TOP > 国内特許検索 > 触覚センサ

触覚センサ

国内特許コード P160012687
整理番号 P12-055
掲載日 2016年1月6日
出願番号 特願2015-162365
公開番号 特開2017-040555
出願日 平成27年8月20日(2015.8.20)
公開日 平成29年2月23日(2017.2.23)
発明者
  • 渡邊 哲陽
  • 米山 猛
  • 香川 博之
  • 岩井 貴宣
  • 小山 稔生
出願人
  • 国立大学法人金沢大学
発明の名称 触覚センサ
発明の概要 【課題】被接触物の特性を測定でき、使い捨て可能で且つ被接触物への過度の負荷を防止できる触覚センサを提供する。
【解決手段】ヘッド部12、ヘッド部12からのびる棒状部材13、被接触物に接触した後のヘッド部12及び棒状部材13を一定範囲内で変位可能に保持する保持部11、ヘッド部、棒状部材及び保持部からなる本体部10を一体的に被接触物側に移動させる移動手段、被接触物を弾性変形させている間の棒状部材の端部の面積と、弾性変形させる前の棒状部材の端部の面積との差分を計測する差分計測手段、移動手段による本体部の移動を規制するストッパー40、移動が規制された規制タイミングを検出する規制タイミング検出手段を備える。外力-差分テーブルを参照することで、規制タイミングの時点での前記差分に基いてその時点でヘッド部から被接触物に対して作用している3軸方向の外力を算出する。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要


被接触物に触れた際の力の大きさ等を測定する触覚センサの開発が進められている。
例えば特許文献1の光学式触覚センサは、半球状の弾性体の表面に格子状の模様を描いておき、弾性体が被接触物に接触した際の格子模様の変化の度合いをカメラで撮影し、接触時の力の大きさを測定する仕組みになっている。
また、特許文献2の光学式触覚センサは、弾性体内に複数の着色層を積み重ねておき、当該弾性体が被接触物に接触した際の各着色層の変化の度合いをカメラで撮影し、接触時の力の大きさを測定する仕組みになっている。

産業上の利用分野


本発明は触覚センサに関し、特に被接触物の特性を測定でき、使い捨て可能で且つ被接触物への過度の負荷を防止できる触覚センサに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
弾性体の被接触物に接触して当該被接触物を弾性変形させるヘッド部と、
前記ヘッド部からのびる棒状部材と、
被接触物に接触した後のヘッド部及び棒状部材を互いに直交するX,Y及びZ軸の3軸方向に一定範囲内で変位可能に保持する保持部と、
前記ヘッド部、棒状部材及び保持部からなる本体部を一体的に被接触物側に移動させる移動手段と、
被接触物を弾性変形させている間の棒状部材の端部の面積Aと、弾性変形させる前の棒状部材の端部の面積A0との差分(A - A0)を計測する差分計測手段と、
移動手段による本体部の移動を規制するストッパーと、
前記ストッパーにより本体部の移動が規制された規制タイミングtを検出する規制タイミング検出手段とを少なくとも備えており、
前記ヘッド部に作用する外力Fと前記差分(A - A0)との関係を表した外力-差分テーブルを参照することで、前記規制タイミングtの時点での差分(A - A0)に基いてその時点でヘッド部から被接触物に対して作用している3軸方向の外力Ftを算出することを特徴とする触覚センサ。


【請求項2】
前記移動手段が、前記本体部を被接触物側に一定距離ずつ移動させていくものであり、
前記規制タイミング検出手段が、前記一定距離の移動量に対する差分(A - A0)の変化割合を計測し、当該変化割合が小さくなったタイミングを、前記ストッパーにより本体部の移動が規制された規制タイミングtとして検出することを特徴とする請求項1に記載の触覚センサ。


【請求項3】
前記規制タイミング検出手段が、
前記ヘッド部の後方から前方に向かって光を照射する光照射手段と、
前記照射光が被接触物に当たって反射した反射光の光強度を検出するセンサとを備えており、
前記反射光の光強度が変化しなくなったタイミングを、前記ストッパーによりヘッド部の移動が規制された規制タイミングtとして検出することを特徴とする請求項1に記載の触覚センサ。


【請求項4】
更に、ヘッド部及び棒状部材の変位長さLと前記差分(A - A0)との関係を表した変位長さ-差分テーブルを参照することで、前記規制タイミングtの時点での差分(A - A0)に基いてその時点での前記ヘッド部による前記被接触物への押し込み長さLtを算出し、
被接触物の剛性( Ft / Lt )を算出することを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の触覚センサ。


【請求項5】
前記ヘッド部に作用する外力Fと前記差分(A - A0)との関係を表した外力-差分テーブルを参照することで、前記規制タイミングtの時点での差分(A - A0)に基いてその時点でヘッド部から被接触物に対して作用しているz軸方向の外力Ftを算出すると共に、前記規制タイミングtから一定時間Tが経過した時点での差分(A - A0)に基いてその時点でヘッド部から被接触物に対して作用しているz軸方向の外力FTを算出し、これら外力Ft,FT及び時間Tに基いて前記被接触物の粘弾性を測定することを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の触覚センサ。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2015162365thum.jpg
(有)金沢大学ティ・エル・オーは、金沢大学の研究者の出願特許を産業界へ技術移転することを主目的として、金沢大学の教官の出資により設立された技術移転機関です。
ご興味のある方は、下記「問合せ先」へ整理番号と共にご連絡願います。
なお、既に活用のお申し込み・お打合わせ等の段階に入っている場合もございますので、予めご承知おきください。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close