함할 때 이 주파수에서 동일하다. 그러므로, 이 주파수에서 동일한 2 개의 전위들 중 적어도 하나는 직류 성분, 및/또는 이 주어진 주파수와 다른 주파수를 갖는 교류 성분을 포함할 수 있다.
유사하게, 2 개의 교류 전위들은 시험 주파수에서 동일하거나 또는 유사한 교류 성분을 가지지 않을 때 이 주파수에서 서로 다르다.
본 출원에서, "접지 전위(ground potential)" 또는 "일반적인 접지 전위"라는 용어는, 로봇의 또는 그 환경의, 전자장치의 기준 전위를 지시하는데, 이것은 예를 들어 전기 어스(electrical earth) 또는 접지 전위일 수 있다. 이 접지 전위는 어스 전위에, 또는 어스 전위에 연결되거나 또는 연결되지 않는, 다른 전위에 대응할 수 있다.
나아가, 일반적으로, 특정 전기 전위와 직접 전기적 접촉을 하지 않는 물체들(전기적으로 부유하는 물체들)은, 이 물체들과 그 환경(또는 전극들) 사이 중첩되는 표면적들이 충분히 크다면, 예를 들어 어스 또는 전극들과 같은, 그 환경에 존재하는 다른 물체들의 전기 전위에서 용량성 커플링에 의해 편광되는 경향이 있다는 것에 유의해야 한다.
본 출원에서 "물체"는 로봇의 환경 내에 위치될 수 있는 물체 또는 사람을 지시한다.
"로봇"은 로봇화된 시스템, 및 특히 로봇 팔, 암 또는 핸들링 시스템이 구비된 트럭과 같은 차륜 차량, 또는 팔과 같은 움직임 부재들이 장착되거나 또는 휴머노이드 타입의 로봇을 의미한다.
특히 유리한 특성에 따르면, 본 발명에 따른 트림 요소는 또한 상기 측정 전극(들) 상에 배치되는, 외부 층(external layer)으로 지칭되는, 적어도 하나의 유전체 층을 포함할 수 있다.
이러한 외부 층은 기계적 충격, 흙 및 액체들에 대하여 측정 전극들을 보호하는 것을 가능하게 해주고, 이로써 측정 전극들의 서비스 수명을 증가시킨다.
이러한 외부 층은 측정 전극들에 고정되는 층일 수 있고, 측정 전극들과 이 외부 층 사이에는 공기 또는 갭이 존재하지 않는다: 이로써 측정 전극들 및 결과적으로 용량성 검출은 (특히 이 외부 층이 높은 유전체 유전율을 가진다면) 유전체 외부 층과 대지 사이의 기생 커플링으로 인해 커패시턴스들에 의해 방해되지 않는다.
예를 들어, 이러한 외부 층은 플라스틱 층, 바니시 층, 접착 층, 또는 다른 유전체 물질 또는 코팅일 수 있다.
대안적으로, 이러한 외부 층은 독립적이고 마음대로 분해/제거될 수 있다.
예를 들어 이것은 강성 케이싱(rigid casing)일 수 있다. 예를 들어 이것은 몰딩에 의해 또는 열성형에 의해 생성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 트림 요소는 강성, 반강성 또는 탄성적인 외부 층, 및 상기 외부 층으로 삽입되도록 모델링된 별도의 요소의 형태이고, 그 면들 상에서 상기 적어도 하나의 측정 전극과 상기 적어도 하나의 가드 전극 각각을 포함하는 중심 층을 포함할 수 있다.
중심 층은, 예를 들어 몰딩 또는 열성형에 의해 성형되는, 강성 또는 반강성 플라스틱 물질이거나 또는 이를 포함할 수 있다. 측정 및 가드 전극들은 이미 성형된 중심 층 상에, 이전에 설명된 바와 같이, 증착 또는 분사에 의해 생성될 수 있다.
이로써, 트림 요소는 기계적 보호를 보장하는 외부 케이싱(외부 층) 및 전극들을 지지하는 중심 층을 가지는, 이중-케이싱 구조로서 존재한다.
다른 특히 유리한 특징에 따르면, 상기 트림 요소는, 상기 가드 전극(들) 아래에 배치되고 또한 상기 로봇의 표면과 접촉하도록 제공되는, 지지 층(bearing layer)으로 지칭되는, 층을 포함할 수 있다.
이러한 지지 층은 적어도 하나의 가드 전극을 보호할 뿐만 아니라, 트림 요소가 위치되는 표면으로부터 전기적으로 분리되는 것을 가능하게 해준다.
지지 층은 연속하는 층이거나, 또는 스터드들 또는 핀들과 같이, 분리된 지지 요소들의 조립체에 의해 형성될 수 있다.
지지 층은 특히 접촉하게 되는 로봇의 표면이 전기적으로 전도될 때 유전체일 수 있다.
지지 층은 갭을 가지고 또는 갭 없이 중심 층 또는 적어도 하나의 가드 전극에 결합될 수 있다.
유리하게도, 지지 층은 스펀지와 같이, 국소적으로 변형가능하고, 연성(flexible) 및/또는 탄성적인 물질로부터 생성될 수 있다.
이러한 연성 지지 층은 한편으로는 외부 충격의 충격-흡수 및 다른 한편으로는 트림 요소가 위치되는 로봇의 표면 상에 존재하는 표면 차이들/불연속들의 흡수를 허용한다. 이 특징은 트림 요소가 로봇의 원래 트림 부분 상에 위치되도록 제공되는, 추가적인 부분, 또는 외장 부분의 형태로 존재할 때 특히 유익하다.
지지 층은 예를 들어 검출 전자장치들, 연결 와이어들 등과 같이, 전기/전자 구성요소들을 향하여 제공되는 트림 요소 내에, 구멍들, 또는 홈들을 포함할 수 있어 상기 구성요소들에 어떠한 스트레스도 적용하지 않는다.
지지 층은 또한 강성 또는 반강성 또는 탄력적일 수 있다. 이 경우에 있어서 예를 들어 강성 또는 탄력적인 외부 층에 대하여 위치 및 형태에 있어서 연성 및/또는 탄성적인 중심 층을 유지하기 위해 배치될 수 있다.
유리하게도, 트림 요소는 열 전도율을 최적화하도록 배치되는 층들(특히 외부 층, 중심 층 및 지지 층)에 의해 구성될 수 있다. 이것은 특히 높은 열 전도도를 갖는 물질들을 이용 및/또는 열 접촉을 최적화하도록 이들을 조립(예를 들어 물질들 사이의 공기 갭들을 방지)하는 것에 의해 달성될 수 있다. 열 전도도의 최적화는 로봇의 구성요소 부분들에 의해 생성되는 열의 소실을 지나치게 저해하는 것을 방지하기 위해 중요하다.
유리하게도, 본 발명에 따른 트림 요소는 결정되거나 또는 결정될 수 있는 위치 및 방향으로, 상기 로봇(400)의 일 부분 상에 상기 트림 요소를 장착하는 것을 가능하게 해주는, 포지셔닝 수단(positioning means), 또는 인덱스 마크(index mark)를 포함할 수 있다.
이러한 포지셔닝 수단은 로봇의 관절 또는 부분과 같은, 로봇의 일 부분 상에 트림 요소를 위치시키기 위한 포지셔닝 및 지향 인덱스 마크(orientation index mark)를 구성할 수 있는 요소일 수 있다.
이러한 포지셔닝 수단은 또한 로봇 상의 특히 결정된 위치에 트림 요소의 배치를 시행하는 안내 기능을 갖는 요소일 수 있다.
예를 들어, 이러한 포지셔닝 수단은 트림 요소의 특정 형태, 특히 이 트림 요소의 단면의 특정 형태일 수 있다.
대안적으로 또는 이에 더하여, 이러한 포지셔닝 수단은
포지셔닝 및 지향 마크와 같은, 시각적 인덱스 마크; 및/또는
핀, 인덱싱 슬롯, 탭 또는 포지셔닝 및 지향 구멍과 같은, 기계적 인덱스 마크; 및/또는
나사 또는 클립 종류 등의 고정 수단; 및/또는
로봇의 기계적 인터페이스를 보완하거나 또는 이에 적합한 기계적 인터페이스일 수 있다.
포지셔닝 수단은, 트림 요소를 로봇 상의 결정된 위치에 위치시키는 것을 가능하게 해주기 때문에, 본 발명의 중요한 요소이고, 이로써 측정 전극들의 위치는 로봇 인덱싱 시스템에서 알려져 있다. 이제, 전극들의 위치의 인지는 이들의 측정의 효율적인 사용에 필수적이다.
트림 요소는 우선적으로 특히 행렬 구성으로 배치되는, 수 개의 측정 전극들을 포함할 수 있다.
이에 더하여, 본 발명에 따른 트림 요소는 각각의 측정 전극에 대하여 개별적인 가드 전극을 포함할 수 있다.
대안적으로, 본 발명에 따른 트림 요소는 수 개의 측정 전극들에, 특히 모든 측정 전극들에 공통되는 가드 전극을 포함할 수 있다. 이러한 공통 가드 요소는 수 개의, 특히 모든 측정 전극들에 공통되는 가드 평면을 형성할 수 있다.
이러한 가드 평면은 또한 로봇 내에 위치되는 전기적/전자적 구성요소 부분들에 대한 차폐 층으로서 이용되어, 로봇과 그 환경 사이에서 전자기적 양립성을 보장할 수 있게 된다.
일 실시예에 따르면, 상기 트림 요소, 또는 상기 중심 층, 상기 외부 층 및 상기 지지 층으로부터 선택된 적어도 하나의 층은, 원하는 형태를 획득하기 위해 모델링될 수 있다. 모델링은 예를 들어 열성형에 의해, 몰딩에 의해 등으로 수행될 수 있다.
대안적으로, 상기 트림 요소, 또는 상기 중심 층, 상기 외부 층 및 상기 지지 층으로부터 선택된 적어도 하나의 층은, 3D 프린팅에 의해 인쇄될 수 있다.
적어도 하나의 측정 전극, 적어도 하나의 가드 전극 각각은 마스크의 이용으로 금속 입자들을 분사하는 것에 의해, 또는 스크린 인쇄에 의해 또는 잉크 젯에 의해 상기 중심 층 상에 배치될 수 있다.
상기 트림 요소가 가드 평면을 형성하는, 하나의 가드 전극을 포함할 때, 상기 가드 전극은 예를 들어 도색(painting)에 의해, 전도 층의 증착에 의해 생성될 수 있다.
이 증착 단계들 각각은 적용가능하다면, 성형/모델링 단계 전 또는 후일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 유전체 중심 층은 양면 인쇄 회로(double-face printed circuit)의 형태로 존재할 수 있다.
이 경우에 있어서, 유리한 구성에 따르면, 상기 측정 전극(들)은 상기 인쇄 회로의 상기 면들 중 하나 상에 배치되고, 상기 가드 전극(들)은 상기 인쇄 회로의 대향 면 상에 배치될 수 있다. 그러므로, 상기 인쇄 회로를 형성하는 유전체는 상기 측정 및 가드 전극들을 위한 지지 층을 형성한다.
상기 측정 및 가드 전극들은 그후 포토리소그래피 및 에칭과 같은, 인쇄 회로들을 생성하기 위한 종래의 기술들에 의해 생성될 수 있다.
인쇄 회로는 폴리이미드 종류의 연성 기판 상에 생성될 수 있다. 이것은 또한 수 개의 곡률(구형의, 등)의 반지름들을 갖는 표면들을 생성하기 위해, 예를 들어 열성형에 의해, 확장가능하거나 또는 변형가능한 기판 상에 생성될 수 있다.
인쇄 회로는 인쇄 회로와 외부 층 사이에 갭이 없도록 외부 층에 접착될 수 있다.
이 접착(bonding)은 열 접착 또는 접착 제품의 사용에 의한 접착일 수 있다.
인쇄 회로는 적어도 하나의 가드 전극을 포함하는 면으로부터 돌출되는 다수의 핀들을 포함하고 지지 층을 형성할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 측정 전극들 및 가드 전극들은 분리된, 선택적으로 삽입된 유전체 요소가 적재된, 기판들 상에 생성될 수 있다. 이 경우에 있어서, 중심 층은 이 적재된 기판들의 하나 또는 2 개의 층들, 및 삽입된 요소에 의해 구성될 수 있다.
이 기판들은 단면 인쇄 회로(single-face printed circuit) 기판들, 또는 예를 들어 열성형, 탄성, 연성, 직물 등에 의해 변형될 수 있는 기판들과 같이, 전극들을 지지하는 것을 가능하게 해주는 다른 종류의 기판일 수 있다.
물론, 이 실시예들은 조합될 수 있다. 예를 들어 인쇄 회로로 생성되는 측정 전극들 및 중심 층의 일 면 상에 증착 기술에 의해 생성되는 하나 또는 그 이상의 가드 전극들을 가지는 것이 가능하다.
나아가, 일반적으로, 중심 층은 복수의 물질 층들로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 트림 요소는 또한 적어도 하나의 측정 전극과 근방의 물체 사이의, 전극-물체 커패시턴스(electrode-object capacitance)로 지칭되는, 커플링 커패시턴스에 대하여 신호를 측정하도록 구성되는 적어도 하나의 검출 전자장치를 포함할 수 있다.
이러한 검출 전자장치들은 용량성 검출에 대한 기술 수준에서 잘 알려져 있다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 검출 전자장치는 측정 전극과 근방의 물체 사이의 커패시턴스를 나타내는 출력 전압을 공급하도록 구성되는 전하 증폭기(charge amplifier)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 트림 요소는 각각의 측정 전극에 대하여 전용(dedicated) 검출 전자장치를 포함할 수 있다.
대안적으로, 또는 이에 더하여, 본 발명에 따른 트림 요소는 수 개의 또는 모든 측정 전극들에 공통되는 검출 전자장치를 포함할 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 검출 전자장치는 개별적으로 또는 유닛 당 상기 측정 전극들을 폴링하기 위한 폴링 수단(polling means)을 포함할 수 있다.
이러한 폴링 수단은 예를 들어 차례로 측정 전극들 각각에 전하 증폭기를 연결하는 스위치를 포함할 수 있다.
특히 유리한 구성에 따르면, 본 발명에 따른 트림 요소는 서로로부터 소정의 거리에, 상기 트림 요소 상에 분포되는, 수 개의 검출 전자장치 그룹들을 포함할 수 있다.
이 구성은 본 발명에 따른 트림 요소의 부분 손상의 경우들을 더 잘 관리하는 것을 가능하게 해준다. 사실상, 이 구성에서, 트림 요소의 일부가 손상될 때, 이 요소의 다른 부분들은 계속해서 기능하고 용량성 검출 기능을 제공한다.
각각의 검출 전자장치 그룹은 하나 또는 그 이상의 검출 전자장치를 포함할 수 있다. 각각의 검출 전자장치는 하나의 측정 전극에 또는 수 개의 측정 전극들을 갖는 하나의 유닛에 전용될 수 있다.
적어도 하나의 검출 전자장치는 분리된 인쇄 회로 기판 상에 배치될 수 있다. 이 분리된 인쇄 회로 기판은 트림 요소에 단단히 고정되거나 또는 아니거나, 그리고 특히 전도 트레이스들을 지지하는 유전체 중심 층에 의해 구성되는 유선 또는 리본 케이블의 형태로 연결 인터페이스에 의해 트림 요소에 연결되는, 독립적인 보드일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 검출 전자장치는 상기 외부 층과 가드 전극 사이에 배치될 수 있다.
이 실시예에 있어서, 검출 전자장치는 별도로 분리된 인쇄 회로 기판 상에 배치될 수 있다. 측정 전극들 및 가드 전극들은 별도로 분리된 기판들 상에 생성될 수 있다. 가드 전극을 갖는 기판은 완전히 또는 부분적으로 검출 전자장치를 덮도록 배치될 수 있다.
대안적으로, 또는 이에 더하여, 적어도 하나의 검출 전자장치는 측정 및/또는 가드 전극들 주변에, 이 전극들을 지지하는 인쇄 회로의 일 부분에 의해 생성될 수 있다.
적어도 하나의 검출 전자장치는 상기 중심 층 상에 배치될 수 있다.
특히, 중심 층이 인쇄 회로에 의해 형성될 때, 적어도 하나의 검출 전자장치는 상기 인쇄 회로의 일 면 상에 제공될 수 있다.
대안적으로, 또는 이에 더하여, 적어도 하나의 검출 전자장치는 (전하 증폭기와 같은) 중심 층 상에 배치되는 적어도 하나의 요소, 및 (복조, 필터링, 디지털화 요소들 등과 같은) 별도로 분리된 인쇄 회로 기판 상에 배치되는 적어도 하나의 요소를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 검출 전자장치는 중심 층에 대하여, 적어도 하나의 가드 전위와 동일한 측 상에 배치될 수 있다.
이 실시예는 특히 외부 충격으로부터, 검출 전자장치의 좋은 보호를 허용한다.
대안적으로 또는 이에 더하여, 적어도 하나의 검출 전자장치는 중심 층에 대하여, 적어도 하나의 측정 전극과 동일한 측 상에 배치될 수 있다. 이 실시예는 적어도 하나의 가드 전극에 의한 가드 전위에서 상기 검출 전자장치를 보호하고, 이로써 용량성 검출 기능을 악화시킬 수 있는 누설 커패시턴스 또는 장애를 피하는 것을 가능하게 해준다.
특히 유리한 특성에 따르면, 적어도 하나의 특히 각각의 검출 전자장치는 가드 전위에서 편광되는, 가드 벽, 또는 커버 또는 부피에 의해 가드 전위에서 보호될 수 있다.
이로써, 검출 전자장치는 누설 커패시턴스로부터, 보다 일반적으로는 전자기 장애로부터 보호되는데, 이것은 검출 기능을 악화시킨다.
이 실시예는, 본 발명에 따른 트림 요소로부터 독립적으로, 또는 검출 전자장치가 중심 층에 대하여 가드 측 상에 위치될 때 특히 유리하다.
검출 전자장치가 하나 또는 그 이상의 가드 전극들에 반대되고 또한, 측정 전극들 측 상에 배치될 때, 상기 측정 전자장치는 적어도 로봇의 내부 요소들과의 커플링에 대하여, 적어도 하나의 가드 전극에 의해 이미 보호되기 때문에, 추가적인 가드 벽(또는 커버, 또는 부피 또는 층)을 사용하는 것이 필요하지 않다. 가드 전극은 그후 전자장치의 가드 벽을 구성한다.
하나의 가드 벽은 또한 검출 전자장치 회로의 전도 층에 의해 형성될 수 있음에 유의해야 한다.
본 발명에 따른 트림 요소는 또한 적어도 하나의 유선 및/또는 무선 연결 인터페이스를 포함할 수 있다.
이 연결 인터페이스는 예를 들어 적어도 하나의 교류 전기 전위에서 수신하도록 배치될 수 있다. 이 교류 전기 전위는:
제1 교류 전위, 가드 전위, 또는 모두에 대응하고;
제1 교류 전위, 가드 전위, 또는 모두를 획득하는 데 사용될 수 있다.
이 교류 전기 전위는 예를 들어 마스터 진동기로부터 발생하여 로봇의 모든 트림 요소들로 전달되어, 이들 모두는 서로에 대하여 동일한 가드 전위에서 나타난다.
이 연결 인터페이스는 또한 측정 또는 검출 신호를 예를 들어 로봇의 로직 컨트롤러와 같은, 다른 장치, 또는 장비로 전송하도록 배치될 수 있다.
유리한 일 특징에 따르면, 적어도 하나의 측정 전위는 국소적으로 탄성적으로 압축가능한 층에 의해 적어도 하나의 가드 전극으로부터 분리될 수 있어, 상기 트림 요소 상에 가해지는 지지압(bearing pressure)은 국소적으로 측정과 가드 전위들 사이 거리를 변형시킨다.
이러한 압축가능한 층은 중심 층, 또는 중심 층에 더하는 추가적인 층일 수 있다.
이러한 압축가능한 층은 물체가 트림 요소 상에 지지되거나 또는 압력을 가할 때 국소적으로, 그리고 탄성적으로, 적어도 하나의 측정 전극과 적어도 하나의 가드 전극 사이의 거리를 변형하는 것을 가능하게 해준다.
측정 및 가드 전극들 사이의, 거리, 특히 거리 편차는 압축가능한 층의 압축률의 함수로서, 가해지는 지지압을 규정하는, 특히 측정하는 것을 가능하게 해준다.
가해지는 압력을 규정하기 위한 지지 위치의 레벨에서 측정될 수 있는 신호는, 측정과 가드 전극들 사이, 전극-간 저항(inter-electrode resistance)으로 지칭되는, 저항과 관련되거나 또는 이를 나타내는 신호일 수 있다. 이 경우에 있어서, 전위 차를 갖는 측정과 가드 전극들을 편광시킬 필요가 있다. 이에 더하여, 압축가능한 층은 예를 들어 압저항 효과(piezoresistive effect)에 의해, 압력의 함수로서 가변적인 컨덕턴스를 가지고, 전기적으로 전도성이 있을 필요가 있다.
대안적으로, 또는 이에 더하여, 가해지는 압력을 규정하기 위한 지지 위치의 레벨에서 측정될 수 있는 신호는, 측정과 가드 전극들 사이, 전극-간 커패시턴스로 지칭되는, 커패시턴스와 관련되거나 또는 이를 나타내는 신호일 수 있다.
이 경우에 있어서, 측정 주파수에서, 교류 전위 차를 갖는 측정과 가드 전극들을 편광시킬 필요가 있다. 이에 더하여, 압축가능한 층은 유전체일 필요가 있다.
본 발명에 따른 트림 요소는 상기 지지압의 레벨에서 상기 측정과 가드 전극들 사이에, 전극-간 커패시턴스 또는 전극-간 저항에 대하여 신호를 검출하기 위한 적어도 하나의 전자장치를 포함할 수 있다.
측정되는 신호가 전극-간 커패시턴스와 관련될 때, 이 검출 전자장치는 전극-물체 커패시턴스의 검출을 위한 전자장치와 부분적으로 또는 완전히 공통될 수 있다.
본 발명에 따른 트림 요소는
- 강성 또는 탄성 케이싱;
- 상기 로봇의 트림 요소 상에 고정되도록 제공되는 연성 커버의 형태로 존재할 수 있다.
본 발명에 따른 트림 요소는
- 로봇의 기존 케이싱 상에 장착되도록 제공되는, 추가적인 케이싱, 또는 커버; 또는
- 기존 케이싱 위치에 장착되도록 제공되는 교체 케이싱의 형태로 존재할 수 있다.
유리한 일 실시예에 따르면, 트림 요소는 상기 로봇의 관절 또는 일 부분의 일 측 상에 위치되도록 제공되고, 함께 고정되는, 2 개의 부분들을 포함할 수 있다.
이 2 개의 부분들은 이들이 상기 로봇 상에 위치되기 전에 서로 독립적일 수 있다.
대안적으로, 이 2 개의 부분들은 힌지에 의해서, 회전 축 주위에 서로 고정될 수 있고 또한 서로에 대하여 움직일 수 있어 이들은
상기 로봇의 관절 또는 일 부분 주위에 상기 트림 요소를 위치시키기 위해 열리고, 그후
- 닫힐 수 있다.
모든 경우들에 있어서, 상기 트림 요소는 우선적으로 상기 로봇 상에 고정되는 방식으로 장착된다.
상기 트림 요소를 고정하는 것은:
- 상기 로봇의 표면 상에 접착(bonding), 나사결합(screwing) 또는 클립핑(clipping)에 의해;
- 흡착(suction) 종류의 적어도 하나의 고정 수단에 의해; 및/또는
- 적어도 하나의 자기/자화 고정 수단에 의해 수행될 수 있다.
대안적으로, 또는 이에 더하여, 상기 트림 요소는 상기 로봇의 일 부분 주위에 클램핑에 의한 적어도 하나의 고정 수단을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명에 따른 적어도 하나의 트림 요소가 마련되는, 로봇이 제안된다.
본 발명에 따른 로봇에서, 본 발명에 따른 적어도 하나의 트림 요소는 이미 존재하는 트림 요소의 교체로서 또는 이에 더하여 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 로봇은 초기에 마련되거나 또는 마련되지 않은, 용량성 검출 기능을 갖는, 로봇일 수 있다.
다른 장점들 및 특징들은 첨부된 도면들로부터 그리고 한정하는 것이 아닌, 예들의 상세한 설명의 조사 시 명백해질 것이다.
도 1, 도 2, 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 트림 요소의 3 개의 실시예들의 단면의 대략적인 표현들이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 2 개의 트림 요소들이 장착된 로봇의 대략적인 표현들이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 트림 요소로 구현될 수 있는 검출 전자장치의 세트의 2 개의 실시예들의 대략적인 표현들이다.
도 6 내지 도 7은 본 발명에 따른 트림 요소의 2 개의 다른 요소들의 단면의 대략적인 표현들이다.
이하에서 설명될 실시예들은 한정하지 않는 것으로 잘 이해된다. 이 특징들의 선택이 종래 기술 수준에 대하여 본 발명을 구별하거나 또는 기술적인 장점을 부여하기에 충분하다면, 설명되는 다른 특징들로부터 분리되어, 이하에서 설명되는 특징들의 선택만을 포함하는 본 발명의 변형들이 예상될 수 있다. 이 선택은 이 부분만으로도 종래 기술 수준에 대하여 본 발명을 구별하거나 또는 기술적인 장점을 부여하기에 충분하다면, 구조적인 상세사항들 없이, 또는 구조적인 상세사항들의 일부만 가지는, 적어도 하나의, 바람직한 기능적인, 특징을 포함한다.
특히, 여기서 설명되는 모든 실시예들 및 모든 변형들은 기술적인 관점에서 이 조합에 이의가 없다면 함께 조합될 수 있다.
도면에서, 수 개의 도면들에 공통되는 요소들은 동일한 참조부호를 유지한다.
도 1은 본 발명에 따른 트림 요소의 제1 비-한정적인 실시예의 단면의 대략적인 표현이다.
도 1에 도시된, 트림 요소(100)는 로봇 상의 기존 케이싱의 위치에, 또는 기존 케이싱에 더하여 사용될 수 있는 강성 케이싱이다. 이 후자의 경우에 있어서, 트림 요소(100)는 기존 케이싱 상에 위치된다.
트림 요소(100)는 로봇의 관절 또는 로봇의 일 부분에 장착을 위해 사용될 수 있다.
트림 요소(100)는 측정 전극들로 지칭되는, 수 개의 용량성 전극들(102), 및 가드 전극으로 지칭되는, 측정 전극들의 세트에 공통되는, 용량성 전극(104)을 포함한다. 가드 전극(104)은 실질적으로 측정 전극들(102) 모두를 커버하는 가드 평면을 형성한다.
트림 요소(100)는 또한 중심 층으로 지칭되는, 측정 전극들(102)과 가드 전극(104) 사이에 위치되는, 유전체 층(106)을 포함한다.
중심 층(106)은 측정 전극들(102)과 가드 전극(104)이 증착 또는 식각되는, 강성 또는 연성의, 인쇄 회로에 의해 생성될 수 있다.
대안적으로, 중심 층은 3D 프린팅에 의해, 또는 몰딩에 의해, 또는 실질적으로 편평한 플라스틱 판의 열성형에 의해 플라스틱으로부터 생성될 수 있다.
측정 전극들(102)은 그후 중심 층(106) 상에
- 이 중심 층 상에 마스크를 위치시킨 후 이 중심 층(106) 상에 금속 입자들을 분사시키는 것에 의해;
- 잉크 젯 타입의 인쇄에 의해, 또는
- 스크린 인쇄에 의해 증착될 수 있다.
가드 전극(104)은 또한 전도 물질 층으로 이 중심 층(106)을 도색하는 것에 의해 중심 층(106) 상에 증착될 수 있다.
트림 요소(100)는 또한 외부 층으로 지칭되는, 측정 전극들(102) 상에 위치되는, 유전체 층(108)을 포함한다. 이 외부 층(108)은 충격, 습도 또는 액체들과 같은 외부 손상으로부터 측정 전극들을 보호하고자 하는 것이다. 이 외부 층(108)은 측정 전극들(102) 상에 결합될 수 있거나 또는 이 측정 전극들(102) 상에 예를 들어, 플라스틱 코팅, 바니쉬 등과 같은, 코팅을 증착하는 것에 의해 생성될 수 있다.
외부 층(108)은 바람직하게 측정 전극(102)과 접촉되어 이 외부 층(108)과 측정 전극들(102) 사이에 자유 공간이 없다(또는 적어도 유의미한 공기 갭은 없다).
일 실시예에 따르면, 외부 층(108)은 강성, 반-강성 또는 탄성 케이싱의 형태로 생성될 수 있다. 중심 층(106)은 그 면들 상에 측정 전극들(102) 및 가드 전극(104)을 포함하고 또한 외부 층(108)으로 삽입을 위한 상보적인 형태를 갖는 강성, 반-강성 또는 탄성 케이싱의 형태로 (몰딩, 열성형 또는 3D 프린팅에 의해) 생성될 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면, 외부 층(108)은 강성, 반-강성 또는 탄성 케이싱의 형태로 생성될 수 있다. 중심 층(106)은 측정 전극들(102) 및 가드 전극(104)을 갖는 양면 인쇄 회로 기판의 형태로 생성될 수 있다.
선택적으로, 트림 요소(100)는 또한 지지 층으로 지칭되는, 가드 전극(104) 아래에 위치되는, 유전체 층(110)을 포함한다. 이 지지 층(110)은
- 가드 전극(104)을 보호하고, 및/또는
- 가드 전극(104)을 트림 요소(100)가 위치되는 전도 표면으로부터 격리시키고, 및/또는
- 트림 요소(100)가 로봇의 표면 상에 위치될 때 표면 불연속성을 흡수하고, 및/또는
- 그 사용 중 트림 요소 상에 발생할 수 있는 충격을 흡수하고자 하는 것이다.
지지 층(110)은 예를 들어 연성 플라스틱 또는 발포체와 같은, 연성 물질로부터 생성될 수 있다.
지지 층(110)은 절연 물질들의 코팅들 또는 층들에 의해 구성될 수 있다.
도 1에 도시된 예에 있어서, 지지 층(108)은 지지 핀들 또는 렉들과 같은, 별도로 분리된 지지 요소들(112)의 조립체에 의해 생성된다.
트림 요소(100)는 또한 지지 요소들 레벨 아래, 특히 중심 층(106) 상에, 그리고 가드 전극(104)과 동일한 면 상에, 지지 요소들(112) 사이에 배치되는, 전자 모듈들(114)을 포함한다.
제시된 실시예에 있어서, 지지 층(108)의 지지 요소들(112)은 또한 전자 모듈들(114)을 기계적으로 보호하는 기능을 한다. 전자 모듈들(114)은 서로로부터 소정의 거리에 있다. 각각의 전자 모듈(114)은
시험 주파수에서 로봇의 접지 전위와 다른 제1 교류 전기 전위를 가지고, 측정 전극들(102)을 편광시키고, 및
시험 주파수에서, 제1 전위와 동일한, 가드 전위로 지칭되는, 교류 전기 전위(VG)를 가지고 가드 전극(104)을 편광시키기 위해 사용되는 적어도 하나의 검출 전자장치를 포함한다.
각각의 검출 전자장치는 측정 전극(102)과 근방의 물체 사이의 커패시턴스를 나타내는 출력 신호를 공급하도록 구성되는 적어도 하나의 전자 구성요소를 포함한다.
검출 전자장치의 예들은 도 5a 및 도 5b를 참조하여 이하에서 더 상세하게 주어진다.
누설 커패시턴스들로부터 각각의 전자 모듈(114)을 보호하기 위해, 트림 요소(100)는 가드 커버로 지칭되는, 가드 전위(VG)에서 편광되고 각각의 전자 모듈(114)을 커버하는 커버(116)를 포함한다. 각각의 커버(116)의 가드 전위에서의 편광은 각각의 커버(116)를 그 자체 가드 전위(VG)에서 편광되는, 가드 전극(104)에 전기적으로 연결하는 것에 의해 수행될 수 있다.
커버(116)는 외부 요소가 필요치 않다는 것에 유의해야 한다. 이것은 예를 들어 전자 모듈(114)의 인쇄 회로의 층 또는 평면에 의해 형성되는, 가드 벽에 의해 생성될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 트림 요소의 다른 비-한정적인 실시예의 단면의 대략적인 표현이다.
도 2의 트림 요소(200)는 도 1의 트림 요소(100)의 모든 요소들을 포함한다.
이에 더하여, 도 1의 트림 요소(100)와 달리, 트림 요소(200)에는 전자 모듈들이 측정 전극들(102) 측 상의 중심 층(106) 상에, 특히 측정 전극들(102)을 포함하는 중심 층(106)의 면 상에 위치된다. 이 구성에서, 전자 모듈들(114)은 가드 전위(VG)에서 편광되고 사실은 전자 모듈들을 위한 가드 벽을 구성하는, 가드 전극(104)에 의해 가드 전위에서 보호되기 때문에 추가적인 가드 커버들을 사용할 필요가 없다.
도 6은 본 발명에 따른 트림 요소의 다른 비-한정적인 실시예의 단면의 대략적인 표현이다.
도 6의 트림 요소(600)는 측정 전극들(102), 가드 전극(들)(104), 중심 층(106), 외부 층(108), 전자 모듈(들)(114)을 포함한다.
도 6에 도시된 예에 있어서, 전자 모듈들(114)은 측정 전극들(102)과 가드 전극(104)을 포함하는 중심 층(106)으로부터 별도로 분리된 인쇄 회로들의 형태로 생성된다. 전자 모듈들(114)은 이 중심 층(106) 레벨에 이 중심 층(106)을 관통하여 생성된 하나 또는 그 이상의 구멍들 내에 또는 이 중심 층(1206)의 에지들 상에 위치된다. 전자 모듈들(114)은 이로써 외부 층(108) 상에 고정될 수 있다. 이들은 예를 들어 중심 층(106)의 기판으로 생성되는 리본 케이블들에 의해 측정 전극들(102)에 그리고 가드 전극들(104)에 연결된다. 바람직하게, 전자 모듈(들)(114)은 인쇄 회로 층의 형태로 가드 벽(116)을 포함한다.
도 7은 본 발명에 따른 트림 요소의 다른 비-한정적인 실시예의 단면의 대략적인 표현이다.
도 7의 트림 요소(700)는 측정 전극들(102), 가드 전극(들)(104), 중심 층(106), 외부 층(108), 전자 모듈(들)(114)을 포함한다.
도 7에 도시된 예에 있어서, 측정 전극들(102)은 단면 인쇄 회로(702)로 생성된다.
가드 전극(들)(104) 또한 단면 인쇄 회로(704)로 생성된다.
중심 층(106)은 단면 인쇄 회로들(702 및 704) 중 적어도 하나의 기판에 의해 구성되고 또한 도 7에 도시된 예에서 알 수 있는 바와 같이, 삽입 요소(706)가 이 인쇄 회로들 사이에 배치된다.
전자 모듈(들)(114)은 중심 층(106)으로부터 별도 분리된 인쇄 회로들의 형태로 생성된다. 이들은 외부 층(108) 상에 고정된다. 이들은 외부 층(108)과 가드 전극들(104)을 가지는 단면 인쇄 회로(704) 사이에 배치되고, 측정 전극들(102)에 그리고 가드 전극(104)에 연결된다. 이로써, 전자 모듈(들)(114)은 가드 전극들(104)에 의해 보호된다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 트림 요소의 다른 비-한정적인 실시예의 단면의 대략적인 표현들이다.
도 3a 및 도 3b에 도시된, 트림 요소(300)는 도 2의 트림 요소(200)의 모든 요소들을 포함한다.
트림 요소(300)는 또한 중심 층(106)과 측정 전극들(102) 사이에 배치되는, 국소적으로 탄성적으로 압축가능한, 층(302)을 포함한다. 이 층은 예를 들어 매우 연성인 플라스틱 또는 발포체로부터 생성된다. 이 압축가능한 층(302)은 부하가 트림 요소(300) 상에 부여된 때, 측정 전극들(102)과 가드 전극(104) 사이의 거리를 국소적으로 다르게 하는 것이 가능하도록 해준다.
도 3a는 정지 상태의 트림 요소를 보여주고 도 3b는 화살표(304)에 의해 표현되는, 압력이 이에 적용된 때 트림 요소(300)를 보여준다.
이로써, 측정 전극들(102)과 가드 전극(104) 사이의 커패시턴스를 측정함으로써 가해지는 압력을 규정하는 것이 가능해진다. 이를 위해, 측정(102) 및 가드(104) 전극들을, 적어도 지지 위치의 레벨에서, 시험 주파수에서, 서로 다른 교류 전위들로 설정할 필요가 있다. 이를 위해, 측정(102) 및 가드(104) 전극들 중 하나가 접지될 수 있다. 대안적으로 또는 이에 더하여, 시험 주파수에서 0가 아닌 교류 전기 전위는 가드 전극(104)과 측정 전극(102) 사이에 도입될 수 있다.
도 1, 도 2, 도 3a 및 도 3b에 도시되어 있는 것에 대안으로서, 트림 요소는 가드 평면을 형성하는 하나의 가드 전극의 위치에, 각각의 측정 전극에 대하여 개별적인 가드 전극을 포함할 수 있다.
나아가, 검출 전자장치가 트림 요소 내에 배치되지 않고, 독립적으로 예를 들어 트림 요소에 독립적인 인쇄 회로 기판 상에 배치되는 것도 가능하다.
도 4a는 본 발명에 따른 트림 요소들이 장착된 로봇의 대략적인 표현이다.
로봇(400)은 회전 관절에 의해 함께 연결되는 수 개의 부분들을 포함하는 로봇 팔이다.
로봇(400)은 본 발명에 따른 3 개의 트림 요소들(402, 403 및 404)을 포함하는데, 그 각각은, 로봇의 원래 트림 요소의 위치에, 또는 원래 트림 요소에 더하여, 로봇의 관절 또는 일 부분에 장착된다.
트림 요소(403)는, 기존 커버를 대체하는, 로봇(400)의 관절 상에 고정되는 커버이다. 그러므로 이것은 원래 커버의 고정 인터페이스(예를 들어 나사산 또는 나사못)로 고정한다.
도 4b는 로봇(400)의 일 부분에 장착되는 트림 요소(402)의 대략적인 표현이다.
트림 요소(402)는 반-실린더(half-cylinder)의 형태인 단면을 갖는 2 개의 동일 부분들(4021 및 4022)을 가진다. 각각의 부분(4021 및 4022)은 결합에 의해 로봇(400)의 부분에 고정되도록 제공된다. 대안적으로, 각각의 부분은 로봇의 그 부분 상에 또는 트림 요소 상에 마련되는, 나사결합, 클립핑 또는 흡착-타입 수단에 의해, 로봇의 부분에 고정될 수 있다.
부분들(4021 및 4022)의 외부 면들 상에 제공되는, 시각적 인덱스 마크들(4023)은, 로봇의 그 부분 상에 조립될 때 트림 요소(402)의 각각의 부분(4021 및 4022)을 위치시키고 올바르게 지향하는 것을 가능하게 해준다.
트림 요소(402)는 또한 로봇(400) 상의 홈 또는 절삭 자국에 십입되도록 의도된 부조인 요소 또는 스터드의 형태로, 기계적인 포지셔닝 요소(4024)를 포함한다.
도 4c는 로봇(400)의 다른 일 부분에 장착되는 트림 요소(404)의 대략적인 표현이다.
트림 요소(404)는 반-실린더의 형태인 단면을 갖는 2 개의 동일 부분들(4041 및 4042)을 가진다. 각각의 부분(4041 및 4042)은 이 부분들(4041 및 4042) 사이에서 상호 회전을 허용하는 힌지(4043)에 의해 함께 조립되어 이 부분들(4041 및 4042)이 로봇(400)의 그 부분 주위에 트림 요소를 위치시키기 위해 열리고, 그후 닫힐 수 있다.
이 부분(4041)은, 로봇의 그 부분 주위에 트림 요소(404)를 클램핑하는 것에 의해 조립을 수행하기 위해 그 부분(4042) 상에 제공되는, 구멍 또는 탭 또는 립(4045)과 같은 조립 수단(4045)에 도입되는(또는 인접하는) 칼라 또는 클립과 같은, 하나 또는 그 이상의 조립 수단(4044)을 포함한다.
트림 요소(404)의 외부 면들 상에 제공되는, 시각적 인덱스 마크들(미도시)은, 로봇의 그 부분 상에 조립될 때 트림 요소(404)를 위치시키고 올바르게 지향하는 것을 가능하게 해준다.
트림 요소(404)는 또한 로봇(400) 상의 홈 또는 절삭 자국에 십입되도록 의도된 부조인 요소 또는 스터드의 형태로, 트림 요소(402)의 요소((4024)와 유사한 기계적인 포지셔닝 요소를 포함할 수 있다.
도 5a는 본 발명에 따른 트림 요소로 구현될 수 있는 검출 전자장치의 제1 실시예의 대략적인 표현이다.
도 5a에 도시된, 검출 전자장치(500)는 도 1, 도 2, 도 3a 및 도 3b의 전자 모듈(114)이거나 또는 이에 결합될 수 있다. 검출 전자장치(500)는 아날로그 또는 디지털 형태로, 또는 아날로그/디지털 조합으로 생성될 수 있다.
검출 전자장치(500)는 접지 전위(504)를 기준으로 하는 진동기(502)로, VG로 지시되는, 교류 여기 전압(alternating excitation voltage)을 수신한다. 전압(VG)은 가드 전극(들)(104)을 편광시키기 위한 가드 전위로서, 또한 측정 전극(들)(102)을 편광시키기 위한 제1 전위로서 이용된다.
검출 전자장치(500)는 연산 증폭기(506) 및 음의 피드백 커패시터(508)에 의해 표현되는, 전류 또는 전하 증폭기를 포함한다. 도시된 실시예에 있어서, 이 전하 증폭기는 출력에 전극(102)과 근방의 물체 사이의 커플링 커패시턴스에 비례하는 전압을 공급한다.
검출 전자장치(500)는 또한 인체 또는 물체의 존재 또는 근접 및/또는 추구하는 커플링 커패시턴스(Ceo)를 나타내는 신호를 획득하는 것을 가능하게 해주는 컨디셔너(510)를 포함한다. 이 컨디셔너(510)는, 예를 들어, 시험 주파수에서, 캐리어에 대하여 신호를 복조하기 위한 동기식 복조기를 포함할 수 있다. 컨디셔너(510)는 또한 비동기식 복조기 또는 진폭 검출기를 포함할 수 있다. 이 컨디셔너(510)는, 물론 아날로그 및/또는 디지털 형태(마이크로프로세서)로 생성될 수 있고 또한 필터링, 변환, 프로세싱 등을 위해 필요한 수단 모두를 포함할 수 있다.
검출 전자장치(500)는 하나의 측정 전극(102)에 전용될 수 있어 각각의 측정 전극은 그 자체의 검출 전자장치를 포함한다.
대안적으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 검출 전자장치(500)는 수 개의 측정 전극들(102)에 공통될 수 있다.
이 경우에 있어서, 검출 전자부품(500)은 또한 전하 증폭기(506)를, 차례로 각각의 측정 전극(102)에 연결하여, 측정 전극들(102) 각각을 개별적으로 폴링하는 폴링 수단(512)을 포함한다.
물론, 측정 전자장치(500)는 설명된 것과 다른 구성요소들을 포함할 수 있다.
검출 전자장치(500), 또는 적어도 전하 증폭기(506)를 갖는 그 감지부는 기생 커패시턴스를 최소화하기 위해, 가드 전위(VG)를 기준으로(또는 기준이 되는 전기 피드들에 의해 공급되는) 할 수 있다.
검출 전자장치(500)은 또한 더 일반적으로 접지 전위(504)를 기준으로 할 수 있다.
물론, 본 발명은 방금 설명된 예시들에 한정되지 않고, 다수의 변형들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 이 예들에 행해질 수 있다.

Claims (18)

  1. 특히, 로봇(400)의 트림 요소 위치에 또는 이에 더하여, 상기 로봇(400)의 관절 또는 부분 상에 위치되도록 제공되는, 로봇(400)을 위한 트림 요소(100;200;300;402;403;404;600;700)에 있어서,
    - 시험 주파수에서 접지 전위(504)와 다른 제1 교류 전기 전위에서 편광되도록 제공되는, 측정 전극으로 지칭되는, 적어도 하나의 용량성 전극(102),
    - 상기 시험 주파수에서 상기 제1 전위와 동일하거나 또는 실질적으로 동일한, 가드 전위로 지칭되는, 교류 전기 전위(VG)에서 편광되도록 제공되는, 상기 적어도 하나의 측정 전극(102) 아래에 배치되는, 가드 전극으로 지칭되는, 적어도 하나의 전극(104), 및
    - 상기 적어도 하나의 측정 전극(102)과 상기 적어도 하나의 가드 전극(104) 사이에 배치되는, 중심 층으로 지칭되는, 적어도 하나의 유전체 층(106)을 포함하는, 트림 요소.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 측정 전극(들)(102) 상에 배치되는, 외부 층으로 지칭되는, 적어도 하나의 유전체 층(108)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 트림 요소.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 강성, 반강성 또는 탄성적인 외부 층(108), 및 상기 외부 층(108)으로 삽입되도록 모델링된 별도의 요소의 형태이고, 그 면들 상에서 상기 적어도 하나의 측정 전극(102)과 상기 적어도 하나의 가드 전극(104) 각각을 포함하는 중심 층(106)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 트림 요소.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가드 전극(들)(104) 아래에 배치되고 또한 상기 로봇(400)의 표면과 접촉하도록 제공되는, 지지 층으로 지칭되는, 층(110)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 트림 요소.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 결정되거나 또는 결정될 수 있는 위치 및 방향으로, 상기 로봇(400)의 일 부분 상에 상기 트림 요소(100;200;300)를 장착하는 것을 가능하게 해주는, 포지셔닝 수단, 또는 인덱스 마크(4023;4024)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 트림 요소.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중심 층(106)은 양면 인쇄 회로의 형태로 존재하고, 상기 측정 전극(들)(102)은 상기 인쇄 회로의 상기 면들 중 하나 상에 배치되고, 상기 가드 전극(들)(104)은 상기 인쇄 회로의 대향 면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는, 트림 요소.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 측정 전극(102)과 근방의 물체 사이의, 전극-물체 커패시턴스로 지칭되는, 커플링 커패시턴스에 대하여 신호를 측정하도록 구성되는 적어도 하나의 검출 전자장치(114)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 트림 요소.
  8. 제 7 항에 있어서, 서로로부터 소정의 거리에, 상기 트림 요소(100;200;300;402;403;404;600;700) 상에 분포되는, 수 개의 검출 전자장치 유닛들(114)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 트림 요소.
  9. 제 2 항, 및 제 7 항 또는 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 검출 전자장치(114)는 상기 외부 층(108)과 가드 전극(104) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 트림 요소.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 검출 전자장치(114)는 상기 중심 층(106) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는, 트림 요소.
  11. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 검출 전자장치(114)는 상기 가드 전위(VG)에서 편광되는, 가드 벽 또는 커버(116)에 의해 상기 가드 전위(VG)에서 보호되는 것을 특징으로 하는, 트림 요소.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 제1 교류 전위 또는 상기 가드 전위(VG) 또는 둘 다에 대응하는 적어도 하나의 교류 전기 전위를 수신하거나; 및/또는
    - 측정 또는 검출 신호를 전송하기 위해 배치되는 적어도 하나의 유선 및/또는 무선 연결 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 트림 요소.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 측정 전극(102)은 국소적으로 탄성적인 압축가능 층(302)에 의해 상기 적어도 하나의 가드 전극(104)으로부터 분리되어 있어, 상기 트림 요소(300)에 대한 지지압이 상기 측정(102) 및 상기 가드(104) 전극들 사이의 거리를 국소적으로 변형하는 것을 특징으로 하는, 트림 요소.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지압의 레벨에서 상기 측정(102)과 가드(104) 전극들 사이에, 전극 간 커패시턴스 및/또는 저항으로 지칭되는, 상기 커패시턴스 및/또는 상기 저항과 관련된 신호의 검출을 위한 적어도 하나의 전자장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 트림 요소.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 강성 또는 탄성 케이싱;
    - 상기 로봇(400)의 트림 요소 상에 고정되도록 제공되는 연성 커버의 형태로 존재하는 것을 특징으로 하는, 트림 요소.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 로봇의 기존 케이싱 상에 장착되도록 제공되는, 추가적인 케이싱, 또는 커버; 또는
    - 기존 케이싱 위치에 장착되도록 제공되는 교체 케이싱의 형태로 존재하는 것을 특징으로 하는, 트림 요소.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로봇의 관절 또는 일 부분의 일 측 상에 위치되도록 제공되고, 함께 고정되는, 2 개의 부분들(4021,4022;4041;4042)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 트림 요소.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 트림 요소(402;403;404)가 구비된 로봇(400).
KR1020207004741A 2017-08-10 2018-07-30 로봇을 위한 용량성 케이싱 요소, 이러한 케이싱 요소와 함께 제공되는 로봇 KR20200039694A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1757624A FR3070022B1 (fr) 2017-08-10 2017-08-10 Element d’habillage capacitif pour robot, robot muni d’un tel element d’habillage
FR1757624 2017-08-10
PCT/EP2018/070607 WO2019030042A1 (fr) 2017-08-10 2018-07-30 Element d'habillage capacitif pour robot, robot muni d'un tel element d'habillage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200039694A true KR20200039694A (ko) 2020-04-16

Family

ID=60923576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207004741A KR20200039694A (ko) 2017-08-10 2018-07-30 로봇을 위한 용량성 케이싱 요소, 이러한 케이싱 요소와 함께 제공되는 로봇

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20200368924A1 (ko)
EP (1) EP3664975A1 (ko)
JP (1) JP2020529933A (ko)
KR (1) KR20200039694A (ko)
CN (1) CN111065496A (ko)
FR (1) FR3070022B1 (ko)
WO (1) WO2019030042A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3842189A4 (en) * 2019-08-02 2022-07-13 Shenzhen Yuejiang Technology Co., Ltd. OBSTACLE AVOIDANCE METHOD FOR APPARATUS, AND CONTROL APPARATUS AND DEVICE
FR3103334B1 (fr) * 2019-11-19 2022-12-30 Fogale Nanotech Dispositif de détection de proximité et de pression, couche de détection et équipement munis de tels dispositifs.
CN111805554B (zh) * 2020-07-08 2023-08-18 达闼机器人股份有限公司 机器人及其外壳
CN113319822B (zh) * 2021-05-22 2023-05-30 深圳市越疆科技有限公司 柔性的装置外壳、机械臂和机器人
CN113451791B (zh) * 2021-05-22 2024-01-05 深圳市越疆科技股份有限公司 检测电路板与电极的连接结构、电子皮肤、外壳及机械臂
WO2024022585A1 (en) * 2022-07-27 2024-02-01 Abb Schweiz Ag Robot system with accessories magnetically attached to the robot arm

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE43277T1 (de) * 1984-04-09 1989-06-15 Elektroniktechnologie Get Elektronische warn- und ueberwachungseinrichtung fuer handhabungsvorrichtungen.
US4555953A (en) * 1984-04-16 1985-12-03 Paolo Dario Composite, multifunctional tactile sensor
US5457368A (en) * 1993-03-09 1995-10-10 University Of Utah Research Foundation Mechanical/electrical displacement transducer
CA2026873C (en) * 1989-10-04 1997-06-17 Stephen C. Jacobsen Mechanical/electrical displacement transducer
US5539292A (en) * 1994-11-28 1996-07-23 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Capaciflector-guided mechanisms
JP2003071778A (ja) * 2001-09-05 2003-03-12 National Institute Of Advanced Industrial & Technology ロボットアーム用触覚センサー
US7679376B2 (en) * 2007-01-19 2010-03-16 Korea Institute Of Science And Technology Capacitive sensor for sensing tactile and proximity, and a sensing system using the same
ITTO20070779A1 (it) * 2007-11-05 2009-05-06 Fond Istituto Italiano Di T Ec Disposizione di sensori tattili e sistema sensoriale corrispondente
JP5162799B2 (ja) * 2008-05-30 2013-03-13 株式会社フジクラ 接近制御装置および接近センサ
KR20120063743A (ko) * 2010-12-08 2012-06-18 삼성전자주식회사 수술 로봇용 근접센서 및 그 동작 방법
DE102010063208A1 (de) * 2010-12-16 2012-06-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Sicherungseinrichtung für eine Handhabungsvorrichtung, Sicherungseinrichtung für eine Handhabungsvorrichtung und Handhabungsvorrichtung
FR2990020B1 (fr) * 2012-04-25 2014-05-16 Fogale Nanotech Dispositif de detection capacitive avec arrangement de pistes de liaison, et procede mettant en oeuvre un tel dispositif.
FR3004551A1 (fr) * 2013-04-15 2014-10-17 Fogale Nanotech Procede de detection capacitif multizone, dispositif et appareil mettant en oeuvre le procede
FR3005763B1 (fr) * 2013-05-17 2016-10-14 Fogale Nanotech Dispositif et procede d'interface de commande capacitive adapte a la mise en œuvre d'electrodes de mesures fortement resistives
FR3016039B1 (fr) * 2013-12-26 2017-02-10 European Aeronautic Defence & Space Co Eads France Systeme de detection d'impact pour dispositif robotique
BR112016028209A2 (pt) * 2014-06-23 2017-08-22 Microsoft Technology Licensing Llc sensor digitalizador com base capacitiva
AT516097B1 (de) * 2014-07-03 2016-09-15 Blue Danube Robotics Gmbh Schutzverfahren und Schutzvorrichtung für Handhabungsgerät
DE102014012563B4 (de) * 2014-08-04 2018-10-25 Abb Schweiz Ag Näherungssensorik für einen Roboter
DE102014218535A1 (de) * 2014-09-16 2016-03-17 Robert Bosch Gmbh Kapazitiver Sensor
DE102014014050B4 (de) * 2014-09-29 2017-08-03 gomtec GmbH Näherungssensoranordnung
US9501167B2 (en) * 2014-10-22 2016-11-22 Synaptics Incorporated Scanned piezoelectric touch sensor device
FR3032287B1 (fr) * 2015-02-04 2018-03-09 Quickstep Technologies Llc Dispositif de detection capacitif multicouches, et appareil comprenant le dispositif
TWI564128B (zh) * 2015-11-17 2017-01-01 和碩聯合科技股份有限公司 防撞偵測裝置、相應之控制方法及適用其之機械手臂
ITUA20163522A1 (it) * 2016-05-17 2017-11-17 Comau Spa "Copertura sensorizzata per un dispositivo industriale"

Also Published As

Publication number Publication date
US20200368924A1 (en) 2020-11-26
EP3664975A1 (fr) 2020-06-17
JP2020529933A (ja) 2020-10-15
FR3070022A1 (fr) 2019-02-15
WO2019030042A1 (fr) 2019-02-14
FR3070022B1 (fr) 2020-11-06
CN111065496A (zh) 2020-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20200039694A (ko) 로봇을 위한 용량성 케이싱 요소, 이러한 케이싱 요소와 함께 제공되는 로봇
WO2018012329A1 (ja) 近接触覚センサ
CN103026195B (zh) 压敏换能器组件和用于包括这种组件的系统的控制方法
US10298231B2 (en) Input device
US8161823B2 (en) Strain and displacement sensor and system and method for using the same
US20090200815A1 (en) Pressure sensor and robot hand system
CN109313007B (zh) 间隙传感器以及间隙测量方法
KR20190085173A (ko) 검출 표면과 관련하여 물체의 접근 및/또는 접촉, 및 압력을 검출하기 위한 장치 및 방법
CN110235090A (zh) 压敏触控笔
CN110249529A (zh) 用于相对于检测表面检测物体的接近和/或接触和压力的装置和方法
CN108291820A (zh) 以非接触方式确定测量物体的距离和/或位置的装置和方法
JP6147469B2 (ja) タッチセンサ
US12061222B2 (en) Detecting device and manufacturing method
KR102058809B1 (ko) 가드 전위를 기준으로 하는 벽들 및 용량성 감지 수단이 구비된 로봇
CN113490621B (zh) 加热和检测装置及其操作方法以及交通工具的方向盘
US10710252B2 (en) Robot equipped with capacitive detection means and item(s) referenced to a guard potential
KR101543779B1 (ko) 정전 용량 터치 인식 장치
US20230349724A1 (en) Displacement sensor assembly
US11775099B2 (en) Touch sensing module and electronic device including the same
NL2022058B1 (en) Method for producing an electron bath circuit for interaction with any of a touch screen and a sensor, as well as a passive tag for comprising said electron bath circuit.
JP2019045432A (ja) 設置自由度の高い静電容量型センサ
CN114816118A (zh) 压力触控面板及其制作方法
JP2021096202A (ja) センサシステム
KR20210076301A (ko) 힘 센서 및 상기 힘 센서를 제작하는 방법