JPH0825276A - タッチセンサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目 的】 本発明は、賞品を把持して取得する捕獲ケ
ーム機等に使用されるロボットハンド装置でハンドが賞
品に接触したことを検出するタッチセンサの改良に関す
るもので、棒状のアームに移動可能な状態でぶら下がっ
ている軽量の賞品にハンドが接触したことを検出するに
は、従来より実施されていた検出ドグにより通常のスイ
ッチを押す構成のタッチセンサでは賞品が移動してしま
うので検出圧力がスイッチを押す力より弱く検出が不可
能であった。本発明は極めて弱い押し圧力でも動作する
タッチセンサを得るのが目的である。 【構 成】 本発明に成るタッチセンサーは、絶縁材よ
り成り円弧状接点支承面を有する保持部材と、前記接点
支承面に沿って円弧状を成すと共に一方の接点を形成す
る並設された導電性線状部材と、該一方の接点の外側に
小空隙を介して対向するように円弧状に設けられ前記一
方の接点との対向面にジグザグ状の導体パターンが印刷
され該印刷パターンが他方の接点を形成する可撓性印刷
配線基板とを有する構成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワークの把持を目的と
するロボットハンド等でのワークとの接触を検知するた
めのタッチセンサーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来技術に成るロボットハンドの例の構
成を図６〜８に示す。図６はハンド１を上面より見た平
面図、図７はその側面断面図である。ハンド１の構成
は、モータ１８の出力軸１８ー１に固着されたカム１０
の周縁近傍にピン９が設けられ、該ピン９がリンク４の
一方の端部に形成された長溝４ー１に嵌着し、モータ１
８の回転運動をリンク４の直線運動に変換している。

【０００３】そして前記リンク４は直線運動の案内とな
るリンクガイド６で保持されており、その他端には支軸
５で転回自在に軸支された対のフィンガー２が可動ピン
３で連結されており、前記対のフィンガー２は、モータ
１８の回転に伴うリンク４の直線運動により可動ピン３
を介して支軸５を中心として開閉動作する。又、リンク
４の一方の端部の長溝４ー１の周囲は、その両端に夫々
スイッチ作動面Ａ４ー２１及び同Ｂ４ー２２を有するリ
ンクのカム部４ー２を形成しており、リンクの直線運動
により前記両スイッチ作動面Ａ，Ｂに夫々対向配置され
るリミットスイッチ７を動作させ、フィンガー２の作動
範囲を制限している。

【０００４】ハンド１の先端にワーク１１との接触を検
出するためタッチセンサーが設けられ該タッチセンサー
は、図８に示すようにドグ１２と、ドグガイド１４とス
プリング１３とスイッチ１５より構成され、ドグ１２が
ワーク１１に当接するとドグガイド１４により直線動作
してスイッチ１５を押してワークとの接触を検出してタ
ッチセンサーとして動作する。ハンド１のワーク１１を
把持する動作は、上記のタッチセンサーのスイッチ１５
の動作によりモータ１８が回転しリンク４の直線運動に
より、その先端に設けられたフィンガー２を閉じる作動
するものである。

【０００５】対を成すフィンガー２によりワーク１１を
正確に把持するためのタッチセンサーは、上述の通り内
蔵されたバネで接点を動作するスイッチ１５と介在する
スプリング１３を使用しているため、動作圧の低減にも
限界があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の如き従来の構成
のタッチセンサーは、例えば賞品を把持し取得する捕獲
ゲーム機のような、棒状のアームに移動可能な状態でぶ
ら下がっている軽量のワーク１１を検知しようとする場
合、ドグ１２を押す力が弱く検出不能となり把持の誤動
作を回避できない問題があった。そして把持確度向上の
ためにスイッチ１５の内部バネ圧やスプリング１３を弱
くする試みも行われたが、当該装置の起動・停止時のシ
ョック，振動、ドグ１２のイナーシャやドグ１２とドグ
ガイド１４の接触摩擦等の影響による誤動作が派生して
いた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に成るタッチセン
サーは、絶縁材より成り円弧状接点支承面を有する保持
部材と、前記接点支承面に沿って円弧状を成すと共に一
方の接点を形成する並設された導電性線状部材と、該一
方の接点と小空隙を介して対向するように円弧状に設け
られ前記一方の接点との対向面にジグザグ状の導体パタ
ーンが印刷され該印刷パターンが他方の接点を形成する
可撓性印刷配線基板とを有する構成となっており、ハン
ドのカバーの先端に設ける。

【０００８】

【作 用】上述の如き構成においては、可撓性印刷配線
基板がワークに接触し、該可撓性印刷配線基板が変形し
て一方の接点である円弧状の導電性線状部材と接触して
接点回路が閉接してワークとの接触を検出する構成であ
るから、検出圧が可撓性印刷配線基板２０の弾性によっ
て決まるため、可撓性印刷配線基板２０の材質選択によ
り、微小な接触圧においても検出可能となる。そしてワ
ーク１１と離間する非検出状態では、印刷配線基板２０
はその両端を筐体で保持され円弧状に曲げて装着されて
いるので、それ自身の張力により円弧状態が保たれるほ
かその質量が小さいこともあって当該装置の衝撃や振動
による撓みでの誤接触の危惧の無い事が確認されてい
る。

【０００９】

【実施例】以下図面によって本発明の実施例を説明す
る。図１，図２，及び図３は図６に示した上述従来技術
に成るロボットハンド１の構成に装着される本発明にな
るタッチセンサーの構成略図１と図１のＢ部拡大図及び
Ａ−Ａ’断面図である。

【００１０】図１及び図２に見るように、タッチセンサ
ーを構成する接点は、カバー１９の上部に固定された円
弧状の接点保持部材２４の接点支承面２４−１に貼着さ
れその両端部が電極プレート２２で保持される２本の接
点ワイヤー２１と、該接点ワイヤー２１の外側に小空隙
を介して対向する可撓性印刷配線基板２０の印刷パター
ン２３とより成る。

【００１１】前記一方の接点を構成する接点ワイヤ２１
は円弧状を成す接点保持部材２４の表面に固着配設され
て円弧状態が確保され、他方の接点を形成する可撓性印
刷配線基板２０はほぼ１８０度に曲げたＵ字形でその両
端をカバー１９に固着することで円弧状態が維持され
る。この可撓性印刷配線基板２０の円弧状態の維持は、
作動すべきワークとの接触以外には撓むことがあっては
ならないが、両端をカバー１９に固定することで一方の
接点である接点ワイヤー２１との空隙を設定するように
なっており、通常のロボットハンド装置の作動や移動等
の取り扱いでは無用な撓みによる接触の危惧のない事が
確認されている。

【００１２】図３は図１におけるＡ−Ａ’断面で、一方
の接点である並列に設けられている２本の接点ワイヤー
２１とこれと対向する可撓性配線基板２０による他方の
接点との近接状態を示しており、図４は他方の接点を形
成する可撓性印刷基板２０に印刷される接点用導体パタ
ーン２３の例で、上述の通り一方の接点を形成する接点
ワイヤー２１が帯方向に並ぶように配置されるので、こ
れとの接触を確実をするためジグザグに印刷することが
好ましいものとして例示している。

【００１３】図５は、ハンド１がワーク１１の方向に移
動しワーク１１がフィンガ２（図示せず）の内側に入
り、ワーク１１に可撓性印刷配線基板２０が接触する
と、該可撓性印刷配線基板２０自体の弾性によって接触
部分が内側へ歪み、その内面に印刷された導体パターン
２３と接点保持部材２４の表面に貼着された接点ワイヤ
２１が接触し電気的に導通することでタッチセンサとし
て動作する状態を示している。

【００１４】可撓性印刷配線基板２０に印刷する配線パ
ターン２３は基板の柔軟性を損なわず又導体面積が大き
いことが望まれ、図４に示すようなジグザグ形状が好ま
しい。

【００１５】

【発明の効果】本発明に成るタッチセンサーは、検出圧
が可撓性印刷配線基板２０の弾性によって決まるため、
可撓性印刷配線基板２０の材質選択により、微小な接触
圧においても検出可能となる。そしてワーク１１と離間
する非検出状態では、印刷配線基板２０はその両端を筐
体で保持され円弧状に曲げて装着されているので、それ
自身の張力により円弧状態が保たれるほかその質量が小
さいこともあって当該装置の衝撃や振動による撓みでの
誤接触の危惧も無く、ワークを選択せずに信頼性の高い
ロボットハンドを実現できる作用効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に成るロボットハンドのタッチセンサー
を示す構成略図である。

【図２】図１の例のＢ部拡大図である。

【図３】図１の例のＡ−Ａ’断面図である。

【図４】図１の例の他方の接点を形成する可撓性配線基
板に印刷される導体パターンの例を示す部分図である。

【図５】ワークの当接による他方の接点である可撓性配
線基板の撓み動作の説明図である。

【図６】従来技術に成るロボットハンドの構成図であ
る。

【図７】図６の例の縦断面図である。

【図８】図６の例でのタッチセンサーの構造の説明図で
ある。

【符号の説明】

１ ハンド ２ フィンガ ３ 可動ピン ４ リンク ４−１ 長溝 ４−２ リンクのカム部 ４−２１ スイッチ作動面Ａ ４−２２ スイッチ作動面Ｂ ５ 支軸 ６ リンクガイド ７ リミットスイッチ ８ 取付板 ９ ピン １０ カム １１ ワーク １２ ドグ １３ スプリング １４ ドグガイド １５ スイッチ １６ カバーＡ １７ カバーＢ １８ モータ １８ー１ 出力軸 １９ カバーＣ ２０ 可撓性印刷配線基板 ２１ 接点ワイヤ ２２ 電極プレート ２３ 導体パターン ２４ 接点保持部材 ２４ー１ 円弧状接点支承面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外力により接点の離接が行われるタッチ
   センサーにおいて、対を成す両接点部材は円弧状を成し
   小空隙で対向する如く配置されると共に、該接点は一方
   が剛性を備え、他方が可撓性を備えることを特徴とする
   タッチセンサー。
2. 【請求項２】 絶縁材より成り円弧状接点支承面を有す
   る保持部材と、前記接点支承面に沿って円弧状を成すと
   共に一方の接点を形成する導電性線状部材と、該一方の
   接点と小空隙を介して対向するように円弧状に設けられ
   前記一方の接点との対向面に導体パターンが印刷され該
   印刷パターンが他方の接点を形成する可撓性印刷配線基
   板とを有することを特徴とするタッチセンサー。
3. 【請求項３】 前記導電性線状部材が、複数の並設され
   た線状部材であることを特徴とする請求項２に記載のタ
   ッチセンサー。
4. 【請求項４】 前記可撓性印刷配線基板の印刷配線パタ
   ーンが、ジグザグに形成されていることを特徴とする請
   求項２，３に記載のタッチセンサー。