JPH0660855B2 - 圧覚センサ - Google Patents
圧覚センサInfo
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- JPH0660855B2 JPH0660855B2 JP63143630A JP14363088A JPH0660855B2 JP H0660855 B2 JPH0660855 B2 JP H0660855B2 JP 63143630 A JP63143630 A JP 63143630A JP 14363088 A JP14363088 A JP 14363088A JP H0660855 B2 JPH0660855 B2 JP H0660855B2
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- pressure sensor
- silicon cell
- rubber sheet
- terminals
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Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、圧覚センサに関し、詳しくはロボットのハン
ド等に装着され、把握物から受ける力を検出するに好適
な圧覚センサに関する。
ド等に装着され、把握物から受ける力を検出するに好適
な圧覚センサに関する。
［従来の技術］ 従来のロボットはマニピュレータ，シーケンス型ロボッ
ト，プレイバック型ロボット等のように、固定された場
所で作業するものが多く、従ってその作業範囲や機能に
も限界があり、例えば車輛工業用の溶接ロボットは生産
ライン上のある特定個所に設置され、溶接アームの移動
によって車体の溶接を行うものでロボット自体が自ら判
断して溶接を行うものではない。
ト，プレイバック型ロボット等のように、固定された場
所で作業するものが多く、従ってその作業範囲や機能に
も限界があり、例えば車輛工業用の溶接ロボットは生産
ライン上のある特定個所に設置され、溶接アームの移動
によって車体の溶接を行うものでロボット自体が自ら判
断して溶接を行うものではない。
しかし、最近では人間の五感に相当する感覚機能や認識
機能をもついわゆる知能ロボットが開発され、しだいに
実用化されつつある。
機能をもついわゆる知能ロボットが開発され、しだいに
実用化されつつある。
ところで、これらの知能ロボットには各種感覚を検知す
るためのセンサを取付ける必要がある。その代表的なセ
ンサは視覚センサと圧覚（触覚）センサであり、特に圧
覚センサは物の把握，把持などの作業に不可欠なものと
いってよい。
るためのセンサを取付ける必要がある。その代表的なセ
ンサは視覚センサと圧覚（触覚）センサであり、特に圧
覚センサは物の把握，把持などの作業に不可欠なものと
いってよい。
なお、このような知能ロボット用の圧覚センサに要求さ
れる機能には次のような項目をあげることができる。
れる機能には次のような項目をあげることができる。
(1)高感度：力を検出する感度が高く、例えば一素子で
数グラムの荷重の検出が可能であること。
数グラムの荷重の検出が可能であること。
(2)広ダイナミックレンジ：できるだけ動作範囲が広い
こと。
こと。
(3)高信頼性・耐久性：過酷な環境に耐えること。
(4)線形性・少ヒステリシス：圧力と出力が比例し、ヒ
ステリシスが少ないこと。
ステリシスが少ないこと。
(5)応答速度：信号処理の応答速度が高いこと。
(6)柔軟性：人間の手の皮膚のように柔軟性が保たれ、
把持物をソフトに把持できること。
把持物をソフトに把持できること。
(7)すべり感覚：圧力だけでなく、できればすべりをも
検出できること。
検出できること。
(8)小型でかつ安価：薄くて小型で製造コストや材料コ
ストが低廉であること。
ストが低廉であること。
これらのうちいくつかの要求を満足する圧覚センサがこ
れまでに提案ないし実用化されており、たとえばマイク
ロスイッチのオン・オフを利用するものや感圧ゴムシー
ト（導電ゴムシート）を利用するもの、あるいは光の反
射量の変化を利用するものなどがある。
れまでに提案ないし実用化されており、たとえばマイク
ロスイッチのオン・オフを利用するものや感圧ゴムシー
ト（導電ゴムシート）を利用するもの、あるいは光の反
射量の変化を利用するものなどがある。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、マイクロスイッチのオン・オフを利用す
るものは、通常“オフ”の状態にあるセンサが力を受け
ると“オン”の状態になるものであるが、これは力の有
無を検出するだけで、その力の大きさを連続的に検出す
ることには適していない。
るものは、通常“オフ”の状態にあるセンサが力を受け
ると“オン”の状態になるものであるが、これは力の有
無を検出するだけで、その力の大きさを連続的に検出す
ることには適していない。
また、感圧ゴムシートを利用するものは、１枚の導電ゴ
ムシートを２枚の電極で挟み、電極に力を加えることに
よってシート抵抗が変化することを利用したものである
が、加えられた力とセンサ信号出力との間に直線性が得
られない上にヒステリシスが生じやすく、またゴムシー
トが使用されるために耐熱性が低いという問題がある。
ムシートを２枚の電極で挟み、電極に力を加えることに
よってシート抵抗が変化することを利用したものである
が、加えられた力とセンサ信号出力との間に直線性が得
られない上にヒステリシスが生じやすく、またゴムシー
トが使用されるために耐熱性が低いという問題がある。
更にまた、光の反射量の変化を利用するものは、透明な
アクリル板の表面に多数の円錐状の突起を有するゴムシ
ートをあてがい、そのアクリル板の裏面に鏡体または受
光素子を配置しておき、そのアクリル板の横方向からア
クリル板内に光を照射すると、外力の大きさに応じて上
述のゴムシートの突起が変化するので、そのへこみ具合
を鏡かまたは受光素子で検知するものである。しかしの
光の反射を利用する圧覚センサは外力の絶対値を正確に
知ることがむずかしく、検出精度が悪いなどの問題があ
る。
アクリル板の表面に多数の円錐状の突起を有するゴムシ
ートをあてがい、そのアクリル板の裏面に鏡体または受
光素子を配置しておき、そのアクリル板の横方向からア
クリル板内に光を照射すると、外力の大きさに応じて上
述のゴムシートの突起が変化するので、そのへこみ具合
を鏡かまたは受光素子で検知するものである。しかしの
光の反射を利用する圧覚センサは外力の絶対値を正確に
知ることがむずかしく、検出精度が悪いなどの問題があ
る。
なお、以上のような圧覚センサ以外にも、各種形態の圧
覚センサが提案ないし試作されているが、いずれも上述
の機能を十分に満足するに至っておらず、そのため高感
度で真に実用性の高い圧覚センサの開発が強く望まれて
いる。
覚センサが提案ないし試作されているが、いずれも上述
の機能を十分に満足するに至っておらず、そのため高感
度で真に実用性の高い圧覚センサの開発が強く望まれて
いる。
本発明は、上述の問題点に鑑み、実用的性能が高く、し
かも構造が簡単で製作が容易であり、薄型かつ高密度に
配列できる圧覚センサを提供することを目的とする。
かも構造が簡単で製作が容易であり、薄型かつ高密度に
配列できる圧覚センサを提供することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ かかる目的を達成するために、本発明は、窓型枠部がマ
トリックス状に形成された支持台と、半導体歪ゲージを
組込んだブリッジ回路、および該ブリッジ回路に対する
スイッチ手段および端子が配設された面を下側にして、
窓型枠部の支持部によって両端が支持された複数個の方
形型シリコンセルと、複数個の方形型シリコンセルの上
面に共通の配設され、端子のうちの所定の端子と電気的
に接続された導電ゴムシートとを具えたことを特徴とす
る。
トリックス状に形成された支持台と、半導体歪ゲージを
組込んだブリッジ回路、および該ブリッジ回路に対する
スイッチ手段および端子が配設された面を下側にして、
窓型枠部の支持部によって両端が支持された複数個の方
形型シリコンセルと、複数個の方形型シリコンセルの上
面に共通の配設され、端子のうちの所定の端子と電気的
に接続された導電ゴムシートとを具えたことを特徴とす
る。
［作用］ 本発明によれば、マトリックス状に枠部を具えた支持台
のそれぞれの支持部に方形型シリコンセルの両端を支持
させるようになし、半導体歪ゲージの組込まれたホイー
トストンブリッジ、スイッチ手段，はんだバンプと共に
接地端子が形成されたシリコンセル下面側にフレキシブ
ルプリント配線基板をその電極を介して接合させ、シリ
コンセルの下面側に設けた接地端子を導電性のあるシリ
コンセル自体を介してその上面側に布設した導電ゴムシ
ートと電気的に接続させ、接地が得られるようにしたの
で、個々のシリコンセルに接地端子を設けて、それぞれ
の接地端子から接地線を引出す必要がなくなり、複数の
シリコンセル間に跨って配設されるプリント基板内の信
号線をそれぞれ簡略化することができ、コスト低減に貢
献すると共に実用性の高い薄型で高密度に配列できる圧
覚センサを提供することができる。
のそれぞれの支持部に方形型シリコンセルの両端を支持
させるようになし、半導体歪ゲージの組込まれたホイー
トストンブリッジ、スイッチ手段，はんだバンプと共に
接地端子が形成されたシリコンセル下面側にフレキシブ
ルプリント配線基板をその電極を介して接合させ、シリ
コンセルの下面側に設けた接地端子を導電性のあるシリ
コンセル自体を介してその上面側に布設した導電ゴムシ
ートと電気的に接続させ、接地が得られるようにしたの
で、個々のシリコンセルに接地端子を設けて、それぞれ
の接地端子から接地線を引出す必要がなくなり、複数の
シリコンセル間に跨って配設されるプリント基板内の信
号線をそれぞれ簡略化することができ、コスト低減に貢
献すると共に実用性の高い薄型で高密度に配列できる圧
覚センサを提供することができる。
［実施例］ 以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細かつ具体
的に説明する。
的に説明する。
まず、第６Ａ図および第６Ｂ図によって両端支持梁とし
た本発明にかかるシリコンセルが撓む原理について述べ
ることとし、いま、はんだバンプ３を有するシリコンセ
ル１の両端が第６Ａ図に示すように支持台２によって支
持された状態でその上面の中央部に力が加えらえたとす
ると、第６Ｂ図に示す如くシリコンセル１が撓むことに
よってその下面側に引張応力が発生する。
た本発明にかかるシリコンセルが撓む原理について述べ
ることとし、いま、はんだバンプ３を有するシリコンセ
ル１の両端が第６Ａ図に示すように支持台２によって支
持された状態でその上面の中央部に力が加えらえたとす
ると、第６Ｂ図に示す如くシリコンセル１が撓むことに
よってその下面側に引張応力が発生する。
そこで、上述したようなシリコンセル１の下面側に、第
７Ａ図に示すように４つの歪ゲージR1,R2,R3およびR4を
配置し、更にこれらの歪ゲージR1〜R4を第７Ｃ図に示す
ようにしてブリッジ回路に組込み、相対する頂点間に電
圧Ｖを印加すると共にその一端を接地し(G)、また、他
方の相対する頂点間から引出した出力線のそれぞれにス
イッチング素子S1およびS2を配設することによって、歪
ゲージR1〜R4に上記の撓みによって発生した抵抗変化を
スイッチング素子S1およびS2の“オン”により端子Ｔお
よびｔから出力信号として取出すことができる。なお、
Ｅは電圧計である。
７Ａ図に示すように４つの歪ゲージR1,R2,R3およびR4を
配置し、更にこれらの歪ゲージR1〜R4を第７Ｃ図に示す
ようにしてブリッジ回路に組込み、相対する頂点間に電
圧Ｖを印加すると共にその一端を接地し(G)、また、他
方の相対する頂点間から引出した出力線のそれぞれにス
イッチング素子S1およびS2を配設することによって、歪
ゲージR1〜R4に上記の撓みによって発生した抵抗変化を
スイッチング素子S1およびS2の“オン”により端子Ｔお
よびｔから出力信号として取出すことができる。なお、
Ｅは電圧計である。
第７Ａ図はこのようにして半導体シリコン材料によりシ
リコンセル１を形成し、その上に歪ゲージR1〜R4とブリ
ッジ回路からの出力線にスイッチング素子S1およびS2
を、更にまた、出力端子Ｔおよびｔ，スイッチ信号端子
Ｓ，接地端子Ｇ，電圧端子Ｖを設けたものである。これ
らＴ，ｔ，Ｓ，Ｖは第７Ｂ図に示すごとく、はんだバン
プ３で形成される。
リコンセル１を形成し、その上に歪ゲージR1〜R4とブリ
ッジ回路からの出力線にスイッチング素子S1およびS2
を、更にまた、出力端子Ｔおよびｔ，スイッチ信号端子
Ｓ，接地端子Ｇ，電圧端子Ｖを設けたものである。これ
らＴ，ｔ，Ｓ，Ｖは第７Ｂ図に示すごとく、はんだバン
プ３で形成される。
なお、第６Ａ図および第６Ｂ図で示したような梁部材と
なるものに半導体シリコンを使用した理由は、半導体シ
リコンであればウエハプロセスによって歪ゲージR1〜R4
およびスイッチング素子S1,S2や配線ならびにＴ，ｔ，
Ｓ，Ｖの各端子に形成されるはんだバンプ３を一貫した
成膜技術の処理工程で形成することができることによ
る。更にまた、このようなシリコンセルの形成によって
梁部材の小型化、薄型化を実現することが可能となる。
またここで形成されるスイッチング素子S1,S2は、例え
ば電界効果型トランジスタである。
なるものに半導体シリコンを使用した理由は、半導体シ
リコンであればウエハプロセスによって歪ゲージR1〜R4
およびスイッチング素子S1,S2や配線ならびにＴ，ｔ，
Ｓ，Ｖの各端子に形成されるはんだバンプ３を一貫した
成膜技術の処理工程で形成することができることによ
る。更にまた、このようなシリコンセルの形成によって
梁部材の小型化、薄型化を実現することが可能となる。
またここで形成されるスイッチング素子S1,S2は、例え
ば電界効果型トランジスタである。
第１図は本発明の基本的構成を示す図であり、ここで、
４は支持台であり、支持台４は窓形の枠部５、枠部５に
嵌込まれたシリコンセル１の両端部を支持する支持部６
とを有し、絶縁部材で構成される。またここで、シリコ
ンセル１には第２図に示すように、その母体をなす導電
部１Ａ（Ｐ層）の面にいわゆるＰＮ接合による絶縁層７
（Ｎ層）を形成しておき、その絶縁層７に歪ゲージ８が
Ｐ層として形成されるもので、更にアルミニウム等によ
る配線パターン９が形成され、また、接地用端子10が半
導体プロセスにより導電部１Ａをそのまま残すようにし
て、その上に形成される。
４は支持台であり、支持台４は窓形の枠部５、枠部５に
嵌込まれたシリコンセル１の両端部を支持する支持部６
とを有し、絶縁部材で構成される。またここで、シリコ
ンセル１には第２図に示すように、その母体をなす導電
部１Ａ（Ｐ層）の面にいわゆるＰＮ接合による絶縁層７
（Ｎ層）を形成しておき、その絶縁層７に歪ゲージ８が
Ｐ層として形成されるもので、更にアルミニウム等によ
る配線パターン９が形成され、また、接地用端子10が半
導体プロセスにより導電部１Ａをそのまま残すようにし
て、その上に形成される。
そこで、このようにして構成したシリコンセル１を歪ゲ
ージ８等が形成されている面を下側にして第１図に示す
ように支持部６に支持させた上、導電ゴムシート11をシ
リコンセル１の上面（第２図では下面側に相当する）に
例えば導電性接着剤21により密着させて、更にその上に
柔軟な保護用の例えば絶縁性ゴムシート等による皮膜12
を設け、電気的，熱的に導電ゴムシート11を保護する。
すなわち、このように構成することによって、第２図に
示した接地用端子10はシリコンセル１の導電部１Ａを介
して導電ゴムシート11に電気的に接続されることにな
り、従ってシリコンセル１自体にスルーホールを設ける
必要もなく、導電ゴムシート11が接地用配線の役目を担
持する。
ージ８等が形成されている面を下側にして第１図に示す
ように支持部６に支持させた上、導電ゴムシート11をシ
リコンセル１の上面（第２図では下面側に相当する）に
例えば導電性接着剤21により密着させて、更にその上に
柔軟な保護用の例えば絶縁性ゴムシート等による皮膜12
を設け、電気的，熱的に導電ゴムシート11を保護する。
すなわち、このように構成することによって、第２図に
示した接地用端子10はシリコンセル１の導電部１Ａを介
して導電ゴムシート11に電気的に接続されることにな
り、従ってシリコンセル１自体にスルーホールを設ける
必要もなく、導電ゴムシート11が接地用配線の役目を担
持する。
13はシリコンセル１の下面側に配設されるフレキシブル
プリント配線基板であり、フレキシブルプリント配線基
板13にはその両面に後述するようなプリント配線がなさ
れており、シリコンセル１の下面側に設けられた各端子
のはんだバンプ３がフレキシブルプリント配線基板13上
の不図示の電極とはんだ付けによって接続される。
プリント配線基板であり、フレキシブルプリント配線基
板13にはその両面に後述するようなプリント配線がなさ
れており、シリコンセル１の下面側に設けられた各端子
のはんだバンプ３がフレキシブルプリント配線基板13上
の不図示の電極とはんだ付けによって接続される。
以上で単体の圧覚センサにおける構成について述べてき
たが、一般にかかる圧覚センサは上記のような単体を複
数マトリックス状に配列されたアレイとして使用され
る。そこで、以下に、圧覚センサをアレイ状に構成して
いくことについて述べることとする。
たが、一般にかかる圧覚センサは上記のような単体を複
数マトリックス状に配列されたアレイとして使用され
る。そこで、以下に、圧覚センサをアレイ状に構成して
いくことについて述べることとする。
第３Ａ図〜第３Ｃ図は単体の圧覚センサを３個ずつ３列
に配置する場合を示す図である。第３Ａ図において、支
持台４は電気的絶縁性のある剛体で形成され、その下面
側には例えば第３Ｂ図に示すように列方向に形成された
溝14を有する。また、第３Ｃ図は、支持台４の個々の枠
の支持部６にシリコンセル１を嵌込んだ上、支持台下面
側の溝14に、列方向にフレキシブルプリント配線基板13
が取付けられた状態を示し、15はそのフレキシブルプリ
ント配線基板13の両面に形成された導体回路である。
に配置する場合を示す図である。第３Ａ図において、支
持台４は電気的絶縁性のある剛体で形成され、その下面
側には例えば第３Ｂ図に示すように列方向に形成された
溝14を有する。また、第３Ｃ図は、支持台４の個々の枠
の支持部６にシリコンセル１を嵌込んだ上、支持台下面
側の溝14に、列方向にフレキシブルプリント配線基板13
が取付けられた状態を示し、15はそのフレキシブルプリ
ント配線基板13の両面に形成された導体回路である。
次に、１個のシリコンセル１から引出されるべき信号線
を第４Ａ図〜第４Ｃ図を参照して検討すると、１個のシ
リコンセル１上に第４Ａ図に示すように構成されたホイ
ートストンブリッジ回路に対して、端子Ｖ，Ｓ，Ｔ，ｔ
およびＧが設けられるため、このシリコンセル１に対応
するフレキシブルプリント配線基板13上には、第４Ｂ図
および第４Ｃ図に示すように上記端子に対応した電極
VE,SE,TE,tEと電極のそれぞれからの引出し配線ＬＶ，
ＬＳ，ＬＴ，ＬＴとが配設されなければならない。ただ
し、ここで接地用端子Ｇについては先に述べたように電
極および配線の必要がなく、配線１本分が節約される。
を第４Ａ図〜第４Ｃ図を参照して検討すると、１個のシ
リコンセル１上に第４Ａ図に示すように構成されたホイ
ートストンブリッジ回路に対して、端子Ｖ，Ｓ，Ｔ，ｔ
およびＧが設けられるため、このシリコンセル１に対応
するフレキシブルプリント配線基板13上には、第４Ｂ図
および第４Ｃ図に示すように上記端子に対応した電極
VE,SE,TE,tEと電極のそれぞれからの引出し配線ＬＶ，
ＬＳ，ＬＴ，ＬＴとが配設されなければならない。ただ
し、ここで接地用端子Ｇについては先に述べたように電
極および配線の必要がなく、配線１本分が節約される。
しかし、シリコンセル１が１個でなく、マトリックス状
に配列される場合には、その列方向においても配線数が
増えるので、第４Ｂ図や第４Ｃ図で示したようにフレキ
シブルプリント配線基板13の片面だけを使用する訳にい
かなくなる。そこでいま、列方向において５個のシリコ
ンセル１が配列させる場合について、第５Ａ図および第
５Ｂ図を参照して説明することとする。
に配列される場合には、その列方向においても配線数が
増えるので、第４Ｂ図や第４Ｃ図で示したようにフレキ
シブルプリント配線基板13の片面だけを使用する訳にい
かなくなる。そこでいま、列方向において５個のシリコ
ンセル１が配列させる場合について、第５Ａ図および第
５Ｂ図を参照して説明することとする。
第５Ａ図および第５Ｂ図は、この場合のフレキシブルプ
リント配線基板13上の電極と引出し配線の布設状態を示
すもので、ここで、1-1〜1-5はこのフレキシブルプリン
ト配線基板13に接続されるべき列方向の５個のシリコン
セル１の位置を示す。すなわち、このように、５個のシ
リコンセル1-1〜1-5に対し、その個々に設けられる端子
の対向位置に電極VE,SE,TEおよびtEが設けられるが、ス
イッチ信号用の電極SEは個々の単体に対してオン・オフ
されなければならないために、シリコンセル1-1〜1-4に
対応する電極SEにはスルーホール20が設けられていて、
スルーホール20を介して裏面側にスイッチ駆動用の配線
ＬＳ１〜ＬＳ４が配設される。ＬＶ，Ｌｔ，ＬＴはそれ
ぞれ上面側に設けられたVE,tEおよびTE用の引出し配線
である。
リント配線基板13上の電極と引出し配線の布設状態を示
すもので、ここで、1-1〜1-5はこのフレキシブルプリン
ト配線基板13に接続されるべき列方向の５個のシリコン
セル１の位置を示す。すなわち、このように、５個のシ
リコンセル1-1〜1-5に対し、その個々に設けられる端子
の対向位置に電極VE,SE,TEおよびtEが設けられるが、ス
イッチ信号用の電極SEは個々の単体に対してオン・オフ
されなければならないために、シリコンセル1-1〜1-4に
対応する電極SEにはスルーホール20が設けられていて、
スルーホール20を介して裏面側にスイッチ駆動用の配線
ＬＳ１〜ＬＳ４が配設される。ＬＶ，Ｌｔ，ＬＴはそれ
ぞれ上面側に設けられたVE,tEおよびTE用の引出し配線
である。
このようにマトリックス状に構成した圧覚センサにおけ
る信号処理について述べると、まず１つのシリコンセル
に設けたスイッチ信号端子Ｓに信号を送信することによ
り、このシリコンセル１から２つの信号が端子Ｔとｔを
介して得られるが、第５Ａ図および第５Ｂ図に示すよう
に５個のシリコンセル1-1〜1-5から同時に信号を得たの
では信号処理が困難である。そこで、まず、シリコンセ
ル1-1から信号を取出す場合は、信号線ＬＳ１を介して
そのスイッチング素子を“オン”とするが、この場合他
の信号線ＬＳ２〜ＬＳ５には信号が送給されない。かく
して、順次に信号線を介して各シリコンセルにおけるス
イッチング素子を“オン”にしていけばよい。
る信号処理について述べると、まず１つのシリコンセル
に設けたスイッチ信号端子Ｓに信号を送信することによ
り、このシリコンセル１から２つの信号が端子Ｔとｔを
介して得られるが、第５Ａ図および第５Ｂ図に示すよう
に５個のシリコンセル1-1〜1-5から同時に信号を得たの
では信号処理が困難である。そこで、まず、シリコンセ
ル1-1から信号を取出す場合は、信号線ＬＳ１を介して
そのスイッチング素子を“オン”とするが、この場合他
の信号線ＬＳ２〜ＬＳ５には信号が送給されない。かく
して、順次に信号線を介して各シリコンセルにおけるス
イッチング素子を“オン”にしていけばよい。
なお、第５Ａ図および第５Ｂ図の例ではシリコンセル１
に５個配設した例について述べたが、これは、両面使用
のフレキシブルプリント配線基板13に４列の配線をして
信号処理が可能なのは最高で５個迄ということによる。
従って列方向に配列されるシリコンセル１を４個や３個
とすることは猶更に容易である。かくして支持台４に形
成した行および列方向の枠にシリコンセル１を嵌込むよ
うにしてアレイ状の圧覚センサを得ることができる。
に５個配設した例について述べたが、これは、両面使用
のフレキシブルプリント配線基板13に４列の配線をして
信号処理が可能なのは最高で５個迄ということによる。
従って列方向に配列されるシリコンセル１を４個や３個
とすることは猶更に容易である。かくして支持台４に形
成した行および列方向の枠にシリコンセル１を嵌込むよ
うにしてアレイ状の圧覚センサを得ることができる。
［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、半導体歪ゲ
ージを組込んだブリッジ回路、そのスイッチ手段および
各種の端子が配設された方形型シリコンセルの下面をマ
トリックス状の枠部を具えた支持台の枠の支持部に両端
支持させ、そのシリコンセルのたわみを検出するように
したので、検出感度を高く保つことができ、また、上記
シリコンセルの下面側にフレキシブルプリント配線基板
を接合させて、スイッチ手段等への電気信号の供給およ
び歪ゲージからの信号の取出しを行うと共に、上記シリ
コンセルの上面側に導電ゴムシートを支持台の全面にわ
たって接続し、シリコンセルの下面側に設けた接地端子
に導電性のあるシリコンセル自体を介して上記導電ゴム
シートが電気的に接続されるようにしたので、接地用線
をフレキシブルプリント配線基板に配設する必要がなく
なり、それだけでフレキシブルプリント配線基板上の配
線がし易くなり、全体として薄型でかつ検出精度の優れ
た圧覚センサを提供することが可能となった。
ージを組込んだブリッジ回路、そのスイッチ手段および
各種の端子が配設された方形型シリコンセルの下面をマ
トリックス状の枠部を具えた支持台の枠の支持部に両端
支持させ、そのシリコンセルのたわみを検出するように
したので、検出感度を高く保つことができ、また、上記
シリコンセルの下面側にフレキシブルプリント配線基板
を接合させて、スイッチ手段等への電気信号の供給およ
び歪ゲージからの信号の取出しを行うと共に、上記シリ
コンセルの上面側に導電ゴムシートを支持台の全面にわ
たって接続し、シリコンセルの下面側に設けた接地端子
に導電性のあるシリコンセル自体を介して上記導電ゴム
シートが電気的に接続されるようにしたので、接地用線
をフレキシブルプリント配線基板に配設する必要がなく
なり、それだけでフレキシブルプリント配線基板上の配
線がし易くなり、全体として薄型でかつ検出精度の優れ
た圧覚センサを提供することが可能となった。
第１図は本発明圧覚センサの基本的構成を示す断面図、 第２図はそのシリコンセルの部分断面図、 第３Ａ図，第３Ｂ図および第３Ｃ図は本発明にかかる支
持台の一例を示す斜視図，部分拡大図およびその支持台
にシリコンセルを装着した状態の斜視図、 第４Ａ図はそのシリコンセル上の配線図、 第４Ｂ図および第４Ｃ図は本発明にかかるフレキシブル
プリント配線基板上の基本的配線状態の一例を示す平面
図および側面図、 第５Ａ図および第５Ｂ図は本発明にかかるフレキシブル
プリント配線基板上の配線の一実施例を示すそれぞれ平
面図およびシリコンセル単位ごとの断面図、 第６Ａ図および第６Ｂ図はそのシリコンセルの支持状態
および負荷状態をそれぞれ示す模式図、 第７Ａ図および第７Ｂ図はそのシリコンセル上に配設さ
れる回路の構成図およびそのシリコンセルの断面図、 第７Ｃ図はそのシリコンセル上のブリッジ回路の構成図
である。 １，1-1〜1-5…シリコンセル、 1A…導電部、 ３…はんだバンプ、 S1，S2…スイッチング素子、 R1〜R4,8…歪ゲージ、 ４…支持台、 ５…枠部、 ６…支持部、 ７…絶縁層、 ９…配線パターン、 10…接地用端子、 11…導電ゴムシート、 12…皮膜、 13…フレキシブルプリント配線基板、 14…溝、 15…導体回路、 V,S,T,t,G…端子、 VE,SE,TE,tE…電極、 LV,LS,LS1〜LS4,LT,Lt…配線、 20…スルーホール。
持台の一例を示す斜視図，部分拡大図およびその支持台
にシリコンセルを装着した状態の斜視図、 第４Ａ図はそのシリコンセル上の配線図、 第４Ｂ図および第４Ｃ図は本発明にかかるフレキシブル
プリント配線基板上の基本的配線状態の一例を示す平面
図および側面図、 第５Ａ図および第５Ｂ図は本発明にかかるフレキシブル
プリント配線基板上の配線の一実施例を示すそれぞれ平
面図およびシリコンセル単位ごとの断面図、 第６Ａ図および第６Ｂ図はそのシリコンセルの支持状態
および負荷状態をそれぞれ示す模式図、 第７Ａ図および第７Ｂ図はそのシリコンセル上に配設さ
れる回路の構成図およびそのシリコンセルの断面図、 第７Ｃ図はそのシリコンセル上のブリッジ回路の構成図
である。 １，1-1〜1-5…シリコンセル、 1A…導電部、 ３…はんだバンプ、 S1，S2…スイッチング素子、 R1〜R4,8…歪ゲージ、 ４…支持台、 ５…枠部、 ６…支持部、 ７…絶縁層、 ９…配線パターン、 10…接地用端子、 11…導電ゴムシート、 12…皮膜、 13…フレキシブルプリント配線基板、 14…溝、 15…導体回路、 V,S,T,t,G…端子、 VE,SE,TE,tE…電極、 LV,LS,LS1〜LS4,LT,Lt…配線、 20…スルーホール。
Claims (4)
- 【請求項１】窓型枠部がマトリックス状に形成された支
持台と、 半導体歪ゲージを組込んだブリッジ回路、および該ブリ
ッジ回路に対するスイッチ手段および端子が配設された
面を下側にして、前記窓型枠部の支持部によって両端が
支持された複数個の方形型シリコンセルと、 該複数個の方形型シリコンセルの上面に共通に配設さ
れ、前記端子のうちの所定の端子と電気的に接続された
導電ゴムシートと を具えたことを特徴とする圧覚センサ。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の圧覚センサに
おいて、 前記導電ゴムシートは前記複数個の方形型シリコンセル
を前記支持台の全面にわたり覆蓋することを特徴とする
圧覚センサ。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項記載の
圧覚センサにおいて、前記所定の端子は接地用端子であ
り、前記導電ゴムシートによって接地用配線を行うこと
を特徴とする圧覚センサ。 - 【請求項４】特許請求の範囲第１項ないし第３項のいず
れかの項に記載の圧覚センサにおいて、フレキシブルプ
リント配線基板を前記方形型シリコンセルの下面側に配
置し、該フレキシブルプリント配線基板の電極が前記所
定の端子以外の端子に電気的に接続されるようにしたこ
とを特徴とする圧覚センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63143630A JPH0660855B2 (ja) | 1988-06-13 | 1988-06-13 | 圧覚センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63143630A JPH0660855B2 (ja) | 1988-06-13 | 1988-06-13 | 圧覚センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01312433A JPH01312433A (ja) | 1989-12-18 |
| JPH0660855B2 true JPH0660855B2 (ja) | 1994-08-10 |
Family
ID=15343223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63143630A Expired - Lifetime JPH0660855B2 (ja) | 1988-06-13 | 1988-06-13 | 圧覚センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0660855B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103486225A (zh) * | 2013-09-25 | 2014-01-01 | 深圳先进技术研究院 | 具有力矩感知功能的谐波减速器 |
-
1988
- 1988-06-13 JP JP63143630A patent/JPH0660855B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103486225A (zh) * | 2013-09-25 | 2014-01-01 | 深圳先进技术研究院 | 具有力矩感知功能的谐波减速器 |
| CN103486225B (zh) * | 2013-09-25 | 2015-12-02 | 深圳先进技术研究院 | 具有力矩感知功能的谐波减速器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01312433A (ja) | 1989-12-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |