检测装置以及传感器的校准方法制造方法及图纸

本发明专利技术的检测装置12具备确定来自被施加外力时的力传感器11的输出值和外力的大小的关系式的校准单元14。关系式由包括预定的参数并能够根据作为外力未进行作用的非接触时的输出值的偏置值来根据实际的输出值计算外力的大小的公式构成。校准单元14具备导出根据偏置值求出参数值的函数的函数导出部17以及使用函数决定参数值的参数值决定部18。在函数导出部17中，根据施加了已知的外力时的输出值和之前阶段的偏置值来生成函数，在参数值决定部18中，根据在力传感器11被配置到测定外力的预定部位的状态下取得的偏置值，求出参数值。求出参数值。求出参数值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】检测装置以及传感器的校准方法


[0001]本专利技术涉及检测装置以及传感器的校准方法，更详细而言涉及变换来自被施加预定的外力时的传感器的输出值来检测外力的大小、由该外力引起的位移等物理量并且使该物理量与所述输出值相对应的检测装置以及传感器的校准方法。

技术介绍

[0002]在与人类共存的同时进行预定的作业的机器人中，设置有在存在于机器人的周围的环境中的人、物接触到机器人时检测作用于该接触部分的按压力、剪切力等外力的触觉传感器，根据来自包括该触觉传感器的各种传感器的检测值，进行机器人的动作控制。作为该触觉传感器，作为一个例子，已知利用由外力的作用引起的磁场的变化的磁式的触觉传感器。该磁式的触觉传感器具备外力进行作用的表面的弹性体、固定于其内部的磁铁以及探测由磁铁产生的磁场的状态的磁传感器。
[0003]为了高精度地进行机器人的动作控制，需要在机器人的表面规则性地配置许多的触觉传感器并从各触觉传感器取得检测值，但这些各触觉传感器无法原样地根据得到的电信号来掌握实际上所作用的外力的大小。因此，需要在使用前的初始状态下使已知的大小的外力作用于触觉传感器并求出与此时得到的电信号对应的输出值和外力的大小的关系的校准(校正)作业。在该作业时，例如，通过使用如专利文献1记载的试验装置针对触觉传感器在正交3轴方向上的力分量和绕该3轴的力矩分量这6个方向上施加已知的外力来进行校准。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2011
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112414号公报

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的问题
[0008]上述磁式的触觉传感器在相同产品之间在安装于弹性体内部的磁铁的位置可能产生稍微的偏差。因此，为了提高作用于机器人的外力的测定精度，需要针对安装于机器人的许多的触觉传感器中的每一个进行校准，存在在校准作业中花费过多时间这样的不便。另外，例如，在将触觉传感器配置到机器人的指尖等曲面状的预定部位的情况下，由于由该配置引起的弹性体的稍微的变形等，存在外力未作用于弹性体的无负荷状态下的磁铁的位置发生偏移的可能性。因此，为了提高外力的测定精度，需要在将触觉传感器配置到所述预定部位的状态下，针对配置于所述预定部位的所有触觉传感器中的每一个进行校准。然而，在使用专利文献1的试验装置的情况下，必须将触觉传感器载置到平面状的载置台，难以实际上将配置于预定部位的状态下的触觉传感器设置到试验装置，在校准作业中花费时间，而且根据触觉传感器的配置状态，还存在无法设置到所述试验装置这样的问题。因此，在以往，在以这种方式改变了姿势的状态下配置许多的触觉传感器的情况下，产生校准作业变
得繁杂这样的不便。
[0009]本专利技术是着眼于以上的课题而提出的，其目的在于提供一种即使在将触觉传感器等检测与外力的作用相伴的物理量的传感器在表面形状不同的预定部位配置许多的情况下也能够迅速并且准确地进行各传感器的校准作业的检测装置以及传感器的校准方法。
[0010]解决课题的手段
[0011]为了达成所述目的，本专利技术主要采用以下结构：一种检测装置，通过来自被施加预定的外力时的传感器的输出值和与所述外力的作用相伴的物理量的关系式，根据所述输出值检测所述物理量的测定值，在所述检测装置中，具备在使所述输出值与所述物理量相对应的校准时确定所述关系式的校准单元，所述关系式由包括预定的参数并能够根据作为外力未进行作用的非接触时的所述传感器的输出值的偏置值来根据所述输出值计算所述物理量的公式构成，所述校准单元具备：函数导出部，导出用于根据所述偏置值求出作为所述参数的决定值的参数值的函数；以及参数值决定部，根据所述函数决定所述参数值，在所述函数导出部中，根据在施加了预先判明大小的已知的外力时得到的所述输出值和在之前阶段中取得的所述偏置值来生成所述函数，在所述参数值决定部中，根据在所述传感器被配置到测定所述外力的预定部位的状态下取得的所述偏置值，通过所述函数求出所述参数值。
[0012]另外，本专利技术采用以下手法：一种传感器的校准方法，使来自被施加预定的外力时的传感器的输出值和与该外力的作用相伴的物理量相对应，在所述传感器的校准方法中，在求出由包括预定的参数并能够根据作为外力未进行作用的非接触时的所述传感器的输出值的偏置值来根据所述输出值计算所述物理量的公式构成的关系式时，依次进行：第1步骤，对所述传感器施加预先判明大小的已知的外力，根据此时得到的所述输出值和事先测定的所述偏置值，导出表示所述参数值和所述偏置值的关系的函数；以及第2步骤，在所述物理量的测定之前重新测定所述偏置值，根据该偏置值通过所述函数求出所述参数值。
[0013]专利技术的效果
[0014]根据本专利技术，首先，通过对传感器施加已知的外力，使用作为无负荷状态下的传感器的输出值的偏置值，求出构成表示来自传感器的输出值和与外力的作用相伴的物理量的关系的关系式的参数值和偏置值的函数。之后，通过在将传感器配置到具有曲面的预定部位的状态下重新测定偏置值，决定所述参数值并确定所述关系式。然后，通过所确定的关系式，根据来自传感器的输出值检测所述物理量。因此，施加已知的外力的事先作业以能够决定所述函数的程度的数量进行即可，无需针对配置于预定部位的许多的力传感器的全部来进行。另外，在将传感器配置到预定部位之后，仅通过测定这些所有传感器各自的偏置值，根据所述函数分别求出各传感器中的参数值，自动地确定各传感器中的所述关系式。根据以上，即使在传感器在表面形状不同的预定部位被配置许多的情况下，也能够迅速并且准确地进行各传感器的校准作业。
附图说明
[0015]图1是示出包括本专利技术所涉及的检测装置的力测定系统的概略结构的框图。
[0016]图2是将力传感器配置于表面的机器手的示意图。
具体实施方式
[0017]以下，参照附图来说明本专利技术的实施方式。
[0018]在图1中，示出表示包括本专利技术所涉及的检测装置的力测定系统的概略结构的框图。在该图中，所述力测定系统10包括输出与所作用的外力的大小对应的电信号的力传感器11(传感器)以及通过将来自力传感器11的输出值变换处理为外力的大小来检测外力的测定值的检测装置12。
[0019]作为本实施方式中的力传感器11，没有特别限定，使用利用由外力的作用引起的磁场的变化的磁式的触觉传感器，如图2例示的那样，相同规格的触觉传感器在机器手H的手的平侧的表面被规则性地配置许多。
[0020]虽然图示省略，但该力传感器11成为在对在内部设置有磁铁的柔软的弹性体施加外力时利用磁检测元件检测由于伴随弹性体的变形而磁铁进行位移引起的磁场的变化并将与该磁场的大小对应的电信号作为输出值的公知的结构。在该力传感器11中，能够根据所作用的外力的大小来取得传感器基准的预定的正交3轴方向上的磁检测元件的输出值。此外，在本专利技术中，并未将磁检测元件的输出方向限定于正交3轴方向，能够对1轴方向以上的输出值应用后述手法。
[0021]所述检测装置12由预定的处理电路以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种检测装置，通过来自被施加预定的外力时的传感器的输出值和与所述外力的作用相伴的物理量的关系式，根据所述输出值检测所述物理量的测定值，其特征在于，所述检测装置具备在使所述输出值与所述物理量相对应的校准时确定所述关系式的校准单元，所述关系式由包括预定的参数并能够根据作为外力未进行作用的非接触时的所述传感器的输出值的偏置值来根据所述输出值计算所述物理量的公式构成，所述校准单元具备：函数导出部，导出用于根据所述偏置值求出作为所述参数的决定值的参数值的函数；以及参数值决定部，根据所述函数决定所述参数值，在所述函数导出部中，根据在施加了预先判明大小的已知的外力时得到的所述输出值和在之前阶段中取得的所述偏置值来生成所述函数，在所述参数值决定部中，根据在所述传感器被配置到测定所述外力的预定部位的状态下取得的所述偏置值，通过所述函数求出所述参数值。2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述关系式是根据在从所述输出值减去所述偏置值之后乘以所述参数值而得到的值来求出所述物理量的公式。3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，每隔恒定时间取得所述非接触时的多个所述输出值，所述偏置值被设为这些值的平均值。4.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，在所述函数导出部中，对从同种的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：XELAROBOTICS株式会社，
类型：发明
国别省市：