JPH061224B2 - 面圧力分布検出装置 - Google Patents
面圧力分布検出装置Info
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- JPH061224B2 JPH061224B2 JP21281185A JP21281185A JPH061224B2 JP H061224 B2 JPH061224 B2 JP H061224B2 JP 21281185 A JP21281185 A JP 21281185A JP 21281185 A JP21281185 A JP 21281185A JP H061224 B2 JPH061224 B2 JP H061224B2
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- distribution
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- 238000009826 distribution Methods 0.000 title claims description 59
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 17
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 15
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000002902 bimodal effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、面圧力の分布状態を検出する面圧力分布検出
装置に関するものである。
装置に関するものである。
［従来の技術］ 従来、２次元的に分布する圧力を時々刻々測定する場
合、ロードセル等の圧力変換器をマトリクス状に並べ、
それらのロードセルの出力をスキャニングすることによ
り測定している。
合、ロードセル等の圧力変換器をマトリクス状に並べ、
それらのロードセルの出力をスキャニングすることによ
り測定している。
しかしながら、上記圧力変換器としてロードセルを用い
た２次元的圧力分布の測定においては、以下のような欠
点があった。即ち、ロードセルは剛性に富み、そのた
め１点計測が基本であり、ロードセルを配置した位置以
外の部分の荷重は考慮されていない。ロードセルの剛
性が局所的圧力分布に影響を与える。ロードセル間の
圧力分布状態は基本的にわからない、等の欠点があっ
た。
た２次元的圧力分布の測定においては、以下のような欠
点があった。即ち、ロードセルは剛性に富み、そのた
め１点計測が基本であり、ロードセルを配置した位置以
外の部分の荷重は考慮されていない。ロードセルの剛
性が局所的圧力分布に影響を与える。ロードセル間の
圧力分布状態は基本的にわからない、等の欠点があっ
た。
このような欠点を解消するには、測定点密度に対応させ
て極めて多数のロードセールをマトリクス状に配列すれ
ばよいが、多数のロードセルを配列するのは機械的構成
の複雑化を招くだけでなく、各ロードセルからの出力信
号を処理する信号処理装置が著しく複雑化するのが避け
られない。
て極めて多数のロードセールをマトリクス状に配列すれ
ばよいが、多数のロードセルを配列するのは機械的構成
の複雑化を招くだけでなく、各ロードセルからの出力信
号を処理する信号処理装置が著しく複雑化するのが避け
られない。
［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、配列すべき圧力変換器として、可撓性
を有すると共に、センサーに加わる荷重分布の総和と荷
重分布の中心位置を検出可能な多数の面圧力センサーを
用い、その面圧力センサーと同数のロードセルを配列し
た場合に比して、より高精度に面圧力分布状態を測定で
きるようにした面圧力分布検出装置を提供することにあ
る。
を有すると共に、センサーに加わる荷重分布の総和と荷
重分布の中心位置を検出可能な多数の面圧力センサーを
用い、その面圧力センサーと同数のロードセルを配列し
た場合に比して、より高精度に面圧力分布状態を測定で
きるようにした面圧力分布検出装置を提供することにあ
る。
［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明の検出装置は、センサ
ーに加わる荷重分布の総和と荷重分布の中心位置を検出
可能な可撓性面圧力センサーの多数をマトリクス状に配
列することにより、面圧力検出器を構成し、上記検出器
に、各センサーの出力信号に基づいて各センサー毎の荷
重分布の総和及び荷重分布の重心位置を演算すると共
に、各センサー毎にその中心位置と荷重分布の重心位置
との位置的関係を表す圧力方向ベクターを求めるための
演算装置を接続することにより構成される。
ーに加わる荷重分布の総和と荷重分布の中心位置を検出
可能な可撓性面圧力センサーの多数をマトリクス状に配
列することにより、面圧力検出器を構成し、上記検出器
に、各センサーの出力信号に基づいて各センサー毎の荷
重分布の総和及び荷重分布の重心位置を演算すると共
に、各センサー毎にその中心位置と荷重分布の重心位置
との位置的関係を表す圧力方向ベクターを求めるための
演算装置を接続することにより構成される。
［作用］ 面圧力検出器に適宜分布の面圧力が作用すると、その検
出器を構成する各面圧力センサーは、それぞれ面圧力に
応じた信号を出力し、これらの出力信号は演算装置に送
られて、各面圧力センサー毎の荷重分布の総和及びその
重心位置が演算される。さらに、上記演算装置において
は、各圧力センサー毎にその中心位置から荷重分布の重
心位置に向う圧力方向ベクターが算出される。
出器を構成する各面圧力センサーは、それぞれ面圧力に
応じた信号を出力し、これらの出力信号は演算装置に送
られて、各面圧力センサー毎の荷重分布の総和及びその
重心位置が演算される。さらに、上記演算装置において
は、各圧力センサー毎にその中心位置から荷重分布の重
心位置に向う圧力方向ベクターが算出される。
このような各圧力センサー毎の圧力方向ベクター及び荷
重分布の総和を利用すると、面圧力センサー自体が可撓
性を有し、面圧力分布の計測に適していることと相俟っ
て、面圧力検出器の全体に加わる圧力分布状態を正確に
知ることができる。
重分布の総和を利用すると、面圧力センサー自体が可撓
性を有し、面圧力分布の計測に適していることと相俟っ
て、面圧力検出器の全体に加わる圧力分布状態を正確に
知ることができる。
［発明の効果］ 本発明によれば、配列された各センサーに加わる荷重分
布の総和と荷重分布の重心位置を検出可能な可撓性の面
圧力センサーを用い、各センサー毎の荷重分布の総和及
び各センサーの中心位置と荷重分布の重心位置との位置
的関係を表す圧力方向ベクターを求めるようにしている
ので、その面圧力センサーと同数のロードセルを配列し
た場合に比してより高精度に、またロードセルの数を増
加して同程度に精度よく測定可能にする場合に比べれ
ば、非常に簡単な演算により、面圧力分布状態を測定す
ることができる。
布の総和と荷重分布の重心位置を検出可能な可撓性の面
圧力センサーを用い、各センサー毎の荷重分布の総和及
び各センサーの中心位置と荷重分布の重心位置との位置
的関係を表す圧力方向ベクターを求めるようにしている
ので、その面圧力センサーと同数のロードセルを配列し
た場合に比してより高精度に、またロードセルの数を増
加して同程度に精度よく測定可能にする場合に比べれ
ば、非常に簡単な演算により、面圧力分布状態を測定す
ることができる。
［実施例］ 本発明の実施例を示す第１図の面圧力分布検出装置は、
マトリクス状に配列された多数の可撓性面圧力センサー
1,1,・・を備えている。各面圧力センサー1は、そのセ
ンサー自体に加わる荷重分布の総和と荷重分布の重心位
置を検出可能に構成したもので、例えば特開昭58-17330
号広報に示されているような構成のセンサーを利用する
ことができる。
マトリクス状に配列された多数の可撓性面圧力センサー
1,1,・・を備えている。各面圧力センサー1は、そのセ
ンサー自体に加わる荷重分布の総和と荷重分布の重心位
置を検出可能に構成したもので、例えば特開昭58-17330
号広報に示されているような構成のセンサーを利用する
ことができる。
第２図によって上記面圧力センサー１の構成例について
説明すると、同図の面圧力センサー１は、導電性の高い
可撓性物質からなる第１層の面状抵抗体２と、外部から
の圧力の作用でコンダクタンスが略線形に変化する感圧
導電性ゴム等からなる第２層の感圧板３と、上記第１層
の導電板２と同様な材料によって形成した第３層の面状
抵抗体４とによって、三層構造に形成したもので、これ
らは基本的には正方形の平面形状を有し、第１層の導電
板２にはそのｘ方向の一対の対辺に電極5,6を設け、第
３層の面状抵抗体４にはｙ方向の一対の対辺に電極7,8
を設けている。
説明すると、同図の面圧力センサー１は、導電性の高い
可撓性物質からなる第１層の面状抵抗体２と、外部から
の圧力の作用でコンダクタンスが略線形に変化する感圧
導電性ゴム等からなる第２層の感圧板３と、上記第１層
の導電板２と同様な材料によって形成した第３層の面状
抵抗体４とによって、三層構造に形成したもので、これ
らは基本的には正方形の平面形状を有し、第１層の導電
板２にはそのｘ方向の一対の対辺に電極5,6を設け、第
３層の面状抵抗体４にはｙ方向の一対の対辺に電極7,8
を設けている。
このような構成を有する多数の面圧力センサー1には、
各面圧力センサー1の出力信号に基づいてそれらに加わ
る荷重分布の総和及びその荷重分布の重心位置を演算す
ると同時に、各センサー毎にその中心位置と荷重分布の
重心位置との位置的関係を表す圧力方向ベクターを算出
するための演算装置９（第１図）が接続されている。
各面圧力センサー1の出力信号に基づいてそれらに加わ
る荷重分布の総和及びその荷重分布の重心位置を演算す
ると同時に、各センサー毎にその中心位置と荷重分布の
重心位置との位置的関係を表す圧力方向ベクターを算出
するための演算装置９（第１図）が接続されている。
上記演算装置９は、第２図に示すように、各面圧力セン
サー１における第１層の導電板２の両端の電極5,6にそ
れぞれ抵抗Ｒを介して電圧＋ａを印加し、また第３層の
導電板４の両端の電極7,8にそれぞれ抵抗Ｒを介して電
圧−ａを印加するように接続し、面圧力センサー１上に
適宜分布の面圧力が作用したときの電極5,6の電圧VA，V
B、及び電極7,8の電圧VC，VDを取出して、それらの電圧
VA〜VDに基づいて荷重分布の総和及びその重心位置を算
出する各種演算器を接続している。これらの演算器は、
上記各電極５〜８の電圧に基づいて荷重分布の総和Ｗ及
びその重心位置の座標ｘ，ｙを求めるため、 Ｗ＝ｋ０（2a−VA−VB） ・・(1) （但し、ｋ０は定数） の演算を行うものである。
サー１における第１層の導電板２の両端の電極5,6にそ
れぞれ抵抗Ｒを介して電圧＋ａを印加し、また第３層の
導電板４の両端の電極7,8にそれぞれ抵抗Ｒを介して電
圧−ａを印加するように接続し、面圧力センサー１上に
適宜分布の面圧力が作用したときの電極5,6の電圧VA，V
B、及び電極7,8の電圧VC，VDを取出して、それらの電圧
VA〜VDに基づいて荷重分布の総和及びその重心位置を算
出する各種演算器を接続している。これらの演算器は、
上記各電極５〜８の電圧に基づいて荷重分布の総和Ｗ及
びその重心位置の座標ｘ，ｙを求めるため、 Ｗ＝ｋ０（2a−VA−VB） ・・(1) （但し、ｋ０は定数） の演算を行うものである。
さらに、上記演算装置９には、各面圧力センサー1,1,・
・の機械的中心位置から上記の如くして得られた荷重分
布の重心位置に向う圧力方向ベクター ，・・を算出するための演算器を設けている。
・の機械的中心位置から上記の如くして得られた荷重分
布の重心位置に向う圧力方向ベクター ，・・を算出するための演算器を設けている。
上記構成の検出装置におけるマトリクス状の面圧力セン
サー1,1,・・に対して適宜面圧力を作用させると、各面
圧力センサー1,1,・・はそれらに加わる面圧力に応じた
電圧VA〜VDをそれぞれ出力する。それらの出力電圧は面
圧力センサー1,1,・・に接続された演算装置9に送ら
れ、それらの演算装置９において各面圧力センサ1,1,・
・毎の荷重分布の総和及びその重心位置が演算されると
同時に、各面圧力センサー1,1,・・毎に、各面圧力セン
サー1,1,・・の機械的中心位置と荷重分布の重心位置と
の位置的関係を表すための両位置間を結ぶ圧力方向ベク
ター が算出される。
サー1,1,・・に対して適宜面圧力を作用させると、各面
圧力センサー1,1,・・はそれらに加わる面圧力に応じた
電圧VA〜VDをそれぞれ出力する。それらの出力電圧は面
圧力センサー1,1,・・に接続された演算装置9に送ら
れ、それらの演算装置９において各面圧力センサ1,1,・
・毎の荷重分布の総和及びその重心位置が演算されると
同時に、各面圧力センサー1,1,・・毎に、各面圧力セン
サー1,1,・・の機械的中心位置と荷重分布の重心位置と
の位置的関係を表すための両位置間を結ぶ圧力方向ベク
ター が算出される。
第３図及び第４図は、上記演算装置9における演算によ
って得られる荷重分布の総和及び圧力方向ベクター ｄ等を具体的に説明するためのもので、荷重ｗが第４図
に示すような分布で面圧力センサー21に作用したとする
と、それらの荷重分布を全体的に加算することにより荷
重分布の総和 を得ることができ、また面圧力センサー21の機械的中心
位置Ｏは既知であるため、荷重分布の重心位置Ｇを求め
ることにより、圧力方向ベクター を得ることができる。
って得られる荷重分布の総和及び圧力方向ベクター ｄ等を具体的に説明するためのもので、荷重ｗが第４図
に示すような分布で面圧力センサー21に作用したとする
と、それらの荷重分布を全体的に加算することにより荷
重分布の総和 を得ることができ、また面圧力センサー21の機械的中心
位置Ｏは既知であるため、荷重分布の重心位置Ｇを求め
ることにより、圧力方向ベクター を得ることができる。
第５図及び第６図は、第１図に示す面圧力センサー群に
面圧力を加えた場合に得られる圧力分布及び圧力方向ベ
クターを例示するもので、第５図は単峰性の圧力分布の
場合を、第６図は双峰性の圧力分布の場合を示してい
る。両図において、等高線状の曲線は荷重分布の総和の
等しい部分を結んだものであり、多数の矢印はそれぞれ
の面圧力センサーにおける圧力方向ベクター を示す。
面圧力を加えた場合に得られる圧力分布及び圧力方向ベ
クターを例示するもので、第５図は単峰性の圧力分布の
場合を、第６図は双峰性の圧力分布の場合を示してい
る。両図において、等高線状の曲線は荷重分布の総和の
等しい部分を結んだものであり、多数の矢印はそれぞれ
の面圧力センサーにおける圧力方向ベクター を示す。
これによって明らかなように、本発明の面圧力検出装置
によって得られる各面圧力センサー1,1,・・毎の荷重分
布の総和及び圧力方向ベクターを観察することにより、
圧力分布状態を極めて明瞭に知ることができる。
によって得られる各面圧力センサー1,1,・・毎の荷重分
布の総和及び圧力方向ベクターを観察することにより、
圧力分布状態を極めて明瞭に知ることができる。
第１図は本発明の実施例の全体構成図、第２図は面圧力
センサーの斜視図、第３図及び第４図は本発明によって
得られる面圧力情報についての説明図、第５図及び第６
図はそれぞれ異なる圧力分布状態における荷重分布の総
和及び圧力方向ベク布状態における荷重分布の総和及び
圧力方向ベクターについての説明図である。 １・・面圧力センサー、９・・演算装置、 ・・荷重分布の総和、 ・・荷重分布の重心位置、 ・・圧力方向ベクター。
センサーの斜視図、第３図及び第４図は本発明によって
得られる面圧力情報についての説明図、第５図及び第６
図はそれぞれ異なる圧力分布状態における荷重分布の総
和及び圧力方向ベク布状態における荷重分布の総和及び
圧力方向ベクターについての説明図である。 １・・面圧力センサー、９・・演算装置、 ・・荷重分布の総和、 ・・荷重分布の重心位置、 ・・圧力方向ベクター。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 正俊 茨城県筑波郡谷田部町東１丁目１番４号 工業技術院製品科学研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−93933（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−17330（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−147003（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−142430（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】センサーに加わる荷重分布の総和と荷重分
布の中心位置を検出可能な可撓性面圧力センサーの多数
をマトリクス状に配列することにより、面圧力検出器を
構成し、上記検出器に、各センサーの出力信号に基づい
て各センサー毎の荷重分布の総和及び荷重分布の重心位
置を演算すると共に、各センサー毎にその中心位置と荷
重分布の重心位置との位置的関係を表す圧力方向ベクタ
ーを求めるための演算装置を接続したことを特徴とする
面圧力分布検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21281185A JPH061224B2 (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | 面圧力分布検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21281185A JPH061224B2 (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | 面圧力分布検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6271828A JPS6271828A (ja) | 1987-04-02 |
| JPH061224B2 true JPH061224B2 (ja) | 1994-01-05 |
Family
ID=16628756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21281185A Expired - Lifetime JPH061224B2 (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | 面圧力分布検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH061224B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012152521A (ja) * | 2011-01-28 | 2012-08-16 | Japan Science & Technology Agency | マッサージ機器の操作装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0758234B2 (ja) * | 1992-04-16 | 1995-06-21 | 株式会社エニックス | 半導体マトリクス型微細面圧分布センサ |
| US7434459B2 (en) * | 2002-09-30 | 2008-10-14 | Sap Aktiengesellschaft | Context acquisition based on load sensing |
| JP2008082941A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Oki Electric Ind Co Ltd | 積雪測定システム |
| EP3230706B1 (en) * | 2014-12-09 | 2021-02-03 | Technion Research & Development Foundation Ltd. | High resolution pressure sensing |
| WO2018047834A1 (ja) * | 2016-09-09 | 2018-03-15 | 株式会社ＮｅｊｉＬａｗ | 切削ヘッド、切削バイト、切削加工システム |
-
1985
- 1985-09-26 JP JP21281185A patent/JPH061224B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012152521A (ja) * | 2011-01-28 | 2012-08-16 | Japan Science & Technology Agency | マッサージ機器の操作装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6271828A (ja) | 1987-04-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |