复合型传感器及机械手制造技术

一种复合型传感器（２０），由触觉传感器（２１）和接近感觉传感器（２２）构成。触觉传感器（２１）包括覆盖指尖部（８ｃ）的可挠性的感压片（３１），该感压片（３１）包括：由可挠性的导电性材料形成的表面膜（３３）和背面膜（３４）；以电连接的状态夹在所述表面膜（３３）与所述背面膜（３４）之间的、由感压导电性橡胶形成的中间膜（３５）；以及形成于表面膜和背面膜的第一电极端子（３６）～第四电极端子（３９），根据它们的端子电压，能检测出作用于感压片（３１）的负载的大小、负载的中心位置。在感压片（３１）中形成有通孔（３２），接近感觉传感器（２２）的感应面从通孔（３２）露出，能检测出把持物体（５４）的接近。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种包括多个传感器的复合型传感器，上述传感器含有触觉传感器， 特别地，本专利技术涉及一种适合安装于机械手的指尖面的复合型传感器，上述机械手进行物 体的把持动作等。此外，本专利技术涉及一种包括复合型传感器的机械手。
技术介绍
在把持物体的机械手中，需要用于确认把持对象的物体位置的视觉功能、用于确 认对把持对象的物体已把持的触觉功能。视觉和触觉是相互辅助的感觉，视觉推定大范围 的状况，触觉确认局部的状况。用于对机械手提供视觉功能和触觉功能的复合型传感器在 以下的专利文献中已公开。在专利文献1 (日本专利特开昭60-6M96号公报)中公开了将接触感觉、按压感 觉、接近感觉复合化了的触觉传感器。此中公开的触觉传感器包括透光性的可挠性板状 部；设于可挠性板状部的一面，仅能感应来自前面的光的受光部；以及从受光部的背面照 射可挠性板状部的发光部，受光部收到从发光部射出并被测定对象物体反射后的反射光， 并在受光部根据收到的光的强度，检测出测定对象物体与板状部靠近、测定对象物体与板 状部接触及此时的压力。在专利文献2(日本专利特开昭63-238502号公报)中公开有下述接近感觉、触 觉传感器，该传感器安装于机器人的机械手(manipulator)的表面，从而能检测到机械手 与障碍物等其他物体接近、例如接近到大致20cm以内的情况，以及机械手与物体接触的情 况。此中公开的接近感觉、触觉传感器中，将电极安装于片状的感压导电橡胶的两面，通过 对感压导电橡胶的对地电容进行测定，来检测出物体的接近，通过对感压导电橡胶的电阻 进行测定，来检测出物体的接触。另一方面，作为触觉传感器，本申请专利技术人中的一位提出有能检测作用于检测面 的负载的大小及作用于检测面的负载的中心位置(重心位置)的传感器。即，在专利文献 3(日本专利特开昭60-35602号公报)中，提出有用于检测作用于检测面的负载的大小及负 载的二维重心位置的面压力数据的检测方法。在专利文献4(日本专利特公平06-58239号 公报)中，提出有使用片状的触觉传感器能检测滑动感觉的滑动感觉传感器。此外，在专利 文献5(W02007/0694U)中，提出有由可挠性片形成的二维分布负载中心位置检测传感器。专利文献1 日本专利特开昭60-6M96号公报专利文献2 日本专利特开昭63-238502号公报专利文献3 日本专利特公昭60-35602号公报专利文献4 日本专利特公平06-58239号公报专利文献5 国际公开第2007/069412号册子
技术实现思路
作为用于对机械手等提供视觉功能和触觉功能的复合型传感器，当使用专利文献1中公开的传感器时，需要使用透光性的可挠性构件，当使用专利文献2中公开的传感器 时，需要测定感压导电橡胶的电容。本专利技术的技术问题在于提供一种利用比以往的复合型传感器简单的结构能检测 出物体的接近和接触的复合型传感器。此外，本专利技术的技术问题在于提供一种利用比以往的复合型传感器简单的结构能 检测出物体的物理特性和物体的接触的复合型传感器。除此之外，本专利技术的技术问题在于提供一种利用片状的触觉传感器、通过简单的 结构、能检测出物体的接近和接触位置的复合型传感器，上述片状的触觉传感器由本申请 专利技术人中的一位提出，能检测作用于检测面的负载的大小和作用于检测面的负载的重心位置。另一方面，本专利技术的技术问题在于提供一种包括新专利技术的复合型传感器的机械手。为解决上述技术问题，本专利技术的复合型传感器的特征是，包括具有检测表面的传感器装设零件；装设于上述传感器装设零件，具有用于检测物体与上述传感器装设零件的上述检 测表面接触的感压片的触觉传感器；以及装设于上述传感器装设零件的辅助传感器，上述检测表面由上述触觉传感器的上述感压片的表面、将上述感压片的一部分切 成沿厚度方向贯穿状态而形成的片除去部、从该片除去部露出的上述辅助传感器的传感器 感应面形成。在本专利技术的复合型传感器中，检测表面由触觉传感器的感压片表面、从形成于该 感压片的片除去部露出的辅助传感器的传感器感应面形成。利用辅助传感器能检测出物体 与检测表面接近的情况、接近的物体的物理特性等，利用触觉传感器能检测出物体与检测 表面接触。在此，本专利技术的复合型传感器中使用的上述触觉传感器的上述感压片的特征是， 包括由可挠性的导电性材料形成的表面膜；由可挠性的导电性材料形成的背面膜；以电导通的状态夹在上述表面膜与上述背面膜之间，由根据作用于厚度方向的负 载的大小而导电特性发生变化的可挠性的感压导电性材料形成的中间膜；形成于上述表面膜的面方向两端的第一电极端子和第二电极端子；以及形成于上述背面膜的面方向两端的第三电极端子和第四电极端子，在隔着上述中间膜的上述表面膜与上述背面膜之间保持规定的电位差的状态下， 根据从上述第一电极端子至上述第四电极端子获得的端子电压，能检测出作用于上述检测 表面的负载的大小和该负载的重心位置中的至少一个。可以确认，因形成于感压片的片除去部引起的触觉传感器的检测精度的降低是轻 微的。因此，通过在感压片上形成通孔等片除去部这样简单的结构，能形成复合型传感器， 并能利用触觉传感器高精度地检测出作用于检测表面的物体的负载的大小和其重心位置。本专利技术的复合型传感器的特征是，上述辅助传感器是检测出物体接近上述传感器装设零件的上述检测表面的接近感觉传感器。作为接近感觉传感器，能使用光学式传感器、 超声波传感器等。此外，上述辅助传感器也能使用检测出与上述检测表面接近或接触的物体的光学 特性、温度特性等物理特性的传感器。另外，对辅助传感器也能使用触觉传感器。在本专利技术的复合型传感器中，上述片除去部是形成于上述感压片的通孔。通孔的 形状一般形成圆形即可，但也能形成三角形、正方形等多边形或其他任意形状。在此，也可在感压片上的与上述感压片的上述片除去部不同的位置形成第二片除 去部，使上述辅助传感器的传感器感应面以外的部位从上述第二片除去部露出。例如，能 使被感压片覆盖的传感器装设零件的表面部分露出，并将螺钉等紧固零件安装于该表面部 分。若采用上述结构，则例如不用将感压片拆下，就能接触到紧固零件，并能进行紧固零件 的安装、拆下等。接着，在本专利技术的复合型传感器中，也能采用下述结构作为上述辅助传感器具有 多个相同种类或不同种类的辅助传感器，在上述感压片上形成有多处上述片除去部，一个 或多个上述辅助传感器的传感器感应面从各片除去部露出。例如，若预先以使作为辅助传感器的光学式接近感觉传感器的各个传感器感应面 从各片除去部露出的方式配置，则能检测出物体与检测表面的各部位的接近。此外，若使光 学式接近感觉传感器的传感器感应面从一部分片除去部露出，使例如温度传感器的传感器 感应面从剩下的片除去部露出，则能检测出物体的接近和接近的物体的温度。接着，本专利技术的具有指机构(该指机构包括物体把持面)的机械手的特征是，具有如上构成的复合型传感器，利用上述复合型传感器的上述检测表面形成上述物体把持面的至少一部分。在本专利技术的机械手中，利用该物体把持面的检测表面，能检测出把持对象的物体 的接近程度和接触。因此，能不伴随冲击地对把持对象的物体进行把持，能实现不会使诸如 柔软的物体、鸡蛋等易损坏的物体变形或损坏地把持的机械手。在此，在机械手的上述指机构采用包括指根部、经由关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合型传感器，其特征在于，包括：　　具有检测表面的传感器装设零件；　　装设于所述传感器装设零件，具有用于检测物体与所述传感器装设零件的所述检测表面接触的感压片的触觉传感器；以及　　装设于所述传感器装设零件的辅助传感器，　　所述检测表面由所述触觉传感器的所述感压片的表面、将所述感压片的一部分切成沿厚度方向贯穿状态而形成的片除去部、从该片除去部露出的所述辅助传感器的传感器感应面来规定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：小山顺二，下条诚，沟口善智，
申请(专利权)人：谐波传动系统有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]