[发明专利]压敏传感器，抓取装置和机器人

说明书

抓取装置18设置在组装机器人2的臂的前端。抓取装置18具有能够打开和闭合的一对抓取器20，22。压敏传感器24设置在每个抓取器20，22的与部件4接触的一侧上。压敏传感器24具有构成一对电极的第一电极和第二电极以及设置在该一对电极之间的由橡胶和橡胶组合物形成的中间层。中间层通过与物体(部件4)接触而变形产生电。中间层的与物体接触的一侧经受表面改性处理并且具有比相反侧更高的硬度。

技术领域

本发明涉及压敏传感器，抓取装置和机器人。

背景技术

例如，设置在机器人手中的抓取装置设置有压敏传感器，以抓取诸如形状、硬度、表面特性和重量等特征不同的待抓取物体(目标物体)而不会破坏要抓取的物体。

从压敏传感器的输出信号实时检测抓取状态，以控制抓取力(接触压力)，移动速度等。近年来，为了精确地处理各种要抓取的物体，作为能够提供与人类手指尖相当的感觉(例如压力感和滑动感)的触觉传感器，对灵敏度有需要。

例如，已知一种压敏传感器，其中诸如碳的导电粒子分散在橡胶材料中，并且其被构造为随着导电粒子与施加的压力的接触状态的变化基于力和电阻值之间的关系来获取施加的电流的变化。

具有这样的构造的压敏传感器需要电源，并且不可避免地成本较高。

使用变形以产生电的压电材料作为压敏传感器消除了对电源的需要。

已知一种振动驱动装置，包括通过振动载荷而变形的弹性片，安置在该弹性片的表面上的压电膜以及设置在该压电膜的两面上的电极(例如专利文献1)。该振动驱动装置利用由与弹性片的变形相关的压电膜的张力或压缩力引起的应变来产生电。作为聚合物压电材料的聚偏二氟乙烯(PVDF)被用于压电膜。

发明内容

技术问题

PVDF具有柔性，因此符合待抓取物体的形状并且不需要电源。

然而，尽管PVDF具有柔性，但变形的范围在材料的应变范围内，杨氏模量约为2GPa。作为需要高灵敏度的传感器材料，该水平可以被认为是刚性的。

换句话说，当PVDF被用于通过材料的变形产生电压信号的压敏传感器并且使用所谓的压电现象时，出现以下问题。也就是说，施加足够的载荷以使PVDF变形需要时间，并且从当压敏传感器与要待抓取的物体接触的瞬间开始输出电压信号所需的时间增加，导致在接触时压力检测灵敏度降低。当待抓取的物体是柔软物体时，压力检测灵敏度的降低是显著的。

本发明鉴于这样的情况做出，并且本发明的目的在于提供一种在接触时具有高压力检测灵敏度的压敏传感器，而不管要待抓取的物体的特性的差异。

解决技术问题的技术方案

为了实现上述目的，根据本发明的压敏传感器包括：一对电极；以及在所述一对电极之间的中间层，所述中间层由橡胶或橡胶组合物形成，并且被构造为当通过与目标物体接触而变形时产生电。

本发明的有益效果

本发明提供了一种在接触时具有高压力检测灵敏度的压敏传感器，而不管要待抓取的物体的特性的差异。

附图说明

图1是示出根据第一实施例的机器人的构造的示意图；

图2是压敏传感器的横截面图；

图3是示出压敏传感器的评估构造的框图；

图4是示出通过作为评估机的贴合测试器(tacking tester)将探针按压于压敏传感器的构造的横截面视图；

图5是用于信号输出开始时间比较实验中的实验数据的曲线图；

图6是图5中的信号输出开始部分的放大曲线图；