JPS639830A

JPS639830A - 触覚センサ

Info

Publication number: JPS639830A
Application number: JP15435086A
Authority: JP
Inventors: Akira Hirano; 明平野
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1986-07-01
Filing date: 1986-07-01
Publication date: 1988-01-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕或る物体が接触したことを検出する触覚センサにおいて
、磁気路に対向し該接触の押圧力で該磁気路に接近し、該
押圧力の除去で該磁気路から遠ざかる磁界発生手段を設
け、該接近時に流れる該磁気路の磁束を検出することに
より、１個の磁気検出器に複数の接触検出箇所が対応可能とな
り、高性能化したものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、ロボットの手等に利用する触覚センサの改良
に関する。

近年、様々の分野でロボッ１・や自動機器が用いられて
おり、それらで接触の有無や接触の分布状態を検出する
触覚センサが組み込まれている。このような触覚センサ
は、壊れ易い物や変形し易い物を掴む用途等に対応し、
複数箇所で接触圧力を検出しその分布を検知できるもの
の開発が望まれている。

〔従来の技術〕

第３図は従来の触覚センサの主要構成とその動作を説明
するための模式図である。

第３図において、触覚センサ１は磁気検出素子（磁気抵
抗素子等）２と永久磁石３を具え、検出素子２に対向す
る永久磁石３は、上方からの押圧力Ｐで検出素子２に接
近し、該押圧力の除去で元の位置に戻るようになってい
る。

そこで、押圧力Ｐを付加しないときの検出素子２の出力
をｖｏとすれば、押圧力Ｐの付加で永久磁石３が接近し
た検出素子２の出力Ｖ、はｖｏより大きくなる。かかる
出力は増幅器で増幅して検出し、該出力の変化で押圧力
Ｐの有無を感知する。

〔発明が解決しようとする問題点〕従来の触覚センサは、磁気検出素子と永久磁石がｌ対１
で対向する構成である。そのため、各触覚センサに素子
出力の増幅回路が必要になると共に、接触分布を検出す
るときは、各検出箇所に触覚センサを配設することが必
要になる。従って、検出可能な分布密度が粗であるとい
う問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点の除去を口約とした本発明は、接触圧力（押
圧力）により磁界発生手段が磁気路に接近し、該磁気路
に磁束が発生または強（なることを利用したものであり
、一連の磁気路に複数の磁界発生手段を設けることで構
成の簡易化と、接触分布の検出を高密度化した。

本発明の一実施例を示す第１図によれば、磁気路１３．
１４と磁気路１３．１４の磁束検出用の磁気検出器１５
．１６および、弾性を有するゴム板１８を介して磁気路１３．１４に複
数個の永久磁石１９が対向してなり、成る物体の接触で
押された永久磁石１９の接近で磁気路１３．１４に磁束
が流れ、該押圧力の除去で該磁束の流れが消滅するよう
に構成してなることを特徴とする。

〔作用〕

上記手段によれば、一連の磁気路に複数個の磁界発生手
段を配設することが可能となり、周辺回路（検出増幅回
路）は磁界発生手段より少なくすることができる。その
ため、従来より接近する複数箇所の触覚を検出可能とし
、周辺回路が大幅に省略可能になった。

〔実施例〕

以下に、図面を用いて本発明の実施例による触覚センサ
を説明する。

第１図は本発明の一実施例による触覚センサの断面図（
イ）とそのカバーシートを除去し他の一部分を破断した
平面図（０）と動作状態を示す断面図（ハ）、第２図は
本発明の他の実施例に・よる触覚センサのカバーシート
を除去し他の一部分を破断した平面図である。

第１図において、触覚センサ１）は基板１２の上面に一
対の磁気路１３と１４、例えばパーマロイにてなり厚さ
１００μｍ程度のコ字形磁気路１３．１４を対向形成し
、その端部の対向間に一対の磁気抵抗素子１５と１６、
例えばバーバーポール型磁気抵抗素子１５゜１６を搭載
する。

次いで、磁気路１３．１４および磁気抵抗素子１５．１
６を埋める絶縁層１７を被着し、その上にゴム弾性を有
するゴムシート１８、例えば厚さが５００μｍ程度の軟
質シリコンゴムシート１日を搭載する。

次いで、ゴムシート１８の上面かつ一対の磁気路１３．
１４に囲われた内側と対向するように、極性が同一方向
を向く複数個の永久磁石１９、例えば４個のアルニコ磁
石１９．〜４を等間隔に搭載したのち、カバーシート２
０を被着してなる。

このような触覚センサ１）は第１図（イ）に示す非動作
時、即ちカバーシート２０の上に押圧力が加わらない時
、磁気路１３に流れる磁束は零または微弱である反面、
第１図（ハ）に示す動作時、即ちカバーシート２０の上
に押圧力Ｐが加わった時、該押圧力で押された磁石１９
．〜４の何れかが磁気路１３に接近し、磁気路１３に流
れる磁束が強くなると、そのことが図示しない検出回路
で検出される。

磁石１９ｚが押下されたときの磁束流を示す第１図（０
）において、磁石１９２の磁束Φは磁気路１３を通り、
磁気検出器１５．１６に検出される。ただし、検出器１
５の出力をＳＩとし検出器１６の出力を５２としたとき
、磁気検出器１６より磁気検出器１５に近い磁石１９２
を押下して得られるＳｌとＳｔの差ΔＳ（Ｓ、−５２）
は正数になる。

そして、磁石１９□に替わり磁気検出器１５より磁気検
出器１６に近い磁石１９３を押下したとき、磁気検出器
１５．１６の出力差ΔＳは負数となり、該出力差ΔＳの
絶対値は、検出器１５または１６に近いとき、即ち磁石
１９□より磁石１９８．磁石１９．より磁石１９４を押
下したときに大きくなる。さらに、同時に複数個の磁石
１９．〜４が押下されたときは、出力Ｓ１と８２の絶対
値を考慮し判別される。

第２図において、触覚センサ１）と同様な断面構造の触
覚センサ２１は、基＃１Ｅ２２の上面に一対の櫛歯状磁
気路２３と２４、例えばパーマロイにてなり厚さ１００
μｍ程度の磁気路２３．２４を対向形成し、その端部お
よび中間の櫛歯対向間にそれぞれの磁気抵抗素子２５、
例えばバーバーポール型磁気抵抗素子２５を搭載する。

次いで、磁気路２３．２４および磁気抵抗素子２５を埋
める絶縁層２６を被着し、その上にゴム弾性を有するゴ
ムシート２７、例えば厚さが５００　ｔｔ　ｍ程度の軟
質シリコンゴムシート２７を搭載する。

次いで、ゴムシート２７の上面かつ一対の磁気路２３．
２４の櫛歯で仕切られた各領域の内側と対向するように
、極性が同一方向を向く複数個の永久磁石２８、例えば
３個のアルニコ磁石２８を等間隔に搭載したのち、カバ
ーシート　（図示せず）を被着してなる。

このような触覚センサ２１は、各磁気抵抗素子２５に磁
気検出回路を接続し、前述の触覚センサ１）と同様に使
用し触覚センサ１）より多くの接触分布を知ることがで
きる。

なお、上記実施例において各磁気路１３，１４，２３．
２４は磁石１９１〜４または２８が接近しても磁束密度
が飽和しない断面積に形成する必要がある。また、磁気
路をマトリックス状に配置し構成すれば、接触圧の２次
元分布を知ることができることを付記する。また、上記
実施例では磁界発注手段として永久磁石を配設したが、
永久磁石に替えて磁性材料に磁性をもたせて配向させた
弾性板状のものを用いても、同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕以上説明したように本発明によれば、１個の磁気検出器
に複数個の磁石が対向、複数箇所の触覚を検知できるた
め、周辺回路が従来よりも大幅に省略可能であり、かつ
従来よりも接近し接触の有無を検知可能となった効果は
極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による触覚センサの主要構成
と動作説明図、第２図は本発明の他の実施例による触覚センサの一部を
破断した平面図、第３図は従来の触覚センサの主要構成を示す模式図、である。図中において、１）．２１　は触覚センサ、１３、１４．２３．２４は磁気路、１５．１６．２５は磁気検出器、１９．１９．〜４は永久磁石、を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）磁気路（１３，１４）と該磁気路（１３，１４）
の磁束検出用の磁気検出器（１５，１６）および、押圧力で該磁気路（１３，１４）に接近し該圧力の除去
で該磁気路から遠ざかる磁界発生手段とを具えてなるこ
とを特徴とする触覚センサ。
（２）前記磁界発生手段が弾性を有する板（１８）を介
して前記磁気路（１３，１４）に対向する永久磁石（１
９）であることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項
記載の触覚センサ。
（３）一連の前記磁気路（１３，１４）に対向し複数個
の前記永久磁石（１９）が対向することを特徴とする前
記特許請求の範囲第２項記載の触覚センサ。
（４）複数個の前記永久磁石（１９）が対向する一連の
前記磁気路（１３，１４）が複数個連設してなることを
特徴とする前記特許請求の範囲第３項記載の触覚センサ
。