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TACTILE SENSOR AND USE OF THE SAME

Foreign code F070001685
File No. F070001685
Posted date Sep 14, 2007
Country WIPO
International application number 2005JP011075
International publication number WO 2006/030570
Date of international filing Jun 16, 2005
Date of international publication Mar 23, 2006
Priority data
  • P2004-267382 (Sep 14, 2004) JP
Title TACTILE SENSOR AND USE OF THE SAME
Abstract A tactile sensor (10) capable of simply and accurately estimating allowancefor sliding. The tactile sensor (10) has a sensing section (1) having an elasticbody (1a) at a portion in contact with an object (5) to be measured, an image acquisitionsection (2) for acquiring the condition of a contact surface (1b), at which theobject (5) and the elastic body (1a) are in contact, before and after an externalforce is applied in a tangential direction to the contact surface (1b), a deformationanalysis section (7) for analyzing information on deformation of the contactsurface (1b) based on the image information acquired by the image acquisitionsection(2), an external force detection section (3) for detecting an external forceapplied in the tangential direction to the contact surface (1b), and an estimationsection (8) for estimating allowance for sliding between the object (5) and theelastic body (1a), the estimation being made based on the information on deformationof the contact surface (1b) obtained by the deformation analysis section (7),the external force detected by the external force detection section (3), andthe object constant of the elastic body (1a).
Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】測定対象物と接触する部位に弾性体を有する感知手段と、上記測定対象物と弾性体との接触面に対して、接線方向に外力が印加される前後において、上記接触面の状態を画像情報として取得する画像取得手段と、上記画像取得手段によって得られた画像情報に基づき、上記接触面の変形情報を解析する変形解析手段と、上記変形解析手段によって得られる接触面の変形情報、及び上記接触面に対して接線方向に印加される外力、並びに上記弾性体の物体定数に基づいて、上記測定対象物と弾性体との間の滑り余裕を推定する推定手段と、を備えることを特徴とする触覚センサ。

【請求項2】測定対象物と接触する部位に弾性体を有する感知手段と、上記測定対象物と弾性体との接触面に対して接線方向に外力が印加される前における、上記接触面の中心位置が常に所定の位置に来るように設定されており、かつ、上記設定された状態にて、上記接触面に対して接線方向に外力が印加された後の、上記接触面の状態を画像情報として取得する画像取得手段と、上記画像取得手段によって得られた画像情報に基づき、上記接触面の変形情報を解析する変形解析手段と、上記変形解析手段によって得られる接触面の変形情報、及び上記接触面に対して接線方向に印加される外力、並びに上記弾性体の物体定数に基づいて、上記測定対象物と弾性体との間の滑り余裕を推定する推定手段と、を備えることを特徴とする触覚センサ。

【請求項3】さらに、上記接触面に対して、接線方向に印加される外力を検出する外力検出手段を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の触覚センサ。

【請求項4】上記弾性体は、測定対象物と円周部分で接触する略半球状であり、上記変形解析手段は、上記画像取得手段によって得られた画像情報に基づき、上記接触面の半径を算出する半径算出部と、上記画像取得手段によって得られた画像情報に基づき、上記接触面に対して、接線方向に外力が加わる場合に生じる、上記接触面の相対変位を算出する相対変位算出部と、を備えており、上記推定手段は、上記変形解析手段によって得られる接触面の半径、相対変位、及び上記外力検出手段によって検出される外力、並びに上記弾性体の物体定数から、ヘルツ接触を仮定した計算式を用いて、滑り余裕を推定するものであることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の触覚センサ。

【請求項5】上記弾性体の表面には、上記画像取得手段が、上記接触面に対して接線方向に外力が印加される前の状態における上記接触面の中心位置を明確に認識できる特徴図形が形成されていることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の触覚センサ。

【請求項6】上記弾性体は透明であり、上記画像取得手段は、上記弾性体における、測定対象物と接触する側の面の裏側に設けられていることを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の触覚センサ。

【請求項7】さらに、上記推定手段によって推定された滑り余裕に基づき、上記測定対象物と弾性体との間の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段を備えることを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の触覚センサ。

【請求項8】請求項1~7のいずれか1項に記載の触覚センサを備えることを特徴とする摩擦検査装置。

【請求項9】上記触覚センサにおける弾性体が検査対象物と接触できるように、上記触覚センサが筒状筐体に搭載されていることを特徴とする請求項8に記載の摩擦検査装置。

【請求項10】請求項1~7のいずれか1項に記載の触覚センサを備えることを特徴とする把持装置。

【請求項11】上記把持装置は、上記搭載した触覚センサの弾性体と把持対象物とが接触して、当該把持対象物を把持する際に、上記触覚センサの弾性体と上記把持対象物との接触面における滑り余裕が減少する場合は把持力を増強し、また上記触覚センサの弾性体と上記把持対象物との接触面における滑り余裕が増加する場合は把持力を低減させて、所定の滑り余裕を保つように把持力を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項10に記載の把持装置。

【請求項12】上記把持装置がロボットハンドであることを特徴とする請求項10又は11に記載の把持装置。

【請求項13】測定対象物に対して弾性体を接触させる接触工程と、上記接触工程における、上記測定対象物と弾性体との接触面の状態を画像情報として取得する第1の画像取得工程と、上記接触面に対して、接線方向に外力を加える外力印加工程と、上記外力印加工程によって印加された外力によって、上記接触面に生じる変形の状態を画像情報として取得する第2の画像取得工程と、上記第1の画像取得工程及び第2の画像取得工程によって得られた画像情報に基づき、上記接触面の変形情報を解析する変形解析工程と、上記変形解析工程によって得られる接触面の変形情報、及び上記外力印加工程にて印加した外力、並びに上記弾性体の物体定数に基づいて、上記測定対象物と弾性体との間の滑り余裕を推定する推定工程と、を含むことを特徴とする滑り余裕計測方法。

【請求項14】上記弾性体は、測定対象物と円周部分で接触する略半球状であり、上記変形解析工程は、上記第1及び/又は第2の画像取得工程によって得られた画像情報に基づき、上記測定対象物と弾性体との接触面の半径を算出する半径算出工程と、上記第1及び/又は第2の画像取得工程によって得られた画像情報に基づき、上記弾性体に、上記測定対象物と弾性体との接触面の接線方向に力が加わる場合に、測定対象物と弾性体との接触面の相対変位を算出する相対変位算出工程と、を含んでおり、上記推定工程は、上記変形解析工程によって得られる接触面の半径、相対変位、及び上記外力印加工程にて印加した外力、並びに上記弾性体の物体定数から、ヘルツ接触を仮定した計算式を用いて、滑り余裕を推定する工程であることを特徴とする請求項13に記載の滑り余裕計測方法。

【請求項15】測定対象物に対して弾性体を接触させる接触工程と、上記接触面に対して、接線方向に外力を加える外力印加工程と、上記外力印加工程によって印加された外力によって、上記接触面に生じる変形の状態を画像情報として取得する画像取得工程と、上記画像取得工程によって得られた画像情報に基づき、上記接触面の変形情報を解析する変形解析工程と、上記変形解析工程によって得られる接触面の変形情報、及び上記外力印加工程にて印加した外力、並びに上記弾性体の物体定数に基づいて、上記測定対象物と弾性体との間の滑り余裕を推定する推定工程と、を含み、上記画像取得工程は、上記測定対象物と弾性体との接触面に対して接線方向に外力が印加される前における、上記接触面の中心位置が常に所定の位置に来るように設定されており、かつ、上記設定された状態にて、上記接触面に対して接線方向に外力が印加された後の、上記接触面の状態を画像情報として取得する画像取得手段を用いるものであることを特徴とする滑り余裕計測方法。

【請求項16】上記弾性体は、測定対象物と円周部分で接触する略半球状であり、上記変形解析工程は、上記画像取得工程によって得られた画像情報に基づき、上記測定対象物と弾性体との接触面の半径を算出する半径算出工程と、上記画像取得工程によって得られた画像情報と、予め設定された、上記外力が印加される前における上記接触面の中心位置の座標情報とに基づき、上記弾性体に、上記測定対象物と弾性体との接触面の接線方向に力が加わる場合に、測定対象物と弾性体との接触面の相対変位を算出する相対変位算出工程と、を含んでおり、上記推定工程は、上記変形解析工程によって得られる接触面の半径、相対変位、及び上記外力印加工程にて印加した外力、並びに上記弾性体の物体定数から、ヘルツ接触を仮定した計算式を用いて、滑り余裕を推定する工程であることを特徴とする請求項15に記載の滑り余裕計測方法。

【請求項17】さらに、上記外力印加工程にて印加した外力を検出する外力検出工程を含み、上記推定工程では、上記外力印加工程にて印加した外力として、上記外力検出工程により検出される外力を用いることを特徴とする請求項13~16のいずれか1項に記載の滑り余裕計測方法。

【請求項18】上記弾性体は透明であり、上記画像取得工程は、上記弾性体における、測定対象物と接触する側の面の裏面側に設けられている画像取得手段を用いて、画像情報を取得する工程であることを特徴とする請求項13~17のいずれか1項に記載の滑り余裕計測方法。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • National University Corporation Nara Institute Of Science And Technology
  • Inventor
  • Ueda, Jun
  • Ishida, Yutaka
  • Ogasawara, Tsukasa
IPC(International Patent Classification)
Specified countries AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BE BF BG BJ BR BW BY BZ CA CF CG CH CI CM CN CO CR CU CY CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI FR GA GB GD GE GH GM GN GQ GR GW HR HU ID IE IL IN IS IT JP KE KG KM KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MC MD MG MK ML MN MR MW MX MZ NA NE NG NI NL NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SI SK SL SM SN SY SZ TD TG TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW
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