[发明专利]片状触觉传感器系统

说明书

技术领域

本发明涉及例如安装在机器人的表面部(例如，手部或整个身体表面)上并检测与对象物的接触的片状触觉传感器系统。

背景技术

类人机器人地开发正在进行。

类人机器人被要求进行与人接触或者自主地回避障碍物或者抓持对象物进行移动等的高水平的动作。

这样的动作需要触觉，因此近年来，在机器人的手部或机器人的整个身体表面上设置触觉传感器的研究正在进行(例如，专利文献1、专利文献2)。

机器人所被要求的动作，例如有抓住物体这样的动作。

图18是示出机器人10的手部12将物13举起的情形的图。

在图18中，在机器人10的手部12上设置有检测与对象物13的接触的接触传感器单元14。

机器人10通过基于由接触传感器单元14检测到的接触力的反馈控制而以适当的力将对象物13抓住并举起。

作为在机器人10的手部12与对象物13之间作用的力，具有垂直于机器人10的手部12的把持面作用的垂直应力、以及在机器人10的手部12的表面的切线方向上作用的剪切力(偏移应力、切线应力)。

当检测垂直应力时，使用检测在垂直方向上作用的力的已有的力检测传感器即可。

另一方面，检测剪切力不一定很简单。

在此，在专利文献1中，如图19所示，公开了检测来自物体的剪切力的传感器单元14。

专利文献1中公开的传感器单元14如下构成。

传感器单元14具有：从物体受到剪切力而变形的变形部件31、以及内置在变形构件31中的变形传感器32。

变形传感器32具有：作为悬臂被垂直立起的平板32a、以及被粘贴在该平板32a上的变形测量器32b。

若在变形构件31的表面上作用剪切力(切线应力)，变形部件31就变形。

响应于该变形，悬臂32a也变形。

通过使用变形测量器32b检测此时的悬臂32a的变形量，来检测作用于变形构件31的表面的剪切力。

另外，专利文献2公开了触觉传感器装置20，如图20所示，该触觉传感器装置具有将从基部16经由铰链垂直立起的悬臂41内置在由硅构成的弹性体42中的构造。

的确，如果像专利文献1和专利文献2那样将立起的悬臂内置在变形部件中，则能够检测出作用于变形构件上的剪切力。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利文献特开2008-281403号公报

专利文献2：日本专利文献特开2006-208248号公报

发明内容

本发明要解决的问题

然而，例如在如专利文献2那样的单侧支撑梁的悬臂41的情况下，存在下述问题：如果静电引力超过恢复力，就会发生作为感应部的单侧支撑梁电极由于吸合(pull-in)而粘附的故障。

在制造时或安装时，这种由吸合引起的故障容易发生。

另外，在如专利文献1那样的结构的情况下，需要将作为悬臂的平板32a在变形部件31中朝向预定方向并垂直立起。

可以预见到这在制造时会相当困难。

如果在制造时悬臂32a躺下或者未朝向预定方向，检测分辨率和检测精度就会极其变差，难以保证产品质量。

另外，在考虑将触觉传感器系统安装在机器人10的表面上的情况下，机器人10的表面上存在曲面或凹凸。

如果想要在这样的位置安装悬臂式传感器单元，随着变形构件的变形，悬臂电极会发生弯曲。

从而，诸如会发生在安装时使悬臂维持躺下的状态等等，难以在维持适当的状态下安装到机器人表面上，

若是专利文献1、2公开的现有技术的传感器装置的构成，则不适合作为安装在机器人的手部或整个身体表面上的触觉传感器系统，并且是不现实的。

用于解决问题的技术手段

本发明的片状触觉传感器系统的特征在于，包括：

多个垂直应力检测传感器单元，每个所述垂直应力检测传感器单元能够检测垂直应力；以及

片层部，所述片层部包括被层叠的三个片层，并且所述片层部通过与对象物接触而变形并将该接触力传递至所述垂直应力检测单元；

所述片层部具有：

外部片层部，所述外部片层部构成外表面；

力检测片层部，所述力检测片层部内置所述垂直应力检测单元或者紧接在所述垂直应力检测单元的上方配置；以及

介质层，所述介质层被夹在所述外部片层部与所述力检测片层部之间，并且将来自所述外部片层部的作用力传递至所述力检测片层部；