[发明专利]力检测装置

说明书

力检测装置(11)具备支撑体(6)、流体袋(B1、B2)、流体袋(BS)、压力传感器(S1、S2)以及运算部(C)。流体袋(BS)配置在流体袋(B1、B2)与支撑体(6)接触的一侧的相反侧，与流体袋(B1、B2)这两者相邻设置。运算部(C)从压力传感器(S1、S2)取得与流体袋(B1、B2)的内压有关的信息。运算部(C)在从物体对流体袋(BS)施加了外力时，基于流体袋(B1)的内压与流体袋(B2)的内压之差，算出在切线方向上作用于物体与流体袋(BS)之间的接触面(CS)的力。得到了能算出相对于接触面(CS)成为切线方向的力的力检测装置。

技术领域

本发明涉及力检测装置。

背景技术

特开平04-304988号公报(专利文献1)公开了与机械手(robot hand)有关的发明，举出了硅橡胶作为构成机械手的指尖的构件(弹性帽)的材质。而近年来，推进了具备可膨胀结构的机械手的开发。使用塑料片形成流体袋，在该流体袋的内部填充空气等流体。

在可膨胀机器人中，这种流体袋用作结构构件、促动器。具备流体袋的可膨胀机器人能由空气压力驱动，与包括金属材料的现有机器人相比能发挥轻型且柔软的特性，因此在健康器械领域、护理器械领域等的应用受到期待。

在健康器械、护理器械的领域中，机器人与人发生机械接触的机会多，因此要求适当地控制可膨胀机器人施加给人的力。例如，在可膨胀机器人对身体数据进行计测或对身体实施按摩的情况下，要求在机器人与身体之间实现适当的机械接触。

在一般的工业用机器人中，通过使用负荷传感器、扭矩传感器等力传感器(力检测装置)，已经实现了力控制。这些力传感器由刚体构成，具有一定的质量。当这些力传感器用于可膨胀机器人时，会阻碍膨胀结构本来具备的轻型和柔软的特征。

特开平04-304988号公报(专利文献1)公开的机械手使用具有空洞的弹性帽来构成机械手的指尖，通过检测空洞的内压来掌握指尖与物体之间产生的接触力。根据该方法，能算出指尖与物体之间产生的接触力中的相对于物体与指尖之间的接触面成为法线方向的力，但是无法算出相对于接触面成为切线方向的力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开平04-304988号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明是鉴于上述实际情况而完成的，目的在于提供一种能算出相对于接触面成为切线方向的力的力检测装置。

用于解决问题的方案

基于本发明的第1方面的力检测装置具备：支撑体；第1流体收纳部和第2流体收纳部，其被上述支撑体支撑，利用片状的构件形成为袋状，并且相互相邻配置；接触部，其配置在上述第1流体收纳部和上述第2流体收纳部与上述支撑体接触的一侧的相反侧，与上述第1流体收纳部和上述第2流体收纳部这两者相邻设置；检测部，其检测上述第1流体收纳部的内压和上述第2流体收纳部的内压；以及运算部，其从上述检测部取得与上述第1流体收纳部的内压和上述第2流体收纳部的内压有关的信息，在从物体对上述接触部施加了外力时，算出在切线方向上作用于上述物体与上述接触部之间的接触面的力，在从上述物体对上述接触部施加了上述外力时，从上述物体施加到上述接触部的上述外力通过上述接触部赋予到上述第1流体收纳部和上述第2流体收纳部这两者，在从上述物体对上述接触部施加了上述外力时，上述运算部基于上述第1流体收纳部的内压与上述第2流体收纳部的内压之间的差，算出在切线方向上作用于上述接触面的上述力。

优选在上述力检测装置中，上述接触部包括在内部收纳有流体的流体袋。