WO2022038938A1 - 触覚センシングシステム - Google Patents

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WO2022038938A1
WO2022038938A1 PCT/JP2021/026661 JP2021026661W WO2022038938A1 WO 2022038938 A1 WO2022038938 A1 WO 2022038938A1 JP 2021026661 W JP2021026661 W JP 2021026661W WO 2022038938 A1 WO2022038938 A1 WO 2022038938A1
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shear force
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electrodes
aggregate
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実里 鍋藤
博史 北島
寛規 古賀
小也香 土肥
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Omron Corp
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Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40625—Tactile sensor

Definitions

  • the technology disclosed in this application relates to a tactile sensing system.
  • the following technology is known as a tactile sensing system including a tactile sensor that comes into contact with an object.
  • Patent Document 1 includes a tactile sensor capable of outputting a signal according to a pressure distribution and a shear force distribution of a contact surface in contact with an object, and a touch including a microcontroller to which a signal output from the tactile sensor is input. Pad devices are disclosed.
  • Patent Document 2 discloses a tactile detection technique including a tactile sensor capable of outputting a signal according to a pressure distribution and a shear force distribution of a contact surface in contact with an object, and an external power source connected to the tactile sensor. It has been disclosed.
  • Patent Document 1 does not describe the specific use of the pressure distribution and the shear force distribution detected by the tactile sensor.
  • Patent Document 2 describes that the above-mentioned tactile detection technique can be applied to a personal convenience robot capable of supporting human life, but the matter relating to a robot having a pair of gripping portions for gripping a work is described. Not listed.
  • One aspect of the technique disclosed in the present application is to obtain a tactile sensing system capable of efficiently providing tactile information useful for controlling a robot to a controller that controls a robot having a pair of gripping portions. ..
  • the work is provided on the facing surfaces of the pair of grip portions provided on the robot and gripped by the pair of grip portions.
  • a pair of tactile sensors that come into contact with each other and an output unit electrically connected to the pair of tactile sensors are provided, and each of the tactile sensors has a contact surface with the work, and also has an elastic layer and the elastic layer.
  • the first electrode layer is provided with a capacitive sensor unit having a laminated structure in which the first electrode layer and the second electrode layer located on both sides of the contact surface are laminated in the normal direction of the contact surface.
  • the second electrode layer has one or more second electrodes, and two or more of the plurality of first electrodes are the second when viewed in the normal direction.
  • the sensor unit outputs a plurality of signals corresponding to each of the plurality of first electrodes, and the output unit outputs all or a part of the plurality of signals. Based on this, the pressure values of the plurality of pressure detection positions in the contact surface are calculated, and all or part of the plurality of partially overlapping electrode signals corresponding to each of the plurality of partially superimposed electrodes among the plurality of signals.
  • a tactile sensing system that calculates one aggregate shear force value for the entire contact surface based on the above, and outputs pressure distribution data representing each pressure value of the plurality of pressure detection positions and the aggregate shear force value data. Is provided.
  • tactile information useful for controlling the robot can be efficiently provided to the controller that controls the robot having a pair of grip portions.
  • FIG. 3 is a plan view showing a state in which the plurality of second electrodes, the elastic layer, and the substrate of FIG. 3 are overlapped with each other. It is a bottom view of the substrate of FIG. It is a figure explaining an example of the manufacturing method of the tactile sensor of FIG. It is a figure which shows the first example of the state which the work is gripped by the pair of gripping portions of FIG.
  • FIG. 3 is a plan view illustrating an example of a translational force ⁇ Fx in the X-axis direction acting on a work gripped by a pair of gripping portions in FIG. 1. It is a flowchart which shows an example of the flow of the data output processing of the translational force ⁇ Fx value in the output part of FIG. FIG.
  • FIG. 3 is a plan view illustrating an example of a translational force ⁇ Fy in the Y-axis direction acting on a work gripped by a pair of gripping portions in FIG. 1. It is a flowchart which shows an example of the flow of the data output processing of the translational force ⁇ Fy value in the output part of FIG. It is a flowchart which shows an example of the flow of the data output processing of the rotation moment MRx value in the output part of FIG. It is a flowchart which shows an example of the flow of the data output processing of the rotation moment MRy value in the output part of FIG. It is a vertical sectional view of the tactile sensor which concerns on 2nd Embodiment. It is a top view of the 2nd electrode layer of FIG. 32.
  • FIG. 3 is a plan view showing a state in which the second electrode, the elastic layer, and the substrate of FIG. 32 are overlapped with each other. It is a figure explaining an example of the moment length in the tactile sensor of FIG. 32. It is a vertical sectional view of the tactile sensor which concerns on 3rd Embodiment. It is a top view of the 2nd electrode layer of FIG. 36.
  • FIG. 3 is a plan view showing a state in which the second electrode, the elastic layer, and the substrate of FIG. 36 are overlapped with each other. It is a figure explaining an example of the moment length in the tactile sensor of FIG. 36. It is a vertical sectional view of the tactile sensor which concerns on 4th Embodiment. It is a top view of the 2nd electrode layer of FIG. 40.
  • FIG. 3 is a plan view showing a state in which the second electrode, the elastic layer, and the substrate of FIG. 40 are overlapped with each other.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of the robot system 100.
  • the robot system 100 includes a robot 102 and a controller 104.
  • the robot 102 is, for example, an articulated robot, and includes a robot arm 106 and a robot hand 108.
  • the robot arm 106 includes a plurality of joints 110.
  • the robot hand 108 is provided at the tip of the robot arm 106.
  • the robot hand 108 is connected to the tip of the robot arm 106 via the wrist joint portion 112.
  • the robot hand 108 is provided with a pair of grip portions 114.
  • the pair of grips 114 are arranged so as to face each other.
  • the pair of grips 114 are brought into contact with each other in directions facing each other by driving a drive unit (not shown).
  • a drive unit not shown.
  • the controller 104 controls the robot 102 and is electrically connected to the robot 102.
  • the controller 104 is connected to the robot 102 by wire, but the controller 104 may be wirelessly connected to the robot 102.
  • the robot system 100 is equipped with a tactile sensing system 1.
  • the tactile sensing system 1 includes a pair of tactile sensors 10 and an output unit 12.
  • the pair of tactile sensors 10 are provided on the facing surfaces 114A of the pair of grip portions 114, respectively.
  • the pair of tactile sensors 10 are provided at a position where the work W is in contact with the work W when the work W is gripped by the pair of grip portions 114, that is,, for example, at a portion of the tips of the pair of grip portions 114 facing each other. There is.
  • the output unit 12 is electrically connected to the pair of tactile sensors 10.
  • the output unit 12 may be connected to the pair of tactile sensors 10 by wire, or may be connected to the pair of tactile sensors 10 wirelessly.
  • the output unit 12 has a function of performing various processes based on the data output from the pair of tactile sensors 10 and outputting the data based on the result of this process to the controller 104.
  • the output unit 12 is provided on the wrist joint portion 112 as an example.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an example of the pair of tactile sensors 10 of FIG.
  • the pair of tactile sensors 10 are plane-symmetrical in the directions facing each other.
  • the X-axis direction corresponds to the first direction orthogonal to the direction in which the pair of tactile sensors 10 face each other
  • the Y-axis direction corresponds to the second direction orthogonal to the direction in which the pair of tactile sensors 10 face each other, and the Z-axis direction.
  • the direction corresponds to the direction in which the pair of tactile sensors 10 face each other.
  • the X-axis direction is orthogonal to the Y-axis direction.
  • the X-axis direction corresponds to the vertical direction of the tactile sensor 10
  • the Y-axis direction corresponds to the horizontal direction of the tactile sensor 10.
  • the tactile sensor 10 includes a support plate 14, a substrate 16, and a sensor unit 18.
  • the support plate 14 is configured separately from the grip portion 114 (see FIG. 1) described above, and is fixed to the grip portion 114.
  • the support plate 14 may be integrally configured with the grip portion 114.
  • the substrate 16 is fixed to the support plate 14, and the sensor unit 18 is provided on the substrate 16. The details of the sensor unit 18 will be described in detail later.
  • FIG. 3 is a vertical sectional view of the tactile sensor 10 according to the first embodiment.
  • the tactile sensor 10 according to the first embodiment includes a sensor unit 18 and a substrate 16.
  • the sensor unit 18 is of a capacitance type. More specifically, the sensor unit 18 is a self-capacity method and has a laminated structure in which a plurality of layers are laminated. That is, the sensor unit 18 has an insulating layer 20, an elastic layer 22, a first electrode layer 24, and a second electrode layer 26 as a plurality of layers. The first electrode layer 24 and the second electrode layer 26 are located on both sides of the elastic layer 22.
  • the insulating layer 20 is located on the opposite side of the elastic layer 22 with respect to the second electrode layer 26.
  • the insulating layer 20 forms a surface layer portion of the sensor portion 18.
  • the surface of the insulating layer 20 is formed as a contact surface 28 with the work W (see FIG. 1).
  • the insulating layer 20 may be omitted. When the insulating layer 20 is omitted, the surface of the surface layer formed on the second electrode layer 26 and the second electrode layer 26 is referred to as the contact surface 28.
  • the elastic layer 22 is a dielectric.
  • the elastic layer 22 has flexibility and elasticity.
  • the elastic layer 22 is formed by, for example, a gel.
  • the insulating layer 20, the elastic layer 22, the first electrode layer 24, and the second electrode layer 26 are laminated in the Z-axis direction.
  • the Z-axis direction corresponds to the normal direction of the contact surface 28.
  • the insulating layer 20, the elastic layer 22, the first electrode layer 24, and the second electrode layer 26 are adhered to each other by, for example, an adhesive.
  • the insulating layer 20 preferably has a size that covers the entire surface of the second electrode layer 26 in order to increase the adhesive strength of the entire sensor portion 18.
  • the first electrode layer 24 has a plurality of first electrodes 34.
  • the plurality of first electrodes 34 are formed on the first surface 16A on the sensor portion 18 side of the substrate 16.
  • a plurality of capacitance detection ICs (Integrated Circuits) 44 are mounted on the second surface 16B on the side opposite to the sensor unit 18 of the substrate 16.
  • the plurality of first electrodes 34 and the plurality of capacitance detection ICs 44 are connected by a through-hole via 46 extending in the plate thickness direction of the substrate 16.
  • FIG. 4 is a plan view of the substrate 16 of FIG.
  • the plurality of first electrodes 34 formed on the first surface 16A of the substrate 16 are arranged in a matrix along the XY plane. That is, the plurality of first electrodes 34 are arranged with the X-axis direction as the vertical direction and the Y-axis direction as the horizontal direction.
  • the XY plane is a plane parallel to the above-mentioned contact surface 28 (see FIG. 2).
  • the plurality of first electrodes 34 are independent of each other.
  • the plurality of first electrodes 34 have the same shape.
  • the plurality of first electrodes 34 are formed in a square shape in a plan view. Plane view corresponds to viewing in the Z-axis direction.
  • the plurality of first electrodes 34 are arranged six by six in the X-axis direction and six by six in the Y-axis direction. That is, the number of the plurality of first electrodes 34 is 36.
  • the plurality of first electrodes 34 are arranged at equal intervals in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively.
  • FIG. 5 is a plan view of the second electrode layer 26 of FIG.
  • the second electrode layer 26 is composed of a plurality of second electrodes 36 which are single layers.
  • the plurality of second electrodes 36 are formed of, for example, conductive rubber.
  • the plurality of second electrodes 36 are each formed in a flat plate shape.
  • the plurality of second electrodes 36 may be connected to the ground of the substrate 16 or may float with respect to the ground.
  • the plurality of second electrodes 36 form a plurality of islands independent of each other.
  • the plurality of second electrodes 36 are arranged in a matrix along the XY plane. That is, the plurality of second electrodes 36 are arranged with the X-axis direction as the vertical direction and the Y-axis direction as the horizontal direction.
  • the plurality of second electrodes 36 have the same shape.
  • the plurality of second electrodes 36 are each formed into a square in a plan view.
  • the number of the plurality of second electrodes 36 is smaller than the number of the plurality of first electrodes 34 (see FIG. 4) described above.
  • the plurality of second electrodes 36 are arranged three by three in the X-axis direction and three by three in the Y-axis direction. That is, the number of the plurality of second electrodes 36 is nine.
  • the plurality of second electrodes 36 are arranged at equal intervals in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively.
  • FIG. 6 is a plan view showing a state in which the plurality of second electrodes 36 of FIG. 3, the elastic layer 22 and the substrate 16 are overlapped with each other.
  • the plurality of second electrodes 36 are arranged so as to overlap all of the plurality of first electrodes 34 in a plan view.
  • Each of the plurality of second electrodes 36 is formed so as to partially overlap each of the four first electrodes 34 adjacent to each other in the X-axis direction and the Y-axis direction among the plurality of first electrodes 34 in a plan view. There is.
  • Each second electrode 36 is located at the center of the four first electrodes 34 in a plan view and partially overlaps with the four first electrodes 34.
  • all of the plurality of first electrodes 34 partially overlap with the plurality of second electrodes 36.
  • all of the plurality of first electrodes 34 correspond to an example of "a plurality of partially superimposed electrodes partially overlapping the plurality of second electrodes", and are output from the plurality of first electrodes 34.
  • the plurality of signals correspond to an example of "plurality of partially overlapping electrode signals”.
  • the capacitance C [F] between the first electrode 34 and the second electrode 36 is obtained by the following equation.
  • C ⁇ ⁇ A / d ⁇ is the dielectric constant [Fm -1 ] of the elastic layer 22
  • A is the area where the first electrode 34 and the second electrode 36 overlap in a plan view [m 2 ]
  • d is the first along the Z-axis direction.
  • the capacitance C changes according to the change in the distance d. Further, in the sensor unit 18, when a shearing force is applied to the contact surface 28 and the overlapping area A of the first electrode 34 and the second electrode 36 changes, the capacitance C changes according to the change in the area A.
  • the pressure applied to the contact surface 28 corresponds to the force applied to the contact surface 28 along the Z-axis direction.
  • the shearing force applied to the contact surface 28 corresponds to a force applied to the contact surface 28 along a direction orthogonal to the Z-axis direction.
  • the direction orthogonal to the Z-axis direction includes an X-axis direction, a Y-axis direction, and a direction in which the X-axis direction and the Y-axis direction are combined.
  • the plurality of first electrodes 34 are driven by the capacitance detection IC 44 (see FIGS. 3 and 7) described later, and output a signal corresponding to the capacitance C between the first electrode 34 and the second electrode 36. That is, the sensor unit 18 outputs a plurality of signals corresponding to each of the plurality of first electrodes 34.
  • the plurality of signals are analog signals.
  • FIG. 7 is a bottom view of the substrate 16 of FIG.
  • the plurality of capacitance detection ICs 44 are arranged in a matrix along the XY plane. That is, the plurality of capacitance detection ICs 44 are arranged with the X-axis direction as the vertical direction and the Y-axis direction as the horizontal direction.
  • the plurality of capacitance detection ICs 44 have the same configuration. As an example, the plurality of capacitance detection ICs 44 are arranged three by three in the X-axis direction and three by three in the Y-axis direction. That is, the number of the plurality of capacitance detection ICs 44 is nine.
  • Each capacitance detection IC 44 is connected to four first electrodes 34 that overlap with the capacitance detection IC in a plan view.
  • Each capacitance detection IC 44 has a configuration capable of driving four first electrodes 34 and outputting data corresponding to the signals output from the four first electrodes 34.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a method for manufacturing the tactile sensor 10 of FIG.
  • the tactile sensor 10 is manufactured, for example, as follows. That is, a plurality of capacitance detection ICs 44 are mounted on the second surface 16B of the substrate 16 in which the plurality of first electrodes 34 are formed on the first surface 16A by the pattern. A plurality of through-hole vias 46 are formed on the substrate 16, and the plurality of capacitance detection ICs 44 are connected to the plurality of first electrodes 34 via the plurality of through-hole vias 46.
  • the elastic layer 22 is laminated on the first electrode layer 24 having the plurality of first electrodes 34.
  • a second electrode layer 26 composed of a plurality of second electrodes 36 (see FIG. 5) is laminated on the elastic layer 22, and an insulating layer 20 is further laminated on the second electrode layer 26.
  • the insulating layer 20, the elastic layer 22, the first electrode layer 24, and the second electrode layer 26 are adhered to each other by, for example, an adhesive.
  • the tactile sensor 10 is manufactured in the above manner.
  • FIG. 9 is a diagram showing a first example of a state in which the work W is gripped by the pair of gripping portions 114 of FIG.
  • the work W is, for example, a cylinder or a sphere.
  • FIG. 10 is a diagram showing a second example of a state in which the work W is gripped by the pair of gripping portions 114 of FIG.
  • the work W is, for example, a quadrangular prism or a rectangular parallelepiped.
  • the surface of the work W is larger than the contact surface 28.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of shearing forces Fx, Fy and moments Mx, My, Mz acting on the contact surface 28 of the tactile sensor 10 of FIG.
  • Shear forces Fx, Fy and moments Mx, My, Mz may act on the contact surface 28 of the tactile sensor 10 as a force acts on a work (not shown).
  • the shear force Fx is a force along the X-axis direction
  • the shear force Fy is a force along the Y-axis direction.
  • the moment Mx is a moment around the X-axis direction
  • the moment My is a moment around the Y-axis direction
  • the moment Mz is a moment around the Z-axis direction.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of moment lengths dx and dy in the tactile sensor 10 of FIG.
  • identification numbers 1 to 9 are shown for the plurality of second electrodes 36.
  • each of the plurality of second electrodes 36 is referred to as a second electrode 36-1 to 9.
  • the moment length dx shown in FIG. 12 is the length used when calculating the moment Mx (see FIG. 11) around the X-axis direction.
  • the moment length dx corresponds to the distance along the Y-axis direction between the center of the second electrode 36-3 located away from the center of the contact surface 28 in the Y-axis direction and the center of the contact surface 28. do.
  • the moment length dy shown in FIG. 12 is the length used when calculating the moment My (see FIG. 11) around the Y-axis direction.
  • the moment length dy corresponds to the distance along the X-axis direction between the center of the second electrode 36-1 located away from the center of the contact surface 28 in the X-axis direction and the center of the contact surface 28. do.
  • FIG. 13 is a plan view illustrating an example of the displacement ⁇ x and the displacement ⁇ y in the tactile sensor 10 of FIG.
  • the capacitances C 00 to C 55 between each of the plurality of first electrodes 34 and the second electrode 36 are shown corresponding to each of the plurality of first electrodes 34.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of displacement ⁇ x and displacement ⁇ z in the tactile sensor 10 of FIG. 14 shows the cases of (A) without vertical load Fz', (B) with vertical load Fz', (C) with shear force Fx, and (D) with vertical load Fz'+ with shear force Fx, respectively. ing.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of displacement ⁇ y and displacement ⁇ z in the tactile sensor 10 of FIG.
  • FIG. 15 shows the cases of (A) without vertical load Fz', (B) with vertical load Fz', (C) with shear force Fy, and (D) with vertical load Fz'+ with shear force Fy, respectively. ing.
  • the displacement ⁇ x corresponds to the distance that the second electrode 36 moves along the X-axis direction due to the action of the shear force Fx.
  • the displacement ⁇ y corresponds to the distance that the second electrode 36 has moved along the Y-axis direction due to the action of the shearing force Fy.
  • the distance Z 0 corresponds to the distance along the Z-axis direction between the first electrode 34 and the second electrode 36 when the vertical load Fz'is not applied. ..
  • the displacement ⁇ z corresponds to the distance that the second electrode 36 moves toward the first electrode 34 along the Z-axis direction due to the action of the vertical load Fz'.
  • Equation 1 holds.
  • C 01_0 K2 / Z 0
  • C 00_0 and C 01_0 are the capacitances between the adjacent first electrode 34 and the second electrode 36 when the vertical load Fz'is not acting, and K1 and K2 are constants.
  • the same equation as in Equation 1 holds for the capacitance between the other adjacent first electrodes 34 and the second electrode 36.
  • C 00_z K1 / (Z 0 - ⁇ z)
  • C 01_z K2 / (Z 0 - ⁇ z)
  • C 00_z and C 01_z are the capacitances between the adjacent first electrode 34 and the second electrode 36 when only the vertical load Fz'is applied.
  • Equation 1 the following can be obtained for the displacement ⁇ z of the second electrode 36 with respect to one of the first electrodes 34.
  • Z 0 K1 / C 00_0
  • ⁇ z K1 (1 / C 00_0 -1 / C 00_z )
  • ⁇ z K2 (1 / C 01_0 -1 / C 01_z )
  • the displacement ⁇ z of the second electrode 36 with respect to the other first electrode 34 can also be obtained in the same manner as described above.
  • C 00_x K1 / Z 0 + ⁇ x ⁇ Kp / Z 0
  • C 01_x K2 / Z 0 - ⁇ x ⁇ Kp / Z 0
  • C 00_x and C 01_x are the capacitances between the first electrode 34 and the second electrode 36 adjacent to each other in the x direction when only the shear force Fx is acting, and Kp is a constant.
  • ⁇ x Z 0 / Kp ⁇ (C 01_0 -C 01_x )
  • the displacement ⁇ x of the second electrode 36 with respect to the other first electrode 34 can also be obtained in the same manner as described above.
  • C 00_zx K1 / (Z 0 - ⁇ z) + ⁇ x ⁇ Kp / (Z 0 - ⁇ z)
  • C 01_zx K2 / (Z 0 - ⁇ z) - ⁇ x ⁇ Kp / (Z 0 - ⁇ z)
  • C 00_zx and C 01_zx are the capacitances between the first electrode 34 and the second electrode 36 when only the vertical load Fz'and the shearing force Fx are acting.
  • the displacements ⁇ z and ⁇ x of the second electrode 36 with respect to the other first electrodes 34 can also be obtained in the same manner as described above.
  • the displacements ⁇ x, ⁇ y and ⁇ z of the second electrode 36 with respect to the first electrode 34 can be obtained as follows. In the range of the four first electrodes 34 that partially overlap the one second electrode 36, the values of the displacement ⁇ z in each of the first electrodes 34 are often close to each other, so that the values of the displacement ⁇ z are common. Suppose. In that case, the magnitude (capacitance value) of the signal corresponding to each first electrode 34 is proportional to the overlapping area of each first electrode 34 with the second electrode 36.
  • Equation 6 the sum of the four overlapping areas is 4a 2 , which is a constant. Therefore, from the sum 4a 2 of the four overlapping areas and the equation 5, the overlapping areas S 00 , S 01 , S 10 and S 11 are known values. From the above, unknown displacements ⁇ x and ⁇ y can be calculated by the simultaneous equations of Equation 6.
  • the displacements ⁇ z assumed to be common values may be corrected to the individual displacements ⁇ z in each first electrode 34 by using them as known values.
  • This correction is performed by, for example, acquiring the correlation between the displacements ⁇ x and ⁇ y and the four displacements ⁇ z in advance in an environment where the true values of the four displacements ⁇ z can be measured by another means and using it. It can be carried out. The acquisition of this correlation may be performed by machine learning.
  • the displacement ⁇ z in the four first electrodes 34 may be calculated individually by the method described.
  • the displacements ⁇ x and ⁇ y mainly change while the displacement ⁇ z does not change so much. Therefore, it is possible to treat the displacement ⁇ z as a known value and obtain the displacements ⁇ x and ⁇ y more accurately. can.
  • calculating the pressure value of each of the plurality of pressure detection positions is calculated when it is assumed that the displacement ⁇ z at the plurality of pressure detection positions such as the four first electrodes 34 is common. It includes treating the pressure value based on the common displacement ⁇ z as the pressure value at each pressure detection position. Further, “calculating the aggregated pressure value by calculating the representative value for each pressure value of the plurality of pressure detection positions” means that the displacement ⁇ z at the plurality of pressure detection positions such as the four first electrodes 34 is determined. This includes calculating the aggregated pressure value using the pressure value based on the calculated common displacement ⁇ z as a representative value when it is assumed to be common.
  • the output unit 12 has a plurality of first electrodes 34 including at least one partially overlapping electrode which is a first electrode 34 whose shear force Fx and Fy values partially overlap with the second electrode 36. Based on the plurality of signals corresponding to each of the above, the calculation is made so as to eliminate the influence of the pressure on the plurality of signals.
  • FIG. 16 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the tactile sensor 10, the output unit 12, and the controller 104 of FIG.
  • the output unit 12 includes a first multiplexer 50, a second multiplexer 52, a CPU (Central Processing Unit) 54, a ROM (Read Only Memory) 56, and a RAM (Random Access Memory) 58.
  • a CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • a plurality of capacitance detection ICs 44 are connected to the first multiplexer 50 and the second multiplexer 52.
  • the data output from the plurality of capacitance detection ICs 44 is input to the first multiplexer 50 and the second multiplexer 52.
  • the first multiplexer 50 and the second multiplexer 52 are connected to the CPU 54.
  • the data output from the first multiplexer 50 and the second multiplexer 52 is input to the CPU 54. Further, data output from the controller 104, which will be described later, is input to the CPU 54.
  • the CPU 54 uses the RAM 58 as a primary storage area and executes the program 60 stored in the ROM 56. As will be described later, the program 60 records various processes for the CPU 54 to perform an operation based on the data output from the tactile sensor 10 and the data output from the controller 104 and output the data to the controller 104. ..
  • the output unit 12 is connected to the controller 104 so as to be able to communicate by wire or wirelessly.
  • the controller 104 includes a CPU 124, a ROM 126, and a RAM 128.
  • the data output from the output unit 12 is input to the CPU 124.
  • the CPU 124 uses the RAM 128 as a primary storage area and executes the program 130 stored in the ROM 126. As will be described later, the program 130 records various processes for outputting data such as the controller 104 moving the robot 102 and requesting data from the output unit 12.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a plurality of modes in the output unit 12 of FIG.
  • the output unit 12 has a collision detection mode, an operation content determination mode, and a request command correspondence mode.
  • the collision detection mode is a mode in which collision detection data is output to the controller 104 when a work collision is detected based on the data output from the tactile sensor 10.
  • Work collision is the collision of an unexpected object with the work.
  • the collision detection data includes, for example, in addition to the data indicating that a collision has been detected, the gripping force (aggregate pressure) Fz value data, the aggregate shear force Fx value data, and the aggregate shear force Fy value data, which will be described later. At least one may be selectively included.
  • the output unit 12 outputs the collision detection data to the controller 104 regardless of the presence or absence of an instruction from the controller 104, and the controller 104 processes the collision detection data by interrupt processing.
  • the pressure values of the plurality of pressure detection positions in the contact surface 28 are calculated, and at least a predetermined number of the pressure values of the plurality of pressure detection positions are calculated.
  • the pressure value exceeds the threshold
  • the aggregate pressure value described later exceeds the threshold
  • the aggregate shear force Fx value described later exceeds the threshold
  • the aggregate shear force Fy value described later exceeds the threshold.
  • the collision of the work is detected.
  • the operation content of the robot 102 is determined based on the data output from the controller 104, and the pressure distribution data, the gripping force Fz value data, and the aggregate shear force Fx value, which will be described later, are determined according to the operation content.
  • the output unit 12 determines and determines which data is to be output according to the operation content of the robot 102.
  • the operation content of the robot 102 is, for example, that the work W is grasped by the robot hand 108 shown in FIG. 1, the robot arm 106 moves so as to move the work W while grasping the work W by the robot hand 108, and the work W is The robot arm 106 moves so as to search for a moving destination while touching an object, the robot arm 106 moves so that the work W is inserted into the moving destination, and the robot hand 108 releases the work W. ..
  • the pressure distribution data, the grip force Fz value data, the grip position data, and the aggregate shear force Fx value which will be described later, are set according to the request command included in the data output from the controller 104.
  • the aggregate shear force Fy value data, the moment Mx value data, the moment My value data, and the moment Mz value data is selectively output.
  • the request command response mode includes, for example, a gripping position detection mode, a gripping force detection mode, and an insertion feature amount detection mode.
  • the gripping position detection mode is a mode designated by the controller 104 when the pair of gripping portions 114 shown in FIG. 1 grips the work W.
  • This gripping position detection mode is a mode for outputting pressure distribution data or gripping position data.
  • the gripping force detection mode is, for example, a mode designated by the controller 104 in the process of shifting from the open state to the closed state of the pair of gripping portions 114 shown in FIG.
  • This gripping force detection mode is a mode for outputting data of the gripping force Fz value.
  • the controller 104 detects the contact of the robot hand 108 with the work W, the contact maintenance detection of the robot hand 108 with the work W, and the fitting of the work W to the moving destination. Position detection, fitting position deviation detection of work W to the moving destination, insertion posture deviation detection of work W to moving destination, insertion completion detection of work W to moving destination, pulling completion completion detection of work W from moving destination, etc. This is the mode specified by the controller 104 when performing the above.
  • grip force Fz value data as 6-axis information, grip force Fz value data, aggregate shear force Fx value data, aggregate shear force Fy value data, moment Mx value data, moment My value data, and This mode outputs data of the moment Mz value.
  • the output unit 12 outputs the translational force ⁇ Fx value data, the translational force ⁇ Fy value data, or the rotation moment Mr value, which will be described later, as necessary.
  • the output unit 12 outputs pressure distribution data representing the pressure values of the plurality of pressure detection positions in the contact surface 28.
  • the pressure detection position is the position of each first electrode 34.
  • the position of the first electrode 34 is represented by the position of a specific portion of the first electrode 34, such as the center of the first electrode 34 or any corner.
  • the data output process of this pressure distribution is executed by the CPU 54 of the output unit 12 according to the following procedure, for example.
  • FIG. 18 is a flowchart showing an example of the flow of pressure distribution data output processing in the output unit 12 of FIG.
  • the CPU 54 acquires the data output from the plurality of capacitance detection ICs 44.
  • the data acquired in this step S1 is the data of the signal output from the sensor unit 18 corresponding to the first electrode 34 for which the displacement ⁇ z is calculated in the step S2 described later.
  • step S2 the CPU 54 calculates the displacement ⁇ z of each of the plurality of pressure detection positions in the contact surface 28 based on the data acquired in step S1.
  • the displacement ⁇ z of each of the plurality of pressure detection positions corresponding to all of the plurality of first electrodes 34 may be calculated based on all the data of the plurality of signals output from the sensor unit 18.
  • the displacement ⁇ z of each of the plurality of pressure detection positions corresponding to a part of the plurality of first electrodes 34 may be calculated based on the data of a part of the plurality of signals output from 18.
  • the pressure detection position is from the signal corresponding to the four first electrodes 34 partially overlapping the one second electrode 36. Calculation of four ⁇ z at the positions of the four first electrodes 34 is performed for each second electrode 36.
  • the displacement ⁇ z of each of the plurality of pressure detection positions calculated in this way is proportional to the pressure value of each of the plurality of pressure detection positions. Therefore, by calculating the displacement ⁇ z of each of the plurality of pressure detection positions, the pressure value of each of the plurality of pressure detection positions is calculated.
  • step S3 the CPU 54 generates pressure distribution data based on the pressure values of the plurality of pressure detection positions in the contact surface 28 calculated in step S2.
  • step S4 the CPU 54 outputs the pressure distribution data generated in step S3 to the controller 104.
  • This pressure distribution data is used, for example, in the controller 104 to grasp the gripping position and gripping posture of the work W whose shape is known, and to identify the work W based on the shape.
  • the output unit 12 identifies the gripping position of the work W in the contact surface 28 based on the pressure value of each of the plurality of pressure detection positions in the contact surface 28, and outputs the data of the gripping position.
  • the data output process of the gripping position is executed by the CPU 54 of the output unit 12 according to the following procedure, for example.
  • FIG. 19 is a flowchart showing an example of the flow of data output processing of the gripping position in the output unit 12 of FIG.
  • the CPU 54 acquires the data output from the plurality of capacitance detection ICs 44.
  • the data acquired in this step S11 is the data of the signal output from the sensor unit 18 corresponding to the first electrode 34 for which the displacement ⁇ z is calculated in the step S12 described later.
  • step S12 the CPU 54 calculates the displacement ⁇ z of each of the plurality of pressure detection positions in the contact surface 28 based on the data acquired in step S11.
  • the displacement ⁇ z of each of the plurality of pressure detection positions corresponding to all of the plurality of first electrodes 34 may be calculated based on all the data of the plurality of signals output from the sensor unit 18.
  • the displacement ⁇ z of each of the plurality of pressure detection positions corresponding to a part of the plurality of first electrodes 34 may be calculated based on the data of a part of the plurality of signals output from 18.
  • the pressure detection position is from the signal corresponding to the four first electrodes 34 partially overlapping the one second electrode 36. Calculation of four ⁇ z at the positions of the four first electrodes 34 is performed for each second electrode 36.
  • the displacement ⁇ z of each of the plurality of pressure detection positions calculated in this way is proportional to the pressure value of each of the plurality of pressure detection positions. Therefore, by calculating the displacement ⁇ z of each of the plurality of pressure detection positions, the pressure value of each of the plurality of pressure detection positions is calculated.
  • step S13 the CPU 54 specifies a position in the contact surface 28 calculated in step S12 where the pressure values of the plurality of pressure detection positions have a predetermined mutual relationship.
  • the position of the center of gravity of the region where pressure is applied may be specified as the gripping position.
  • the shape of the region to which pressure is applied may be planar, band-shaped, point-shaped (plane-shaped with a small area), linear (small-width band-shaped), or the like.
  • the position of the boundary line between the area where pressure is applied and the area where pressure is not applied may be specified as the gripping position.
  • the gripping position of the work W in the contact surface 28 is specified based on the pressure value of each of the plurality of pressure detection positions in the contact surface 28.
  • step S14 the CPU 54 outputs the gripping position data (XY coordinate data) specified in step S13 to the controller 104.
  • the gripping position data is used, for example, in the controller 104 to specify the gripping position of the work W.
  • the output unit 12 calculates one aggregated pressure value for the entire contact surface 28, and outputs the aggregated pressure value data as the gripping force Fz value data.
  • the data output process of the gripping force Fz value is executed by the CPU 54 of the output unit 12 in the following manner, for example.
  • FIG. 20 is a flowchart showing an example of the flow of data output processing of the gripping force Fz value in the output unit 12 of FIG.
  • the CPU 54 acquires the data output from the plurality of capacitance detection ICs 44.
  • the data acquired in this step S21 is the data of the signal output from the sensor unit 18 corresponding to the first electrode 34 for which the displacement ⁇ z is calculated in the step S22 described later.
  • step S22 the CPU 54 calculates the displacement ⁇ z of each of the plurality of pressure detection positions in the contact surface 28 based on the data acquired in step S21.
  • the displacement ⁇ z of each of the plurality of pressure detection positions corresponding to all of the plurality of first electrodes 34 may be calculated based on all the data of the plurality of signals output from the sensor unit 18.
  • the displacement ⁇ z of each of the plurality of pressure detection positions corresponding to a part of the plurality of first electrodes 34 may be calculated based on the data of a part of the plurality of signals output from 18.
  • the pressure detection position is from the signal corresponding to the four first electrodes 34 partially overlapping the one second electrode 36. Calculation of four ⁇ z at the positions of the four first electrodes 34 is performed for each second electrode 36.
  • the displacement ⁇ z of each of the plurality of pressure detection positions calculated in this way is proportional to the pressure value of each of the plurality of pressure detection positions. Therefore, by calculating the displacement ⁇ z of each of the plurality of pressure detection positions, the pressure value of each of the plurality of pressure detection positions is calculated.
  • step S23 the CPU 54 performs at least one of calculation of a representative value, calculation of a total value, and calculation of an average value for each pressure value of the plurality of pressure detection positions in the contact surface 28 calculated in step S22. Calculate the aggregate pressure value.
  • step S24 the CPU 54 outputs the data of the aggregated pressure value calculated in step S23 to the controller 104 as the data of the gripping force Fz value.
  • the data of the gripping force Fz value is, for example, in the controller 104, adjustment of the gripping force Fz to prevent the work W from falling, adjustment of the gripping force Fz according to the weight of the work W, easiness of crushing, and the like. It is used for.
  • the output unit 12 calculates one aggregate shear force Fx value for the entire contact surface 28, and outputs data of the aggregate shear force Fx value.
  • the data output process of the aggregate shear force Fx value is executed by the CPU 54 of the output unit 12 in the following manner, for example.
  • FIG. 21 is a flowchart showing an example of the flow of data output processing of the aggregate shear force Fx value in the output unit 12 of FIG.
  • the CPU 54 acquires the data output from the plurality of capacitance detection ICs 44.
  • the data acquired in this step S31 is the data of the signal output from the sensor unit 18 corresponding to the first electrode 34 for which the displacement ⁇ x is calculated in the step S32 described later.
  • step S32 the CPU 54 calculates the displacement ⁇ x for each of the positions of the plurality of second electrodes 36 as an example of the “plurality of shear force detection positions” based on the data acquired in step S31.
  • the position of the second electrode 36 is represented by the position of a specific portion of the second electrode 36, such as the center of the second electrode 36 or any corner.
  • the displacement ⁇ x is calculated by using all or a part of the signals corresponding to the four first electrodes 34 partially overlapping the one second electrode 36 according to the above-mentioned case of ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z ⁇ 0. To do.
  • the signals corresponding to at least two electrodes having different positions in the x direction among the four first electrodes 34 overlapping the one second electrode 36 are used.
  • the plurality of second electrodes 36 for which the displacement ⁇ x is calculated may be all the second electrodes 36 of the second electrode 36, or may be a part of the second electrodes 36 of the second electrode 36.
  • all of the plurality of signals output from the sensor unit 18 may be used, or some of the plurality of signals may be used.
  • the displacement ⁇ x calculated for each position of the plurality of second electrodes 36 calculated in this way is proportional to the shear force Fx value at each position of the plurality of second electrodes 36. Therefore, by calculating the displacement ⁇ x for each position of the plurality of second electrodes 36, the shear force Fx value at each position of the plurality of second electrodes 36 is calculated.
  • the shear force Fx value calculated for each position of the plurality of second electrodes 36 is "a plurality of shear force detection positions in the contact surface”. Corresponds to an example of "each shear force value of”.
  • step S33 the CPU 54 performs at least one of calculation of a representative value, calculation of a total value, and calculation of an average value for the shear force Fx values at the respective positions of the plurality of second electrodes 36 calculated in step S32. Calculate the aggregate shear force Fx value.
  • step S34 the CPU 54 outputs the data of the aggregate shear force Fx value calculated in step S33 to the controller 104.
  • the data of the aggregated shear force Fx value is the collision detection of the work W, the contact maintenance detection of the work W gripped by the robot hand 108 with other objects, the fitting position detection of the work W to the moving destination, and the movement of the work W. It is used for detecting the completion of insertion into the destination, detecting the completion of pulling out from the destination of the work W, and the like.
  • the output unit 12 calculates one aggregate shear force Fy value for the entire contact surface 28, and outputs data of the aggregate shear force Fy value.
  • the data output process of the aggregate shear force Fy value is executed by the CPU 54 of the output unit 12 in the following manner, for example.
  • FIG. 22 is a flowchart showing an example of the flow of data output processing of the aggregate shear force Fy value in the output unit 12 of FIG.
  • the CPU 54 acquires the data output from the plurality of capacitance detection ICs 44.
  • the data acquired in this step S41 is the data of the signal output from the sensor unit 18 corresponding to the first electrode 34 for which the displacement ⁇ y is calculated in the step S42 described later.
  • step S42 the CPU 54 calculates the displacement ⁇ y for each of the positions of the plurality of second electrodes 36 as an example of the “plurality of shear force detection positions” based on the data acquired in step S41.
  • the position of the second electrode 36 is represented by the position of a specific portion of the second electrode 36, such as the center of the second electrode 36 or any corner.
  • the displacement ⁇ y is calculated by using all or a part of the signals corresponding to the four first electrodes 34 partially overlapping the one second electrode 36 according to the above-mentioned case of ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z ⁇ 0. To do.
  • the signals corresponding to at least two electrodes having different positions in the y direction among the four first electrodes 34 overlapping the one second electrode 36 are used.
  • the plurality of second electrodes 36 for which the displacement ⁇ y is calculated may be all the second electrodes 36 of the second electrode 36, or may be a part of the second electrodes 36 of the second electrode 36.
  • all of the plurality of signals output from the sensor unit 18 may be used, or some of the plurality of signals may be used.
  • the displacement ⁇ y calculated in this way for each position of the plurality of second electrodes 36 is proportional to the shear force Fy value at each position of the plurality of second electrodes 36. Therefore, by calculating the displacement ⁇ y for each position of the plurality of second electrodes 36, the shear force Fy value at each position of the plurality of second electrodes 36 is calculated.
  • the shear force Fy value calculated for each position of the plurality of second electrodes 36 is "a plurality of shear force detection positions in the contact surface”. Corresponds to an example of "each shear force value of”.
  • step S43 the CPU 54 performs at least one of calculation of a representative value, calculation of a total value, and calculation of an average value for the shear force Fy value at each position of the plurality of second electrodes 36 calculated in step S42.
  • the aggregate shear force Fy value is calculated.
  • step S44 the CPU 54 outputs the data of the aggregate shear force Fy value calculated in step S43 to the controller 104.
  • the data of the aggregated shear force Fy value is the collision detection of the work W, the contact maintenance detection of the work W grasped by the robot hand 108 to other objects, the fitting position detection of the work W to the moving destination, and the movement of the work W. It is used for detecting the completion of insertion into the destination, detecting the completion of pulling out from the destination of the work W, and the like.
  • the output unit 12 calculates the first aggregate pressure value and the second aggregate pressure value for each of the two second electrodes 36 separated in the Y-axis direction on the contact surface 28. At this time, it is assumed that the tactile sensor 10 receives a force from the work W at at least the positions of the second electrodes 36 at these two locations. Then, the output unit 12 calculates the value of the moment Mx around the X-axis direction acting on the tactile sensor 10 based on the first aggregate pressure value and the second aggregate pressure value as the moment Mx value, and obtains the data of the moment Mx value. Output.
  • the data output process of this moment Mx value is executed by the CPU 54 of the output unit 12 in the following manner, for example.
  • FIG. 23 is a flowchart showing an example of the flow of data output processing of the moment Mx value in the output unit 12 of FIG.
  • the CPU 54 acquires the data output from the plurality of capacitance detection ICs 44.
  • the data acquired in step S51 is the data of the signal output from the sensor unit 18 corresponding to the first electrode 34 for which the displacement ⁇ z is calculated in step S52 described later.
  • step S52 based on the data acquired in step S51, the second electrode 36-4 (FIG. 12) separated from the center of the contact surface 28 in the Y-axis direction as an example of the “first aggregate pressure detection position”. (See) is selected and the displacement ⁇ z is calculated for each position of the four first electrodes 34 that partially overlap the second electrode 36-4.
  • the positions of the four first electrodes 34 are an example of "a plurality of pressure detection positions near the first aggregate pressure detection position”.
  • the second electrode 36-6 (see FIG. 12) separated from the center of the contact surface 28 in the direction opposite to the second electrode 36-4 is selected, and the second electrode is selected.
  • the displacement ⁇ z is calculated for each position of the four first electrodes 34 that partially overlap the electrodes 36-6.
  • the positions of the four first electrodes 34 are an example of "a plurality of pressure detection positions near the second aggregate pressure detection position”.
  • the displacement ⁇ z calculated for each position of the first electrode 34 that partially overlaps with the plurality of second electrodes 36-4 and 6 in this way is proportional to the pressure value at each position of the first electrode 34. Therefore, by calculating the displacement ⁇ z for each position of the first electrode 34, the pressure value at each position of the first electrode 34 is calculated.
  • the pressure values calculated for each position of the first electrode 34 that partially overlaps with the second electrode 36-4 are "a plurality of pressure values in the contact surface”. It corresponds to an example of "the pressure value of each of the plurality of pressure detection positions near the first aggregated pressure detection position" among the pressure detection positions of. Further, the pressure values calculated for each position of the first electrode 34 that partially overlaps with the second electrode 36-6 are "a plurality of pressure detection positions in the contact surface in the vicinity of the second aggregate pressure detection position. Corresponds to an example of "each pressure value of the pressure detection position".
  • step S53 the CPU 54 performs at least one of calculation of a representative value, calculation of a total value, and calculation of an average value for the pressure value at each position of the first electrode 34 that partially overlaps with the second electrode 36-4. , This calculated value is used as the first aggregate pressure value. As a result, the first aggregate pressure value is calculated for the second electrode 36-4.
  • the first aggregate pressure value corresponds to the vertical load Fz'.
  • step S53 the CPU 54 calculates a representative value, a total value, or an average value for the pressure value at each position of the first electrode 34 that partially overlaps with the second electrode 36-6. And use this calculated value as the second aggregate pressure value. As a result, the second aggregate pressure value is calculated for the second electrode 36-6.
  • the second aggregate pressure value corresponds to the vertical load Fz'.
  • the first aggregate pressure value was calculated for the second electrodes 36-1 and 7 in the same manner as the first aggregate pressure value was calculated for the second electrode 36-4, and these three first aggregate pressure values were calculated. At least one of the calculation of the representative value, the calculation of the total value, and the calculation of the average value may be performed for the aggregated pressure value, and this calculated value may be used as the final first aggregated pressure value.
  • the first aggregate pressure detection position is each position of the second electrodes 36-1, 4, and 7.
  • the second aggregate pressure value was calculated for the second electrodes 36-3 and 9 in the same manner as the second aggregate pressure value was calculated for the second electrode 36-6, and these three were calculated.
  • At least one of the calculation of the representative value, the calculation of the total value, and the calculation of the average value may be performed for the second aggregated pressure value, and this calculated value may be used as the final second aggregated pressure value.
  • the second aggregate pressure detection position in this case is each position of the second electrodes 36-3, 6, and 9. At this time, it is assumed that the tactile sensor 10 receives a force from the work W at at least the positions of the second electrodes 36 at these six locations.
  • step S54 the CPU 54 multiplies the first aggregate pressure value (vertical load Fz') calculated for the set of the second electrodes 36-4 or 36-1, 4 and 7 in step S53 by the distance dx, and the step.
  • the difference between the second aggregate pressure value (vertical load Fz') calculated for the set of the second electrode 36-6 or 36-3, 6 and 9 in S53 multiplied by the distance dx is calculated, and this difference is calculated as the moment Mx. Use as a value.
  • the moment Mx value (the magnitude and direction of the moment) is calculated.
  • the moment Mx value is an example of the "first moment value".
  • step S55 the CPU 54 outputs the moment Mx value data calculated in step S54 to the controller 104.
  • the output unit 12 calculates the first aggregate pressure value and the second aggregate pressure value for each of the two second electrodes 36 separated in the X-axis direction on the contact surface 28. At this time, it is assumed that the tactile sensor 10 receives a force from the work W at at least the positions of the second electrodes 36 at these two locations. Then, the output unit 12 calculates the value of the moment My around the Y-axis direction acting on the tactile sensor 10 based on the first aggregate pressure value and the second aggregate pressure value as the moment My value, and obtains the data of the moment My value. Output.
  • the data output process of this moment My value is executed by the CPU 54 of the output unit 12 in the following manner, for example.
  • FIG. 24 is a flowchart showing an example of the flow of data output processing of the moment My value in the output unit 12 of FIG.
  • the CPU 54 acquires the data output from the plurality of capacitance detection ICs 44.
  • the data acquired in this step S61 is the data of the signal output from the sensor unit 18 corresponding to the first electrode 34 for which the displacement ⁇ z is calculated in the step S62 described later.
  • step S62 the CPU 54 uses the data acquired in step S61 as an example of the “first aggregate pressure detection position” of the second electrode 36-2 (FIG. 12) separated from the center of the contact surface 28 in the X-axis direction. (See) is selected and the displacement ⁇ z is calculated for each position of the four first electrodes 34 that partially overlap the second electrode 36-2.
  • the positions of the four first electrodes 34 are an example of "a plurality of pressure detection positions near the first aggregate pressure detection position”.
  • the second electrode 36-8 (see FIG. 12) separated from the center of the contact surface 28 in the direction opposite to the second electrode 36-2 is selected, and the second electrode is selected.
  • the displacement ⁇ z is calculated for each position of the four first electrodes 34 that partially overlap the electrodes 36-8.
  • the positions of the four first electrodes 34 are an example of "a plurality of pressure detection positions near the second aggregate pressure detection position”.
  • the displacement ⁇ z calculated for each position of the first electrode 34 that partially overlaps with the plurality of second electrodes 36-2 and 8 in this way is proportional to the pressure value at each position of the first electrode 34. Therefore, by calculating the displacement ⁇ z for each position of the first electrode 34, the pressure value at each position of the first electrode 34 is calculated.
  • the pressure values calculated for each position of the first electrode 34 that partially overlaps with the second electrode 36-2 are "a plurality of pressure values in the contact surface”. It corresponds to an example of "the pressure value of each of the plurality of pressure detection positions near the first pressure detection position" among the pressure detection positions of. Further, the pressure values calculated for each position of the first electrode 34 that partially overlaps with the second electrode 36-8 are "a plurality of pressure detection positions in the contact surface in the vicinity of the second aggregate pressure detection position. Corresponds to an example of "each pressure value of the pressure detection position".
  • step S63 the CPU 54 performs at least one of calculation of a representative value, calculation of a total value, and calculation of an average value for each pressure value of the first electrode 34 that partially overlaps with the second electrode 36-2.
  • the calculated value is used as the first aggregate pressure value.
  • the first aggregate pressure value is calculated for the second electrode 36-2.
  • the first aggregate pressure value corresponds to the vertical load Fz'.
  • step S63 the CPU 54 performs at least one of calculation of a representative value, calculation of a total value, and calculation of an average value for each pressure value of the first electrode 34 that partially overlaps with the second electrode 36-8. This is performed, and this calculated value is used as the second aggregate pressure value. As a result, the second aggregate pressure value is calculated for the second electrode 36-8.
  • the second aggregate pressure value corresponds to the vertical load Fz'.
  • the first aggregate pressure value was calculated for the second electrodes 36-1 and 3 in the same manner as the first aggregate pressure value was calculated for the second electrode 36-2, and these three first aggregate pressure values were calculated. At least one of the calculation of the representative value, the calculation of the total value, and the calculation of the average value may be performed for the aggregated pressure value, and this calculated value may be used as the final first aggregated pressure value.
  • the first aggregate pressure detection position is each position of the second electrodes 36-1, 2, and 3.
  • the second aggregate pressure value is calculated for the second electrodes 36-7 and 9 in the same manner as the second aggregate pressure value is calculated for the second electrode 36-8, and these three are calculated.
  • At least one of the calculation of the representative value, the calculation of the total value, and the calculation of the average value may be performed for the second aggregated pressure value, and this calculated value may be used as the final second aggregated pressure value.
  • the second aggregate pressure detection position in this case is each position of the second electrodes 36-7, 8 and 9. At this time, it is assumed that the tactile sensor 10 receives a force from the work W at at least the positions of the second electrodes 36 at these six locations.
  • step S64 the CPU 54 multiplies the first aggregate pressure value (vertical load Fz') calculated for the set of the second electrodes 36-2 or 36-1, 2 and 3 in step S63 by the distance dy, and the step.
  • the difference between the second aggregate pressure value (vertical load Fz') calculated for the set of the second electrode 36-8 or 36-7, 8 and 9 in S63 multiplied by the distance dy is calculated, and this difference is calculated as the moment My. Use as a value.
  • the moment My value (the magnitude and direction of the moment) is calculated.
  • the moment My value is an example of the "first moment value".
  • step S65 the CPU 54 outputs the moment My value data calculated in step S64 to the controller 104.
  • the output unit 12 calculates the first aggregate shear force value and the second aggregate shear force value for the two second electrodes 36 separated from the center of the contact surface 28 in the X-axis direction or the Y-axis direction, respectively. Then, the output unit 12 calculates the value of the moment Mz around the Z-axis direction acting on the tactile sensor 10 based on the first aggregate shear force value and the second aggregate shear force value as the moment Mz value, and the moment Mz value is calculated. Output data.
  • FIG. 25 is a flowchart showing an example of the flow of data output processing of the moment Mz value in the output unit 12 of FIG.
  • the data output processing of this moment Mz value includes the following first and second examples.
  • step S71 the CPU 54 acquires the data output from the plurality of capacitance detection ICs 44.
  • the data acquired in this step S71 is the data of the signal output from the sensor unit 18 corresponding to the first electrode 34 for which the displacement ⁇ y is calculated in the step S72 described later.
  • step S72 the CPU 54 is separated from the center of the contact surface 28 in the X-axis direction as an example of the "first shear force detection position" and the “second shear force detection position” based on the data acquired in step S71.
  • the displacement ⁇ y is calculated for each position of the second electrodes 36-2 and 8.
  • the second electrode 36 By calculating the displacement ⁇ y for each position of -2 and 8, the shear force Fy value at each position of the second electrodes 36-2 and 8 is calculated.
  • the shear force Fy value calculated for the second electrode 36-2 is referred to as a first shear force Fy value
  • the shear force Fy value calculated for the second electrode 36-8 is referred to as a second shear force Fy value. It is called.
  • first shear force Fy value calculated for the second electrode 36-2 corresponds to an example of "the first shear force value calculated for the first shear force detection position in the contact surface”.
  • second shear force Fy value calculated for the second electrode 36-8 corresponds to an example of "the second shear force value calculated for the second shear force detection position in the contact surface”.
  • step S73 the CPU 54 multiplies the first shear force Fy value calculated for the second electrode 36-2 in step S72 by the distance dy, and the second shear force calculated for the second electrode 36-8 in step S72.
  • the difference between the values obtained by multiplying Fy by the distance dy is calculated, and this difference is used as the moment Mz value.
  • the moment Mz value (the magnitude and direction of the moment) is calculated.
  • the moment Mz value is an example of the "second moment value".
  • step S74 the CPU 54 outputs the data of the moment Mz value calculated in step S73 to the controller 104.
  • step S72 described above the first shear force Fy value is calculated for the second electrode 36-2, but the first shear force 36 for at least one of the second electrodes 36-1, 2 and 3.
  • the force Fy value may be calculated.
  • the second shear force Fy value is calculated for the second electrode 36-8, but the second electrode 36 at least one of the second electrodes 36-7, 8 and 9 is second. The shear force Fy value may be calculated.
  • step S71 the CPU 54 acquires the data output from the plurality of capacitance detection ICs 44.
  • the data acquired in this step S71 is the data of the signal output from the sensor unit 18 corresponding to the first electrode 34 for which the displacement ⁇ x is calculated in the step S72 described later.
  • step S72 the CPU 54 is separated from the center of the contact surface 28 in the Y-axis direction as an example of the “first shear force detection position” and the “second shear force detection position” based on the data acquired in step S71.
  • the displacement ⁇ x is calculated for each position of the second electrodes 36-4 and 6.
  • the displacement ⁇ x calculated for each position of the second electrodes 36-4 and 6 in this way is proportional to the shear force Fx value at each position of the second electrodes 36-4 and 6, the second electrode 36 By calculating the displacement ⁇ x for each position of -4 and 6, the shear force Fx value at each of the second electrodes 36-4 and 6 is calculated.
  • first shear force Fx value calculated for the second electrode 36-4 corresponds to an example of "the first shear force value calculated for the first shear force detection position in the contact surface”.
  • second shear force Fx value calculated for the second electrode 36-6 corresponds to an example of "the second shear force value calculated for the second shear force detection position in the contact surface”.
  • step S73 the CPU 54 multiplies the first shear force Fx value calculated for the second electrode 36-4 in step S72 by the distance dx, and the second shear force calculated for the second electrode 36-6 in step S72.
  • the difference between the values obtained by multiplying Fx by the distance dx is calculated, and this difference is used as the moment Mz value.
  • the moment Mz value (the magnitude and direction of the moment) is calculated.
  • the moment Mz value is an example of the "second moment value".
  • step S74 the CPU 54 outputs the data of the moment Mz value calculated in step S73 to the controller 104.
  • step S72 described above the first shear force Fx value is calculated for the second electrode 36-4, but the first shear force 36 for at least one of the second electrodes 36-1, 4 and 7.
  • the force Fx value may be calculated.
  • the second shear force Fx value is calculated for the second electrode 36-6, but the second electrode 36 at least one of the second electrodes 36-3, 6, 9 is second. The shear force Fx value may be calculated.
  • FIG. 26 is a plan view illustrating an example of the translational force ⁇ Fx in the X-axis direction acting on the work W gripped by the pair of gripping portions 114 of FIG.
  • the first shear force Fx1 in the X-axis direction acts on the first tactile sensor 10 of the pair of tactile sensors 10, and the pair of tactile sensations.
  • a second shear force Fx2 in the opposite direction to the first shear force Fx1 may act on the second tactile sensor 10 of the sensors 10.
  • the sum of the first shear force Fx1 and the second shear force Fx2, which are signed values corresponds to the translational force ⁇ Fx in the X-axis direction.
  • the output unit 12 for calculating the translational force ⁇ Fx is configured to input signals from both of the pair of tactile sensors 10.
  • the output unit 12 calculates the sum of the first aggregate shear force Fx1 value and the second aggregate shear force Fx2 values calculated for each of the pair of tactile sensors 10 as the translational force ⁇ Fx value, and outputs the data of the translational force ⁇ Fx value. do.
  • FIG. 27 is a flowchart showing an example of the flow of data output processing of the translational force ⁇ Fx value in the output unit 12 of FIG.
  • the CPU 54 calculates the first aggregate shear force Fx1 value in the X-axis direction for the first tactile sensor 10.
  • the CPU 54 calculates the second aggregate shear force Fx2 value in the X-axis direction for the second tactile sensor 10.
  • the calculation method of the first aggregate shear force Fx1 value and the second aggregate shear force Fx2 value in the X-axis direction is as described above for the calculation method of the aggregate shear force Fx value (see FIG. 21).
  • the first aggregate shear force Fx1 value and the second aggregate shear force Fx2 value are calculated for each of the pair of tactile sensors 10.
  • the first aggregate shear force Fx1 value and the second aggregate shear force Fx2 value correspond to an example of "aggregate shear force values calculated for each of the pair of tactile sensors".
  • step S82 the CPU 54 calculates the sum of the first aggregate shear force Fx1 value and the second aggregate shear force Fx2 value calculated in step S81 as the translational force ⁇ Fx value.
  • step S83 the CPU 54 outputs the data of the translational force ⁇ Fx value calculated in step S82 to the controller 104.
  • FIG. 28 is a plan view illustrating an example of the translational force ⁇ Fy in the Y-axis direction acting on the work W gripped by the pair of gripping portions 114 of FIG.
  • the first shear force Fy1 in the Y-axis direction acts on the first tactile sensor 10 of the pair of tactile sensors 10, and the pair of tactile sensations.
  • a second shear force Fy2 in the opposite direction to the first shear force Fy1 may act on the second tactile sensor 10 of the sensors 10.
  • the sum of the first shear force Fy1 and the second shear force Fy2 which are signed values, corresponds to the translational force ⁇ Fy in the Y-axis direction.
  • the output unit 12 for calculating the translational force ⁇ Fy is configured to input signals from both of the pair of tactile sensors 10.
  • the output unit 12 calculates the sum of the first aggregate shear force Fy1 value and the second aggregate shear force Fy2 value calculated for each of the pair of tactile sensors 10 as the translational force ⁇ Fy value, and outputs the data of the translational force ⁇ Fy value. do.
  • FIG. 29 is a flowchart showing an example of the flow of data output processing of the translational force ⁇ Fy value in the output unit 12 of FIG.
  • the CPU 54 calculates the first aggregate shear force Fy1 value in the Y-axis direction for the first tactile sensor 10.
  • the CPU 54 calculates the second aggregate shear force Fy2 value in the Y-axis direction for the second tactile sensor 10.
  • the calculation method of the first aggregate shear force Fy1 value and the second aggregate shear force Fy2 value in the Y-axis direction is as described above for the calculation method of the aggregate shear force Fy value (see FIG. 22).
  • the first aggregate shear force Fy1 value and the second aggregate shear force Fy2 value are calculated for each of the pair of tactile sensors 10.
  • the first aggregate shear force Fy1 value and the second aggregate shear force Fy2 value correspond to an example of "aggregate shear force values calculated for each of the pair of tactile sensors".
  • step S92 the CPU 54 calculates the sum of the first aggregate shear force Fy1 value and the second aggregate shear force Fy2 value calculated in step S91 as the translational force ⁇ Fy value.
  • step S93 the CPU 54 outputs the data of the translational force ⁇ Fy value calculated in step S92 to the controller 104.
  • the output unit 12 for calculating the rotational moment MRx is configured to input signals from both of the pair of tactile sensors 10.
  • the output unit 12 has a rotational moment MRx around the X-axis direction based on the difference between the first aggregate shear force Fy1 value and the second aggregate shear force Fy2 value, which are signed values calculated for each of the pair of tactile sensors 10. The value is calculated and the data of the rotational moment MRx value is output.
  • FIG. 30 is a flowchart showing an example of the flow of data output processing of the rotational moment MRx value in the output unit 12 of FIG.
  • the CPU 54 calculates the first aggregate shear force Fy1 value in the Y-axis direction for the first tactile sensor 10.
  • the CPU 54 calculates the second aggregate shear force Fy2 value in the Y-axis direction for the second tactile sensor 10.
  • the calculation method of the first aggregate shear force Fy1 value and the second aggregate shear force Fy2 value in the Y-axis direction is as described above for the calculation method of the aggregate shear force Fy value (see FIG. 22).
  • the first aggregate shear force Fy1 value and the second aggregate shear force Fy2 value are calculated for each of the pair of tactile sensors 10.
  • the first aggregate shear force Fy1 value and the second aggregate shear force Fy2 value correspond to an example of "aggregate shear force values calculated for each of the pair of tactile sensors".
  • step S102 the CPU 54 calculates the rotational moment MRx value around the X-axis direction based on the difference between the first aggregate shear force Fy1 value and the second aggregate shear force Fy2 value calculated in step S101.
  • step S103 the CPU 54 outputs the data of the rotational moment MRx value calculated in step S102 to the controller 104.
  • the first shear force Fx1 in the X-axis direction acts on the first tactile sensor 10 of the pair of tactile sensors 10, and the second tactile sensor 10 of the pair of tactile sensors 10 is affected.
  • a second shear force Fx2 in the opposite direction to the first shear force Fx1 acts.
  • a rotational moment MRy around the Y-axis direction acts on the pair of tactile sensors 10.
  • the output unit 12 for calculating the rotational moment MRy is configured to input signals from both of the pair of tactile sensors 10.
  • the output unit 12 has a rotational moment MRy about the Y-axis direction based on the difference between the first aggregate shear force Fx1 value and the second aggregate shear force Fx2 value, which are signed values calculated for each of the pair of tactile sensors 10. The value is calculated and the data of the rotation moment MRy value is output.
  • FIG. 31 is a flowchart showing an example of the flow of data output processing of the rotational moment MRy value in the output unit 12 of FIG.
  • the CPU 54 calculates the first aggregate shear force Fx1 value in the X-axis direction for the first tactile sensor 10.
  • the CPU 54 calculates the second aggregate shear force Fx2 value in the X-axis direction for the second tactile sensor 10.
  • the calculation method of the first aggregate shear force Fx1 value and the second aggregate shear force Fx2 value in the X-axis direction is as described above for the calculation method of the aggregate shear force Fx value (see FIG. 21).
  • the first aggregate shear force Fx1 value and the second aggregate shear force Fx2 value are calculated for each of the pair of tactile sensors 10.
  • the first aggregate shear force Fx1 value and the second aggregate shear force Fx2 value correspond to an example of "aggregate shear force values calculated for each of the pair of tactile sensors".
  • step S112 the CPU 54 calculates the rotational moment MRy value around the Y-axis direction based on the difference between the first aggregate shear force Fx1 value and the second aggregate shear force Fx2 value calculated in step S111.
  • step S113 the CPU 54 outputs the data of the rotational moment MRy value calculated in step S112 to the controller 104.
  • the output unit 12 has a collision detection mode that outputs collision detection data under predetermined conditions.
  • the output unit 12 specifically, when at least a predetermined number of pressure values among the pressure values of the plurality of pressure detection positions in the contact surface 28 exceed the threshold value, the output unit 12 has a plurality of pressure detection positions.
  • the aggregated pressure value calculated by performing at least one of the calculation of the representative value, the calculation of the total value, and the calculation of the average value for each pressure value exceeds the threshold value, or the entire contact surface 28 is calculated 1.
  • collision detection data is output. Therefore, since it is not necessary for the controller 104 to determine the collision, the load on the controller 104 can be reduced.
  • the output unit 12 determines the operation content of the robot 102 and selectively outputs various data according to the operation content.
  • the output unit 12 includes pressure distribution data, gripping force value Fz value data, aggregate shear force Fx value data, aggregate shear force Fy value data, moment Mx value data, and moment My value data.
  • the moment Mz value data is selectively output. Therefore, since various data can be provided to the controller 104 according to the operation content of the robot 102, the robot 102 can be appropriately controlled by the controller 104.
  • the output unit 12 has a request command corresponding mode for selectively outputting various data in response to a request command from the controller 104.
  • the output unit 12 includes pressure distribution data, gripping force Fz value data, aggregate shear force Fx value data, aggregate shear force Fy value data, moment Mx value data, and moment My value data. And, at least one of the moment Mz value data is selectively output. Therefore, since various data can be provided to the controller 104 in response to the request command of the controller 104, the robot 102 can be appropriately controlled by the controller 104.
  • the output unit 12 specifies the gripping position of the work W in the contact surface 28 based on the respective pressures of the plurality of pressure detection positions in the contact surface 28. Then, the data of the gripping position is output. Therefore, since it is not necessary to specify the gripping position by the controller 104, the load on the controller 104 can be reduced.
  • the output unit 12 calculates a representative value, calculates a total value, and averages each pressure value of a plurality of pressure detection positions in the contact surface 28.
  • the aggregate pressure value is calculated by performing at least one of the calculation of the value. Then, the output unit 12 outputs the data of the aggregated pressure value as the data of the gripping force Fz value. Therefore, since it is not necessary for the controller 104 to calculate the gripping force Fz value as the aggregated pressure value, the burden on the controller 104 can be reduced.
  • the output unit 12 calculates one aggregate shear force Fx value for the entire contact surface 28 and outputs the data of the aggregate shear force Fx value. .. Therefore, since it is not necessary to calculate the aggregate shear force Fx value in the controller 104, the burden on the controller 104 can be reduced. Further, for example, as compared with the case of outputting the data of the shear force distribution representing each shear force Fx value of the plurality of shear force detection positions in the contact surface 28, the output unit 12 collects the shear force Fx values. The amount of data communication between the controller 104 and the controller 104 can be reduced. As a result, the response speed of the output unit 12 and the controller 104 can be improved, so that the tactile information useful for controlling the robot 102 is efficiently provided to the controller 104 that controls the robot 102 having the pair of gripping units 114. Can be provided.
  • the output unit 12 calculates one aggregate shear force Fy value for the entire contact surface 28 and outputs the data of the aggregate shear force Fy value. .. Therefore, since it is not necessary to calculate the aggregate shear force Fy value in the controller 104, the burden on the controller 104 can be reduced. Further, for example, as compared with the case of outputting the data of the shear force distribution representing each shear force Fx value of the plurality of shear force detection positions in the contact surface 28, the output unit 12 collects the shear force Fx values. The amount of data communication between the controller 104 and the controller 104 can be reduced. As a result, the response speed of the output unit 12 and the controller 104 can be improved, so that the tactile information useful for controlling the robot 102 is efficiently provided to the controller 104 that controls the robot 102 having the pair of gripping units 114. Can be provided.
  • the output unit 12 has a plurality of positions in the contact surface 28 based on all or a part of the plurality of signals output from the sensor unit 18.
  • the shear force Fx value at each position of the two electrodes 36 is calculated.
  • the output unit 12 calculates the representative value, the total value, and the average value of the shear force Fx values at the respective positions of the plurality of second electrodes 36 at least one of them, so that the aggregated shear force Fx value is calculated. Is calculated. Therefore, for example, it is possible to output an aggregate shear force Fx value that more accurately represents the shear force Fx value of the entire contact surface 28 as compared with the shear force Fx value calculated for one arbitrarily selected second electrode 36. can.
  • the output unit 12 has a plurality of positions in the contact surface 28 based on all or part of the plurality of signals output from the sensor unit 18.
  • the shear force Fy value at each position of the two electrodes 36 is calculated.
  • the output unit 12 performs at least one of calculation of a representative value, calculation of a total value, and calculation of an average value for the shear force Fy value at each position of the plurality of second electrodes 36, thereby performing an aggregate shear force Fy value. Is calculated. Therefore, for example, it is possible to output an aggregate shear force Fy value that more accurately represents the shear force Fy value of the entire contact surface 28 as compared with the shear force Fy value calculated for one arbitrarily selected second electrode 36. can.
  • the output unit 12 has the first aggregate pressure value and the second aggregate pressure for the two second electrodes 36 separated in the Y-axis direction on the contact surface 28. Calculate each value. Then, the output unit 12 calculates the value of the moment Mx around the X-axis direction acting on the tactile sensor 10 based on the first aggregate pressure value and the second aggregate pressure value as the moment Mx value, and obtains the data of the moment Mx value. Output. Therefore, since it is not necessary to calculate the moment Mx value in the controller 104, the load on the controller 104 can be reduced.
  • the output unit 12 has the first aggregate pressure value and the second aggregate pressure for the two second electrodes 36 separated in the X-axis direction on the contact surface 28. Calculate each value. Then, the output unit 12 calculates the value of the moment My around the Y-axis direction acting on the tactile sensor 10 based on the first aggregate pressure value and the second aggregate pressure value as the moment My value, and obtains the data of the moment My value. Output. Therefore, since it is not necessary to calculate the moment My value in the controller 104, the load on the controller 104 can be reduced.
  • the output unit 12 has a first shear force Fy value for two second electrodes 36 separated in the X-axis direction on the contact surface 28. And the second shear force Fy value are calculated respectively. Then, the output unit 12 calculates the value of the moment Mz around the Z-axis direction acting on the tactile sensor 10 based on the first shear force Fy value and the second shear force Fy value as the moment Mz value, and the moment Mz value is calculated. Output data. Therefore, since it is not necessary to calculate the moment Mz value in the controller 104, the load on the controller 104 can be reduced.
  • the output unit 12 has the first shear force Fx value for the two second electrodes 36 separated in the Y-axis direction on the contact surface 28. And the second shear force Fx value are calculated respectively. Then, the output unit 12 calculates the value of the moment Mz around the Z-axis direction acting on the tactile sensor 10 based on the first shear force Fx value and the second shear force Fx value as the moment Mz value, and the moment Mz value is calculated. Output data. Therefore, since it is not necessary to calculate the moment Mz value in the controller 104, the load on the controller 104 can be reduced.
  • the output unit 12 has the first aggregate shear force Fx1 value and the second aggregate shear force Fx2 value calculated for each of the pair of tactile sensors 10. The sum is calculated as the translational force ⁇ Fx value, and the data of the translational force ⁇ Fx value is output. Therefore, since it is not necessary to calculate the translational force ⁇ Fx value in the controller 104, the load on the controller 104 can be reduced.
  • the output unit 12 has the first aggregate shear force Fy1 value and the second aggregate shear force Fy2 value calculated for each of the pair of tactile sensors 10. The sum is calculated as the translational force ⁇ Fy value, and the data of the translational force ⁇ Fy value is output. Therefore, since it is not necessary to calculate the translational force ⁇ Fy value in the controller 104, the load on the controller 104 can be reduced.
  • the output unit 12 In the data output process of the rotational moment MRx value (see FIG. 30), the output unit 12 has the first aggregate shear force Fy1 value and the second aggregate shear force Fy2 value calculated for each of the pair of tactile sensors 10. Based on the difference, the value of the rotational moment MRx around the X-axis direction is calculated as the rotational moment MRx value. Then, the output unit 12 outputs the data of the rotation moment MRx value. Therefore, since it is not necessary to calculate the rotation moment MRx value data in the controller 104, the burden on the controller 104 can be reduced.
  • the output unit 12 has the first aggregate shear force Fx1 value and the second aggregate shear force Fx2 value calculated for each of the pair of tactile sensors 10. Based on the difference, the value of the rotational moment MRy around the Y-axis direction is calculated as the rotational moment MRy value. Then, the output unit 12 outputs the data of the rotation moment MRy value. Therefore, since it is not necessary to calculate the rotation moment MRy value data in the controller 104, the burden on the controller 104 can be reduced.
  • the second electrode layer 26 is composed of a plurality of second electrodes 36 which are single layers. Therefore, the structure and manufacturing process of the tactile sensor 10 can be simplified.
  • the pressure can be detected at each position of the plurality of first electrodes 34. Further, since each second electrode 36 partially overlaps with each of the four first electrodes 34 adjacent to each other in the X-axis direction and the Y-axis direction, the four first electrodes 34 and the second electrode 36 By detecting the capacitance that changes according to the overlapping area of the two electrodes, the shearing force can also be detected at the position of each second electrode 36.
  • the plurality of first electrodes 34 are matched against one second electrode 36, so that, for example, a plurality of first electrodes 34 are matched.
  • the distance between the plurality of first electrodes 34 can be narrowed as compared with the case where the first electrode 34 of the above is matched one-to-one with the plurality of second electrodes 36.
  • the number of the plurality of first electrodes 34 can be secured, so that the resolution of the pressure distribution can be secured.
  • the shearing force can be detected even with a simple structure and a manufacturing process, and the resolution of the pressure distribution can be ensured.
  • the output unit 12 is configured separately from the tactile sensor 10, but the tactile sensor 10 and the output unit 12 may be unitized.
  • the output unit 12 is provided in the wrist joint portion 112 that connects the robot hand 108 to the robot arm 106, but at least a part of the output unit 12 is an input of the robot hand 108, the robot arm 106, and the controller 104. It may be provided in either a unit or a program component provided in the controller 104 to execute a program process.
  • the controller 104 referred to in comparison with the output unit 12 refers to a part of the physical controller 104 other than the program component which is the output unit 12. Point to.
  • the input unit of the controller 104 may be, for example, an amplifier unit connected to the CPU 54 of the controller 104, or a program component (function block) that inputs data output from the tactile sensor 10 and executes program processing.
  • a program component function block
  • the burden on the user who programs the controller 104 can be reduced.
  • the output unit 12 has both an operation content determination mode and a request command correspondence mode as a preferable example, but either one of the operation content determination mode and the request command correspondence mode may be omitted.
  • the output unit 12 has a pressure distribution, a gripping position, a gripping force Fz value, an aggregate shear force Fx value, an aggregate shear force Fy value, a moment Mx value, a moment My value, a moment Mz value, a translational force ⁇ Fx value, and a translational force.
  • Each data output process of ⁇ Fy value, rotation moment MRx value and rotation moment MRy value is performed, but any or some of these plurality of data output processes may be omitted.
  • the tactile sensor 10 preferably has the above configuration, but the first electrode layer 24 has a plurality of first electrodes 34, and the second electrode layer 26 has a plurality of second electrodes 36.
  • the tactile sensor 10 may have a configuration other than the above, as long as two or more of the plurality of first electrodes 34 partially overlap the second electrode 36 in a plan view.
  • the tactile sensor 10 has 36 first electrodes 34, but the number of the plurality of first electrodes 34 may be any number.
  • the number of the plurality of second electrodes 36 may be any number as long as it is smaller than the number of the plurality of first electrodes 34.
  • the plurality of first electrodes 34 are preferably arranged in a matrix along the contact surface 28, but if a desired pressure distribution can be obtained within the contact surface 28, the plurality of first electrodes 34 may be arranged in a manner other than the matrix. It may be arranged.
  • FIG. 32 is a vertical sectional view of the tactile sensor 10 according to the second embodiment.
  • the configuration of the second electrode layer 26 is changed as follows with respect to the tactile sensor 10 (see FIGS. 3 to 6) according to the first embodiment described above.
  • FIG. 33 is a plan view of the second electrode layer 26 of FIG. 32.
  • the second electrode layer 26 is composed of one second electrode 36, which is a single layer. That is, the second electrode 36 forms one island portion.
  • the second electrode 36 is formed of, for example, conductive rubber.
  • the second electrode 36 is formed in a flat plate shape.
  • the second electrode 36 may be connected to the ground of the substrate 16 or may be floating with respect to the ground.
  • FIG. 34 is a plan view showing a state in which the second electrode 36 of FIG. 32, the elastic layer 22, and the substrate 16 are overlapped with each other.
  • the number of the plurality of first electrodes 34 is 36, whereas the second electrode 36 forms one island portion. Therefore, in the second embodiment, the island formed by the second electrode 36 is formed. The number of parts is smaller than the number of the plurality of first electrodes 34.
  • the second electrode 36 is formed in a square smaller than the contact surface 28 (see FIG. 32).
  • the second electrode 36 has a size that overlaps with all of the plurality of first electrodes 34 in a plan view.
  • the second electrode 36 has a size in which the outer peripheral portion of the first electrode 34 and the outer peripheral portion of the second electrode 36, which are arranged along the outer peripheral portion of the second electrode 36, overlap with each other in a plan view among the plurality of first electrodes 34. have.
  • the first electrode 34 arranged along the outer peripheral portion of the second electrode 36 partially overlaps with the second electrode 36 in a plan view, and the outer peripheral portion of the second electrode 36 out of the plurality of first electrodes 34.
  • the first electrode 34 located inside the second electrode 36 overlaps with the second electrode 36 as a whole.
  • the first electrode 34 that partially overlaps the second electrode 36 among the plurality of first electrodes 34 corresponds to an example of "a plurality of partially superimposed electrodes that partially overlap the second electrode”.
  • the plurality of signals output from the first electrode 34 that partially overlaps with the second electrode 36 correspond to an example of the “plurality of partially overlapping electrode signals”.
  • the distance d changes in response to the change.
  • the capacitance C changes.
  • a shearing force is applied to the contact surface 28 and the overlapping area A of the first electrode 34 (see FIG. 34) and the second electrode 36 partially overlapping the second electrode 36 changes, this area A changes.
  • the capacitance C changes according to the change in.
  • the tactile sensor 10 having such a configuration is manufactured in the same manner as the tactile sensor 10 (see FIGS. 3 to 6) according to the first embodiment described above.
  • FIG. 35 is a diagram illustrating an example of moment lengths dx and dy in the tactile sensor 10 of FIG. 32.
  • identification numbers 1 to 28 are shown for the plurality of first electrodes 34.
  • each of the plurality of first electrodes 34 is referred to as a first electrode 34-1 to 28.
  • the moment length dx is a length used when calculating the moment Mx (see FIG. 11) around the X-axis direction.
  • the moment length dx corresponds to the distance along the Y-axis direction between the center of the first electrode 34-4 located at a position away from the center of the contact surface 28 in the Y-axis direction and the center of the contact surface 28. do.
  • the moment length dy shown in FIG. 35 is the length used when calculating the moment My (see FIG. 11) around the Y-axis direction.
  • the moment length dy is, for example, the distance along the X-axis direction between the center of the first electrode 34-13 and the center of the second electrode 36 located at a position away from the center of the second electrode 36 in the X-axis direction. Corresponds to.
  • the displacements ⁇ x, ⁇ y, and ⁇ z are calculated based on the same concept as in the case of the first embodiment.
  • the hardware configuration of the tactile sensor 10, the output unit 12, and the controller 104 and the plurality of modes in the output unit 12 are the same as those in the first embodiment.
  • the data output processing of the pressure distribution, the gripping position, the gripping force Fz value, the translational force ⁇ Fx value, the translational force ⁇ Fy value, the rotational moment MRx value and the rotational moment MRy value is the same as that of the first embodiment. It is the same.
  • the data output processing of the aggregate shear force Fx value, the aggregate shear force Fy value, the moment Mx value, the moment My value and the moment Mz value is different from that of the first embodiment.
  • the output unit 12 calculates one aggregate shear force Fx value for the entire contact surface 28, and outputs data of the aggregate shear force Fx value.
  • the data output process of the aggregate shear force Fx value is executed by the CPU 54 of the output unit 12 in the following manner, for example.
  • the flow of data output processing of the aggregate shear force Fx value in the second embodiment will be described with reference to FIG. 21.
  • step S31 the CPU 54 acquires the data output from the plurality of capacitance detection ICs 44.
  • the data acquired in this step S31 is the data of the signal output from the sensor unit 18 corresponding to the first electrode 34 for which the displacement ⁇ x is calculated in the step S32 described later.
  • step S32 the CPU 54 calculates the displacement ⁇ x for each position of the plurality of first electrodes 34-1 to 8 partially overlapping the second electrode 36 based on the data acquired in step S31.
  • the plurality of first electrodes 34 for which the displacement ⁇ x is calculated may be all of the plurality of first electrodes 34-1 to 8 or may be a part of the plurality of first electrodes 34-1 to 8.
  • the CPU 54 calculates the displacement ⁇ x for each position of the plurality of first electrodes 34-1 to 8.
  • the displacement ⁇ x is calculated for each position of the plurality of first electrodes 34-1 to 8 based on a part of the plurality of signals output from the sensor unit 18.
  • the displacement ⁇ x calculated in this way for each position of the plurality of first electrodes 34-1 to 8 is proportional to the shear force Fx value at each position of the plurality of first electrodes 34-1 to 8. Therefore, by calculating the displacement ⁇ x for each position of the plurality of first electrodes 34-1 to 8, the shear force Fx value at each position of the plurality of first electrodes 34-1 to 8 is calculated.
  • the shear force Fx value calculated for each position of the plurality of first electrodes 34-1 to 8 is "a plurality of shear force Fx values in the contact surface”. It corresponds to an example of "each shear force value of the shear force detection position”.
  • step S33 the CPU 54 at least one of the calculation of the representative value, the calculation of the total value, and the calculation of the average value for the shear force Fx values at the respective positions of the plurality of first electrodes 34-1 to 8 calculated in step S32. Is performed to calculate the aggregate shear force Fx value.
  • step S34 the CPU 54 outputs the data of the aggregate shear force Fx value calculated in step S33 to the controller 104.
  • the data of the aggregated shear force Fx value is the collision detection of the work W, the contact maintenance detection of the work W gripped by the robot hand 108 with other objects, the fitting position detection of the work W to the moving destination, and the movement of the work W. It is used for detecting the completion of insertion into the destination, detecting the completion of pulling out from the destination of the work W, and the like.
  • the output unit 12 calculates one aggregate shear force Fy value for the entire contact surface 28, and outputs data of the aggregate shear force Fy value.
  • the data output process of the aggregate shear force Fy value is executed by the CPU 54 of the output unit 12 in the following manner, for example.
  • the flow of data output processing of the aggregate shear force Fy value in the second embodiment will be described with reference to FIG. 22.
  • step S41 the CPU 54 acquires the data output from the plurality of capacitance detection ICs 44.
  • the data acquired in this step S41 is the data of the signal output from the sensor unit 18 corresponding to the first electrode 34 for which the displacement ⁇ y is calculated in the step S42 described later.
  • step S42 the CPU 54 calculates the displacement ⁇ y for each position of the plurality of first electrodes 34-9 to 16 partially overlapping the second electrode 36 based on the data acquired in step S41.
  • the plurality of first electrodes 34 for which the displacement ⁇ y is calculated may be all of the plurality of first electrodes 34-9 to 16, or may be a part of the plurality of first electrodes 34-9 to 16.
  • the CPU 54 calculates the displacement ⁇ y for each position of the plurality of first electrodes 34-9 to 16.
  • the displacement ⁇ y is calculated for each position of the plurality of first electrodes 34-9 to 16 based on a part of the plurality of signals output from the sensor unit 18.
  • the displacement ⁇ y calculated in this way for each position of the plurality of first electrodes 34-9 to 16 is proportional to the shear force Fy value at each position of the plurality of first electrodes 34-9 to 16. Therefore, by calculating the displacement ⁇ y for each position of the plurality of first electrodes 34-9 to 16, the shear force Fy value at each position of the plurality of first electrodes 34-9 to 16 is calculated.
  • the shear force Fy value calculated for each position of the plurality of first electrodes 34-9 to 16 is "a plurality of shear force Fy values in the contact surface”. It corresponds to an example of "each shear force value of the shear force detection position”.
  • step S43 the CPU 54 at least one of calculation of a representative value, calculation of a total value, and calculation of an average value for the shear force Fy values at the respective positions of the plurality of first electrodes 34-9 to 16 calculated in step S42. Is performed to calculate the aggregate shear force Fy value.
  • step S44 the CPU 54 outputs the data of the aggregate shear force Fy value calculated in step S43 to the controller 104.
  • the data of the aggregated shear force Fy value is the collision detection of the work W, the contact maintenance detection of the work W grasped by the robot hand 108 to other objects, the fitting position detection of the work W to the moving destination, and the movement of the work W. It is used for detecting the completion of insertion into the destination, detecting the completion of pulling out from the destination of the work W, and the like.
  • the output unit 12 calculates the first aggregate pressure value and the second aggregate pressure value for each of the two first electrodes 34 separated in the Y-axis direction on the contact surface 28. Then, the output unit 12 calculates the value of the moment Mx around the X-axis direction acting on the tactile sensor 10 based on the first aggregate pressure value and the second aggregate pressure value as the moment Mx value, and obtains the data of the moment Mx value. Output.
  • the data output process of this moment Mx value is executed by the CPU 54 of the output unit 12 according to the following procedure, for example.
  • the flow of the data output process of the moment Mx value in the second embodiment will be described with reference to FIG. 23.
  • step S51 the CPU 54 acquires the data output from the plurality of capacitance detection ICs 44.
  • the data acquired in step S51 is the data of the signal output from the sensor unit 18 corresponding to the first electrode 34 for which the displacement ⁇ z is calculated in step S52 described later.
  • step S52 the CPU 54 is the Y-axis from the center of the contact surface 28 as an example of the “plurality of first aggregate pressure detection positions” and the “plurality of second aggregate pressure detection positions” based on the data acquired in step S51.
  • the displacement ⁇ z is calculated for each position of the first electrodes 34-20, 27, 28, 24 and the first electrodes 34-17, 25, 26, 21 separated in the direction.
  • the displacement ⁇ z calculated for each position of the plurality of first electrodes 34 in this way is proportional to the pressure value at each position of the plurality of first electrodes 34. Therefore, by calculating the displacement ⁇ z for each position of the plurality of first electrodes 34, the pressure value at each position of the plurality of first electrodes 34 is calculated.
  • the pressure value calculated for each position of the first electrodes 34-20, 27, 28, 24 is “a plurality of pressure detections in the contact surface". It corresponds to an example of "the pressure value of each of the plurality of first aggregate pressure detection positions among the positions”. Further, the pressure value calculated for each position of the first electrode 34-17, 25, 26, 21 is “the pressure of each of the plurality of second aggregate pressure detection positions among the plurality of pressure detection positions in the contact surface”. Corresponds to an example of "value”.
  • step S53 the CPU 54 performs at least one of calculation of a representative value, calculation of a total value, and calculation of an average value for the pressure values at the respective positions of the first electrodes 34-20, 27, 28, and 24, and this calculation is performed.
  • the value obtained is used as the first aggregate pressure value.
  • the first aggregate pressure value is calculated for the first electrodes 34-20, 27, 28, 24.
  • the first aggregate pressure value corresponds to the vertical load Fz'.
  • step S53 the CPU 54 performs at least one of calculation of a representative value, calculation of a total value, and calculation of an average value for the pressure values at the respective positions of the first electrodes 34-17, 25, 26, and 21. , This calculated value is used as the second aggregate pressure value. As a result, the second aggregate pressure value is calculated for the first electrodes 34-17, 25, 26, 21.
  • the second aggregate pressure value corresponds to the vertical load Fz'.
  • step S54 the CPU 54 multiplies the first aggregate pressure value (vertical load Fz') calculated for the first electrodes 34-17, 25, 26, 21 in step S53 by the distance dx, and the first in step S53.
  • the difference between the values calculated by multiplying the second aggregate pressure value (vertical load Fz') calculated for the electrodes 34-17, 25, 26, and 21 by the distance dx is calculated, and this difference is taken as the moment Mx value.
  • the moment Mx value (the magnitude and direction of the moment) is calculated.
  • the moment Mx value is an example of the "first moment value".
  • step S55 the CPU 54 outputs the moment Mx value data calculated in step S54 to the controller 104.
  • step S52 described above the pressure values at the respective positions of the first electrodes 34-20, 27, 28 and 24 are calculated, but any two of the first electrodes 34-20, 27, 28 and 24 are calculated.
  • the pressure value at each position of the first electrode 34 may be calculated.
  • step S52 described above the pressure values at the respective positions of the first electrodes 34-17, 25, 26 and 21 are calculated, but any one of the first electrodes 34-17, 25, 26 and 21 is calculated.
  • the pressure value at each position of the two first electrodes 34 may be calculated.
  • the output unit 12 calculates the first aggregate pressure value and the second aggregate pressure value for each of the two first electrodes 34 separated in the X-axis direction on the contact surface 28. Then, the output unit 12 calculates the value of the moment My around the Y-axis direction acting on the tactile sensor 10 based on the first aggregate pressure value and the second aggregate pressure value as the moment My value, and obtains the data of the moment My value. Output.
  • the data output process of this moment Mx value is executed by the CPU 54 of the output unit 12 according to the following procedure, for example.
  • the flow of the data output process of the moment My value in the second embodiment will be described with reference to FIG. 24.
  • step S61 the CPU 54 acquires the data output from the plurality of capacitance detection ICs 44.
  • the data acquired in this step S61 is the data of the signal output from the sensor unit 18 corresponding to the first electrode 34 for which the displacement ⁇ z is calculated in the step S62 described later.
  • step S62 the CPU 54 X-axis from the center of the contact surface 28 as an example of the “plurality of first aggregate pressure detection positions” and the “plurality of second aggregate pressure detection positions” based on the data acquired in step S61.
  • the displacement ⁇ z is calculated for each position of the first electrodes 34-17, 18, 19, 20 and the first electrodes 34-21, 22, 23, 24 separated in the direction.
  • the displacement ⁇ z calculated for each position of the plurality of first electrodes 34 in this way is proportional to the pressure value at each position of the plurality of first electrodes 34. Therefore, by calculating the displacement ⁇ z for each position of the plurality of first electrodes 34, the pressure value at each position of the plurality of first electrodes 34 is calculated.
  • the pressure value calculated for each position of the first electrodes 34-17, 18, 19, and 20 is "a plurality of pressure detections in the contact surface". It corresponds to an example of "the pressure value of each of the plurality of first aggregate pressure detection positions among the positions”. Further, the pressure value calculated for each position of the first electrode 34-21, 22, 23, 24 is "the pressure of each of the plurality of second aggregate pressure detection positions among the plurality of pressure detection positions in the contact surface". Corresponds to an example of "value”.
  • step S63 the CPU 54 performs at least one of calculation of a representative value, calculation of a total value, and calculation of an average value for the pressure values at the respective positions of the first electrodes 34-17, 18, 19, and 20, and this calculation is performed.
  • the value obtained is used as the first aggregate pressure value.
  • the first aggregate pressure value is calculated for the first electrodes 34-17, 18, 19, and 20.
  • the first aggregate pressure value corresponds to the vertical load Fz'.
  • step S63 the CPU 54 performs at least one of calculation of a representative value, calculation of a total value, and calculation of an average value for the pressure values at the respective positions of the first electrodes 34-21, 22, 23, and 24. , This calculated value is used as the second aggregate pressure value. As a result, the second aggregate pressure value is calculated for the first electrodes 34-21, 22, 23, 24. The second aggregate pressure value corresponds to the vertical load Fz'.
  • step S64 the CPU 54 multiplies the first aggregate pressure value (vertical load Fz') calculated for the first electrodes 34-17, 18, 19, 20 in step S63 by the distance dy, and the first in step S63.
  • the difference between the second aggregate pressure values (vertical load Fz') calculated for the electrodes 34-21, 22, 23, and 24 multiplied by the distance dy is calculated, and this difference is used as the moment My value.
  • the moment My value (the magnitude and direction of the moment) is calculated.
  • the moment My value is an example of the "first moment value".
  • step S65 the CPU 54 outputs the moment My value data calculated in step S64 to the controller 104.
  • step S62 described above the pressure values at the respective positions of the first electrodes 34-17, 18, 19, and 20 are calculated, but any two of the first electrodes 34-17, 18, 19, and 20 are calculated.
  • the pressure value at each position of the first electrode 34 may be calculated.
  • step S62 described above the pressure value at each position of the first electrode 34-21, 22, 23, 24 is calculated, but any one of the first electrodes 34-21, 22, 23, 24 is calculated.
  • the pressure value at each position of the two first electrodes 34 may be calculated.
  • the output unit 12 calculates the first shear force value and the second shear force value for the two first electrodes 34 separated from the center of the contact surface 28 in the X-axis direction or the Y-axis direction, respectively. .. Then, the output unit 12 calculates the value of the moment Mz around the Z-axis direction acting on the tactile sensor 10 based on the first shear force value and the second shear force value as the moment Mz value, and obtains the data of the moment Mz value. Output.
  • the data output processing of this moment Mz value includes the following first and second examples.
  • step S71 the CPU 54 acquires the data output from the plurality of capacitance detection ICs 44.
  • the data acquired in this step S71 is the data of the signal output from the sensor unit 18 corresponding to the first electrode 34 for which the displacement ⁇ x is calculated in the step S72 described later.
  • step S72 the CPU 54 bases the first electrodes 34-1 to 4, 5 to 8 as an example of the "first shear force detection position" and the "second shear force detection position” based on the data acquired in step S71.
  • the displacement ⁇ x is calculated for each position of the first electrodes 34 at two locations separated from each other in the Y-axis direction.
  • the CPU 54 may calculate the displacement ⁇ x for each position of the first electrodes 34-1, 4 which are separated from each other in the Y-axis direction among the first electrodes 34-1 to 4.
  • the displacement ⁇ x may be calculated for each position of the first electrodes 34-5 and 8 which are separated from each other in the Y-axis direction among the first electrodes 34-5 to 8.
  • the CPU 54 may calculate the displacement ⁇ x for each position of the first electrodes 34-2 and 3 which are separated from each other in the Y-axis direction among the first electrodes 34-1 to 4.
  • the displacement ⁇ x may be calculated for each of the positions of the first electrodes 34-6 and 7 of the one electrode 34-5 to 8 which are separated from each other in the Y-axis direction.
  • the displacement ⁇ x calculated for each position of the two first electrodes 34 separated from each other in the Y-axis direction is proportional to the shear force Fx value at each position of the two first electrodes 34. .. Therefore, by calculating the displacement ⁇ x for each position of the two first electrodes 34 separated from each other in the Y-axis direction, the shear force Fx value at each position of the two first electrodes 34 is calculated. Ru.
  • the shear force Fx value calculated for the first electrode 34 of one of the two first electrodes 34 in this way is referred to as a first shear force Fx value, and the other of the two first electrodes 34 is referred to.
  • the shear force Fx value calculated for one electrode 34 is referred to as a second shear force Fx value.
  • step S73 the CPU 54 calculates the difference between the first shear force Fx value calculated in step S72 and the second shear force Fx, and calculates the moment Mz value (moment magnitude and direction) based on this difference. ..
  • the moment Mz value is an example of the "second moment value".
  • step S74 the CPU 54 outputs the data of the moment Mz value calculated in step S73 to the controller 104.
  • step S71 the CPU 54 acquires the data output from the plurality of capacitance detection ICs 44.
  • the data acquired in this step S71 is the data of the signal output from the sensor unit 18 corresponding to the first electrode 34 for which the displacement ⁇ y is calculated in the step S72 described later.
  • step S72 the CPU 54 bases the first electrodes 34-9 to 12, 13 to 16 as an example of the "first shear force detection position" and the "second shear force detection position” based on the data acquired in step S71.
  • the displacement ⁇ y is calculated for each position of the first electrodes 34 at two locations separated from each other in the X-axis direction.
  • the CPU 54 may calculate the displacement ⁇ y for each position of the first electrodes 34-9 and 12 which are separated from each other in the X-axis direction among the first electrodes 34-9 to 12. Displacement ⁇ y may be calculated for each position of the first electrodes 34-13 and 16 at two locations separated from each other in the X-axis direction among the first electrodes 34-13 to 16.
  • the CPU 54 may calculate the displacement ⁇ y for each position of the first electrodes 34-10 and 11 which are separated from each other in the X-axis direction among the first electrodes 34-9 to 12. Displacement ⁇ y may be calculated for each position of the first electrodes 34-14 and 15 at two locations separated from each other in the X-axis direction among the one electrodes 34-13 to 16.
  • the displacement ⁇ y calculated for each position of the two first electrodes 34 separated from each other in the X-axis direction is proportional to the shear force Fy value at each position of the two first electrodes 34. .. Therefore, by calculating the displacement ⁇ y for each position of the two first electrodes 34 separated from each other in the X-axis direction, the shear force Fy value at each position of the two first electrodes 34 is calculated. Ru.
  • the shear force Fy value calculated for the first electrode 34 of one of the two first electrodes 34 in this way is referred to as a first shear force Fy value
  • the other of the two first electrodes 34 is referred to as the first shear force Fy value
  • the shear force Fy value calculated for one electrode 34 is referred to as a second shear force Fy value.
  • step S73 the CPU 54 calculates the difference between the first shear force Fy value calculated in step S72 and the second shear force Fy, and calculates the moment Mz value (moment magnitude and direction) based on this difference. ..
  • the moment Mz value is an example of the "second moment value".
  • step S74 the CPU 54 outputs the data of the moment Mz value calculated in step S73 to the controller 104.
  • the output unit 12 calculates one aggregate shear force Fx value for the entire contact surface 28 and outputs the data of the aggregate shear force Fx value. .. Therefore, since it is not necessary to calculate the aggregate shear force Fx value in the controller 104, the burden on the controller 104 can be reduced. Further, for example, as compared with the case of outputting the shear force distribution data representing the shear force Fx values of the plurality of pressure detection positions in the contact surface 28, the output unit 12 and the output unit 12 aggregate the shear force Fx values. The amount of data communication with the controller 104 can be reduced. As a result, the response speed of the output unit 12 and the controller 104 can be improved, so that the tactile information useful for controlling the robot 102 is efficiently provided to the controller 104 that controls the robot 102 having the pair of gripping units 114. Can be provided.
  • the output unit 12 calculates one aggregate shear force Fy value for the entire contact surface 28 and outputs the data of the aggregate shear force Fy value. .. Therefore, since it is not necessary to calculate the aggregate shear force Fy value in the controller 104, the burden on the controller 104 can be reduced. Further, for example, as compared with the case of outputting the shear force distribution data representing the shear force Fx values of the plurality of pressure detection positions in the contact surface 28, the output unit 12 and the output unit 12 aggregate the shear force Fx values. The amount of data communication with the controller 104 can be reduced. As a result, the response speed of the output unit 12 and the controller 104 can be improved, so that the tactile information useful for controlling the robot 102 is efficiently provided to the controller 104 that controls the robot 102 having the pair of gripping units 114. Can be provided.
  • the output unit 12 has a plurality of first electrodes in the contact surface 28 based on a part of a plurality of signals output from the sensor unit 18.
  • the shear force Fx value at each position of 34 is calculated.
  • the output unit 12 calculates the representative value, the total value, and the average value of the shear force Fx values at the respective positions of the plurality of first electrodes 34 at least one of them, so that the aggregated shear force Fx value is calculated. Is calculated. Therefore, for example, it is possible to output an aggregate shear force Fx value that more accurately represents the shear force Fx value of the entire contact surface 28 as compared with the shear force Fx value calculated for one arbitrarily selected first electrode 34. can.
  • the output unit 12 has a plurality of first electrodes in the contact surface 28 based on a part of the plurality of signals output from the sensor unit 18.
  • the shear force Fy value at each position of 34 is calculated.
  • the output unit 12 calculates the representative value, the total value, and the average value of the shear force Fy values at the respective positions of the plurality of first electrodes 34 at least one of them, so that the aggregated shear force Fy value is calculated. Is calculated. Therefore, for example, the aggregated shear force Fy value data that more accurately represents the shear force Fy value of the entire contact surface 28 is output as compared with the shear force Fy value calculated for one arbitrarily selected first electrode 34. Can be done.
  • the output unit 12 has the first aggregate pressure value and the second aggregate pressure for the two first electrodes 34 separated in the Y-axis direction on the contact surface 28. Calculate each value. Then, the output unit 12 calculates the value of the moment Mx around the X-axis direction acting on the tactile sensor 10 based on the first aggregate pressure value and the second aggregate pressure value as the moment Mx value, and obtains the data of the moment Mx value. Output. Therefore, since it is not necessary to calculate the moment Mx value in the controller 104, the load on the controller 104 can be reduced.
  • the output unit 12 has the first aggregate pressure value and the second aggregate pressure for the two first electrodes 34 separated in the X-axis direction on the contact surface 28. Calculate each value. Then, the output unit 12 calculates the value of the moment My around the Y-axis direction acting on the tactile sensor 10 based on the first aggregate pressure value and the second aggregate pressure value as the moment My value, and obtains the data of the moment My value. Output. Therefore, since it is not necessary to calculate the moment My value in the controller 104, the load on the controller 104 can be reduced.
  • the output unit 12 has the first aggregate shear force Fx for the two first electrodes 34 separated in the Y-axis direction on the contact surface 28. The value and the second aggregate shear force Fx value are calculated respectively. Then, the output unit 12 calculates the value of the moment Mz around the Z-axis direction acting on the tactile sensor 10 based on the first aggregate shear force Fx value and the second aggregate shear force Fx value as the moment Mz value, and the moment Mz. Output value data. Therefore, since it is not necessary to calculate the moment Mz value in the controller 104, the load on the controller 104 can be reduced.
  • the output unit 12 has a first aggregate shear force Fy for two first electrodes 34 separated in the X-axis direction on the contact surface 28. The value and the second aggregate shear force Fy value are calculated respectively. Then, the output unit 12 calculates the value of the moment Mz around the Z-axis direction acting on the tactile sensor 10 based on the first aggregate shear force Fy value and the second aggregate shear force Fy value as the moment Mz value, and the moment Mz. Output value data. Therefore, since it is not necessary to calculate the moment Mz value in the controller 104, the load on the controller 104 can be reduced.
  • the second electrode layer 26 is composed of the second electrode 36 of 1, which is a single layer. Therefore, the structure and manufacturing process of the tactile sensor 10 can be simplified.
  • the pressure can be detected at each position of the plurality of first electrodes 34.
  • a part of the plurality of first electrodes 34 that is, the first electrodes 34 arranged along the outer peripheral portion of the second electrode 36 partially overlaps with the second electrode 36 in a plan view, and thus the first electrode 34 is present.
  • the shearing force can also be detected at the position of the first electrode 34 arranged along the outer peripheral portion of the second electrode 36.
  • the number of the second electrodes 36 is 1, which is smaller than the number of the plurality of first electrodes 34, the plurality of first electrodes 34 are matched against one second electrode 36, for example.
  • the distance between the plurality of first electrodes 34 can be narrowed as compared with the case where the plurality of first electrodes 34 are matched one-to-one with the plurality of second electrodes 36.
  • the number of the plurality of first electrodes 34 can be secured, so that the resolution of the pressure distribution can be secured.
  • the shearing force can be detected even with a simple structure and a manufacturing process, and the resolution of the pressure distribution can be ensured.
  • the manufacturing efficiency can be improved and the number of parts can be increased as compared with the case where the second electrode 36 is composed of a plurality of members. Can be reduced.
  • the tactile sensor 10 preferably has the above configuration, but the first electrode layer 24 has a plurality of first electrodes 34, and the second electrode layer 26 has a second electrode 36 of 1.
  • the tactile sensor 10 may have a configuration other than the above, as long as two or more of the plurality of first electrodes 34 partially overlap the second electrode 36 in a plan view.
  • the tactile sensor 10 has 36 first electrodes 34, but the number of the plurality of first electrodes 34 may be any number.
  • the number of the second electrodes 36 is 1, but the number of the second electrodes 36 may be any number as long as it is smaller than the number of the plurality of first electrodes 34.
  • the plurality of first electrodes 34 are preferably arranged in a matrix along the contact surface 28, but if a desired pressure distribution can be obtained within the contact surface 28, the plurality of first electrodes 34 may be arranged in a manner other than the matrix. It may be arranged.
  • FIG. 36 is a vertical sectional view of the tactile sensor 10 according to the third embodiment.
  • the configuration of the second electrode layer 26 is changed as follows with respect to the tactile sensor 10 (see FIGS. 3 to 6) according to the first embodiment described above.
  • FIG. 37 is a plan view of the second electrode layer 26 of FIG. 36.
  • the second electrode layer 26 is composed of one second electrode 36, which is a single layer.
  • the second electrode 36 is formed of, for example, conductive rubber.
  • the second electrode 36 is formed in a flat plate shape. As an example, the second electrode 36 is formed in a square shape in a plan view.
  • the second electrode 36 may be connected to the ground of the substrate 16 (see FIG. 3) or may be floating with respect to the ground.
  • a plurality of openings 38 are formed in the second electrode 36.
  • the plurality of openings 38 penetrate the second electrode 36 in the plate thickness direction, that is, in the Z-axis direction.
  • the plurality of openings 38 are arranged in a matrix along the XY plane. That is, the plurality of openings 38 are arranged with the X-axis direction as the vertical direction and the Y-axis direction as the horizontal direction.
  • the plurality of openings 38 have the same shape.
  • the plurality of openings 38 are formed in a square shape in a plan view.
  • the number of the plurality of openings 38 is smaller than the number of the plurality of first electrodes 34 (see FIG. 4) described above.
  • the plurality of openings 38 are arranged three by three in the X-axis direction and three by three in the Y-axis direction. That is, the number of the plurality of openings 38 is nine.
  • the plurality of openings 38 are arranged at equal intervals in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively.
  • FIG. 38 is a plan view showing a state in which the second electrode 36 of FIG. 36, the elastic layer 22, and the substrate 16 are overlapped with each other.
  • the second electrode 36 has a size that overlaps with all of the plurality of first electrodes 34 in a plan view.
  • the second electrode 36 has a size in which all of the plurality of first electrodes 34 are accommodated inside the outer peripheral portion of the second electrode 36 in a plan view.
  • Each of the plurality of openings 38 is formed so as to partially overlap each of the four first electrodes 34 adjacent to each other in the X-axis direction and the Y-axis direction among the plurality of first electrodes 34 in a plan view. Specifically, each opening 38 is located at the center of the four first electrodes 34 in a plan view, and partially overlaps the four first electrodes 34.
  • all of the plurality of first electrodes 34 are housed inside the outer shape portion of the second electrode 36 in a plan view, and all of the plurality of first electrodes 34 have an opening 38. It partially overlaps. The fact that all of the plurality of first electrodes 34 partially overlap with the opening 38 corresponds to the fact that all of the plurality of first electrodes 34 partially overlap with the second electrode 36.
  • all of the plurality of first electrodes 34 correspond to an example of "a plurality of partially superimposed electrodes partially overlapping the second electrode", and a plurality of signals output from the plurality of first electrodes 34.
  • the tactile sensor 10 having such a configuration is manufactured in the same manner as the tactile sensor 10 (see FIGS. 3 to 6) according to the first embodiment described above.
  • FIG. 39 is a diagram illustrating an example of moment lengths dx and dy in the tactile sensor 10 of FIG. 36.
  • identification numbers 1 to 9 are shown for the plurality of openings 38.
  • each of the plurality of openings 38 is referred to as openings 38-1 to 9.
  • the moment length dx shown in FIG. 39 is the length used when calculating the moment Mx (see FIG. 11) around the X-axis direction.
  • the moment length dx corresponds to the distance along the Y-axis direction between the center of the opening 38-3 located away from the center of the contact surface 28 in the Y-axis direction and the center of the contact surface 28.
  • the moment length dy shown in FIG. 39 is the length used when calculating the moment My (see FIG. 11) around the Y-axis direction.
  • the moment length dy corresponds to the distance along the X-axis direction between the center of the opening 38-1 located away from the center of the contact surface 28 in the X-axis direction and the center of the contact surface 28.
  • the displacements ⁇ x, ⁇ y, and ⁇ z are calculated based on the same concept as in the case of the first embodiment.
  • the hardware configuration of the tactile sensor 10, the output unit 12, and the controller 104 and the plurality of modes in the output unit 12 are the same as those in the first embodiment.
  • the data output processing of the pressure distribution, the gripping position, the gripping force Fz value, the translational force ⁇ Fx value, the translational force ⁇ Fy value, the rotational moment MRx value and the rotational moment MRy value is the same as that of the first embodiment. It is the same.
  • the data output processing of the aggregate shear force Fx value, the aggregate shear force Fy value, the moment Mx value, the moment My value and the moment Mz value is different from that of the first embodiment.
  • the output unit 12 calculates one aggregate shear force Fx value for the entire contact surface 28, and outputs data of the aggregate shear force Fx value.
  • the data output process of the aggregate shear force Fx value is executed by the CPU 54 of the output unit 12 in the following manner, for example.
  • the flow of data output processing of the aggregate shear force Fx value in the third embodiment will be described with reference to FIG. 21.
  • step S31 the CPU 54 acquires the data output from the plurality of capacitance detection ICs 44.
  • the data acquired in this step S31 is the data of the signal output from the sensor unit 18 corresponding to the first electrode 34 for which the displacement ⁇ x is calculated in the step S32 described later.
  • step S32 the CPU 54 calculates the displacement ⁇ x for each position of the plurality of openings 38 as an example of the “plurality of shear force detection positions” based on the data acquired in step S31.
  • the position of the opening 38 is represented by the position of a particular portion of the opening 38, such as the center of the opening 38 or any corner.
  • the calculation of the displacement ⁇ x is based on the same concept as in the case of ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z ⁇ 0 in the first embodiment, and all of the signals corresponding to the four first electrodes 34 partially overlapping the one opening 38. Or use a part.
  • the signals corresponding to at least two electrodes having different positions in the x direction among the four first electrodes 34 overlapping the one opening 38 are used.
  • the plurality of openings 38 for which the displacement ⁇ x is calculated may be all openings 38 or some openings 38.
  • all of the plurality of signals output from the sensor unit 18 may be used, or some of the plurality of signals may be used.
  • the displacement ⁇ x calculated for each position of the plurality of openings 38 in this way is proportional to the shear force Fx value at each position of the plurality of openings 38. Therefore, by calculating the displacement ⁇ x for each position of the plurality of openings 38, the shear force Fx value at each position of the plurality of openings 38 is calculated.
  • the shear force Fx value calculated for each position of the plurality of openings 38 is "each of the plurality of shear force detection positions in the contact surface”. Corresponds to an example of "shear force value of”.
  • step S33 the CPU 54 performs at least one of calculation of a representative value, calculation of a total value, and calculation of an average value for the shear force Fx value at each position of the plurality of openings 38 calculated in step S32, thereby performing aggregate shearing. Calculate the force Fx value.
  • step S34 the CPU 54 outputs the data of the aggregate shear force Fx value calculated in step S33 to the controller 104.
  • the data of the aggregated shear force Fx value is the collision detection of the work W, the contact maintenance detection of the work W gripped by the robot hand 108 with other objects, the fitting position detection of the work W to the moving destination, and the movement of the work W. It is used for detecting the completion of insertion into the destination, detecting the completion of pulling out from the destination of the work W, and the like.
  • the output unit 12 calculates one aggregate shear force Fy value for the entire contact surface 28, and outputs data of the aggregate shear force Fy value.
  • the data output process of the aggregate shear force Fy value is executed by the CPU 54 of the output unit 12 in the following manner, for example.
  • the flow of data output processing of the aggregate shear force Fy value in the third embodiment will be described with reference to FIG. 22.
  • step S41 the CPU 54 acquires the data output from the plurality of capacitance detection ICs 44.
  • the data acquired in this step S41 is the data of the signal output from the sensor unit 18 corresponding to the first electrode 34 for which the displacement ⁇ y is calculated in the step S42 described later.
  • step S42 the CPU 54 calculates the displacement ⁇ y for each position of the plurality of openings 38 as an example of the “plurality of shear force detection positions” based on the data acquired in step S41.
  • the position of the opening 38 is represented by the position of a particular portion of the opening 38, such as the center of the opening 38 or any corner.
  • the calculation of the displacement ⁇ y is based on the same concept as in the case of ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z ⁇ 0 in the first embodiment, and all of the signals corresponding to the four first electrodes 34 partially overlapping the one opening 38. Or use a part.
  • the signals corresponding to at least two electrodes having different positions in the y direction among the four first electrodes 34 overlapping the one opening 38 are used.
  • the plurality of openings 38 for which the displacement ⁇ y is calculated may be all openings 38 or some openings 38.
  • all of the plurality of signals output from the sensor unit 18 may be used, or some of the plurality of signals may be used.
  • the displacement ⁇ y calculated in this way for each position of the plurality of openings 38 is proportional to the shear force Fy value at each position of the plurality of openings 38. Therefore, by calculating the displacement ⁇ y for each position of the plurality of openings 38, the shear force Fy value at each position of the plurality of openings 38 is calculated.
  • the shear force Fy value calculated for each position of the plurality of openings 38 is "each of the plurality of shear force detection positions in the contact surface”. Corresponds to an example of "shear force value of”.
  • step S43 the CPU 54 performs at least one of calculation of a representative value, calculation of a total value, and calculation of an average value for the shear force Fy value at each position of the plurality of openings 38 calculated in step S42, thereby performing aggregate shearing. Calculate the force Fy value.
  • step S44 the CPU 54 outputs the data of the aggregate shear force Fy value calculated in step S43 to the controller 104.
  • the data of the aggregated shear force Fy value is the collision detection of the work W, the contact maintenance detection of the work W grasped by the robot hand 108 to other objects, the fitting position detection of the work W to the moving destination, and the movement of the work W. It is used for detecting the completion of insertion into the destination, detecting the completion of pulling out from the destination of the work W, and the like.
  • the output unit 12 calculates the first aggregate pressure value and the second aggregate pressure value for the two openings 38 separated in the Y-axis direction on the contact surface 28, respectively. At this time, it is assumed that the tactile sensor 10 receives a force from the work W at at least the positions of the openings 38 at these two locations. Then, the output unit 12 calculates the value of the moment Mx around the X-axis direction acting on the tactile sensor 10 based on the first aggregate pressure value and the second aggregate pressure value as the moment Mx value, and obtains the data of the moment Mx value. Output.
  • the data output process of this moment Mx value is executed by the CPU 54 of the output unit 12 according to the following procedure, for example.
  • the flow of the data output process of the moment Mx value in the third embodiment will be described with reference to FIG. 23.
  • step S51 the CPU 54 acquires the data output from the plurality of capacitance detection ICs 44.
  • the data acquired in step S51 is the data of the signal output from the sensor unit 18 corresponding to the first electrode 34 for which the displacement ⁇ z is calculated in step S52 described later.
  • step S52 the CPU 54 opens an opening 38-4 (FIG. 39) separated from the center of the contact surface 28 in the Y-axis direction as an example of the “plurality of first aggregate pressure detection positions” based on the data acquired in step S51. See) is selected and the displacement ⁇ z is calculated for each position of the four first electrodes 34 that partially overlap the opening 38-4.
  • the positions of the four first electrodes 34 are an example of "a plurality of pressure detection positions near the first aggregate pressure detection position".
  • the opening 38-6 (see FIG. 39) separated from the center of the contact surface 28 in the direction opposite to the opening 38-4 is selected, and the opening 38-6 and the portion.
  • the displacement ⁇ z is calculated for each position of the four first electrodes 34 that overlap with each other.
  • the positions of the four first electrodes 34 are an example of "a plurality of pressure detection positions near the second aggregate pressure detection position”.
  • the displacement ⁇ z calculated for each position of the first electrode 34 that partially overlaps the plurality of openings 38-4 and 6 in this way is proportional to the pressure value at each position of the first electrode 34. Therefore, by calculating the displacement ⁇ z for each position of the first electrode 34, the pressure value at each position of the first electrode 34 is calculated.
  • the pressure value calculated for each position of the first electrode 34 partially overlapping the opening 38-4 is "a plurality of pressures in the contact surface". It corresponds to an example of "the pressure value of each of the plurality of pressure detection positions near the first aggregate pressure detection position" among the detection positions. Further, the pressure values calculated for each position of the first electrode 34 partially overlapping the opening 38-6 are "a plurality of pressures in the vicinity of the second aggregate pressure detection position among the plurality of pressure detection positions in the contact surface". It corresponds to an example of "each pressure value of the detection position".
  • step S53 the CPU 54 performs at least one of calculation of a representative value, calculation of a total value, and calculation of an average value for the pressure value at each position of the first electrode 34 partially overlapping the opening 38-4.
  • the calculated value is used as the first aggregate pressure value.
  • the first aggregate pressure value is calculated for the opening 38-4.
  • the first aggregate pressure value corresponds to the vertical load Fz'.
  • step S53 the CPU 54 performs at least one of calculation of a representative value, calculation of a total value, and calculation of an average value for the pressure value at each position of the first electrode 34 that partially overlaps the opening 38-6. This is performed, and this calculated value is used as the second aggregate pressure value. As a result, the second aggregate pressure value is calculated for the opening 38-6.
  • the second aggregate pressure value corresponds to the vertical load Fz'.
  • the first aggregate pressure value is calculated for the openings 38-1 and 7 in the same manner as the first aggregate pressure value is calculated for the openings 38-4, and these three first aggregate pressure values are calculated. At least one of the calculation of the representative value, the calculation of the total value, and the calculation of the average value may be performed, and the calculated value may be used as the final first aggregate pressure value.
  • the first aggregate pressure detection position is each position of openings 38-1, 4, and 7.
  • the second aggregate pressure value is calculated for the openings 38-3 and 9 in the same manner as the second aggregate pressure value is calculated for the openings 38-6, and these three second aggregate pressures are calculated.
  • At least one of the calculation of the representative value, the calculation of the total value, and the calculation of the average value may be performed for the value, and this calculated value may be used as the final second aggregate pressure value.
  • the second aggregate pressure detection position in this case is each position of openings 38-3, 6, and 9. At this time, it is assumed that the tactile sensor 10 receives a force from the work W at at least the positions of the openings 38 at these six locations.
  • step S54 the CPU 54 multiplies the first aggregate pressure value (vertical load Fz') calculated for the set of openings 38-4 or 38-1, 4 and 7 in step S53 by the distance dx, and in step S53.
  • the difference between the second aggregate pressure value (vertical load Fz') calculated for the set of openings 38-6 or 38-3, 6 and 9 multiplied by the distance dx is calculated, and this difference is taken as the moment Mx value.
  • the moment Mx value (the magnitude and direction of the moment) is calculated.
  • the moment Mx value is an example of the "first moment value".
  • step S55 the CPU 54 outputs the moment Mx value data calculated in step S54 to the controller 104.
  • the output unit 12 calculates the first aggregate pressure value and the second aggregate pressure value for the two openings 38 separated in the X-axis direction on the contact surface 28, respectively. At this time, it is assumed that the tactile sensor 10 receives a force from the work W at at least the positions of the openings 38 at these two locations. Then, the output unit 12 calculates the value of the moment My around the Y-axis direction acting on the tactile sensor 10 based on the first aggregate pressure value and the second aggregate pressure value as the moment My value, and obtains the data of the moment My value. Output.
  • the data output process of this moment My value is executed by the CPU 54 of the output unit 12 according to the following procedure, for example.
  • the flow of the data output process of the moment My value in the third embodiment will be described with reference to FIG. 24.
  • step S61 the CPU 54 acquires the data output from the plurality of capacitance detection ICs 44.
  • the data acquired in this step S61 is the data of the signal output from the sensor unit 18 corresponding to the first electrode 34 for which the displacement ⁇ x is calculated in the step S62 described later.
  • step S62 the CPU 54 selects an opening 382 away from the center of the contact surface 28 in the X-axis direction as an example of the "plurality of first aggregate pressure detection positions" based on the data acquired in step S61, and opens.
  • the displacement ⁇ z is calculated for each position of the four first electrodes 34 that partially overlap with 38-2.
  • the positions of the four first electrodes 34 are an example of "a plurality of pressure detection positions near the first aggregate pressure detection position”.
  • an opening 38-8 (see FIG. 39) separated from the center of the contact surface 28 in the direction opposite to the opening 38-2 is selected, and the second electrode-8 and the opening 38-8 are selected.
  • the displacement ⁇ z is calculated for each position of the four partially overlapping first electrodes 34.
  • the positions of the four first electrodes 34 are an example of "a plurality of pressure detection positions near the second aggregate pressure detection position".
  • the displacement ⁇ z calculated for each position of the first electrode 34 that partially overlaps the plurality of openings 38-2 and 8 in this way is proportional to the pressure value at each position of the first electrode 34. Therefore, by calculating the displacement ⁇ z for each position of the first electrode 34, the pressure value at each position of the first electrode 34 is calculated.
  • the pressure value calculated for each position of the first electrode 34 partially overlapping the opening 38-2 is "a plurality of pressures in the contact surface". It corresponds to an example of "the pressure value of each of the plurality of pressure detection positions near the first pressure detection position" among the detection positions. Further, the pressure values calculated for each position of the first electrode 34 partially overlapping the opening 38-8 are "a plurality of pressures in the vicinity of the second aggregate pressure detection position among the plurality of pressure detection positions in the contact surface". It corresponds to an example of "each pressure value of the detection position".
  • step S63 the CPU 54 performs at least one of calculation of a representative value, calculation of a total value, and calculation of an average value for each pressure value of the first electrode 34 partially overlapping the opening 38-2, and this calculation is performed.
  • the value obtained is used as the first aggregate pressure value.
  • the first aggregate pressure value is calculated for openings 38-1, 2, and 3.
  • the first aggregate pressure value corresponds to the vertical load Fz'.
  • step S63 the CPU 54 performs at least one of calculation of a representative value, calculation of a total value, and calculation of an average value for each pressure value of the first electrode 34 partially overlapping the opening 38-8. This calculated value is used as the second aggregate pressure value. As a result, the second aggregate pressure value is calculated for the openings 38-8.
  • the second aggregate pressure value corresponds to the vertical load Fz'.
  • the first aggregate pressure value is calculated for the openings 38-1 and 3 in the same manner as the first aggregate pressure value is calculated for the opening 38-2, and these three first aggregate pressure values are calculated. At least one of the calculation of the representative value, the calculation of the total value, and the calculation of the average value may be performed, and the calculated value may be used as the final first aggregate pressure value.
  • the first aggregate pressure detection position is each position of openings 38-1, 2, and 3.
  • the second aggregate pressure value is calculated for the openings 38-7 and 9 in the same manner as the second aggregate pressure value is calculated for the openings 38-8, and these three second aggregate pressures are calculated.
  • At least one of the calculation of the representative value, the calculation of the total value, and the calculation of the average value may be performed for the value, and this calculated value may be used as the final second aggregate pressure value.
  • the second aggregate pressure detection position in this case is each position of openings 38-7, 8 and 9. At this time, it is assumed that the tactile sensor 10 receives a force from the work W at at least the positions of the openings 38 at these six locations.
  • step S64 the CPU 54 multiplies the first aggregate pressure value (vertical load Fz') calculated for the set of openings 38-2 or 38-1, 2 and 3 in step S63 by the distance dy, and in step S63.
  • the difference between the second aggregate pressure value (vertical load Fz') calculated for the set of openings 38-8 or 38-7, 8 and 9 multiplied by the distance dy is calculated, and this difference is taken as the moment My value.
  • the moment My value (the magnitude and direction of the moment) is calculated.
  • the moment My value is an example of the "first moment value".
  • step S65 the CPU 54 outputs the moment My value data calculated in step S64 to the controller 104.
  • the output unit 12 calculates the first aggregate shear force value and the second aggregate shear force value for the two openings 38 separated from the center of the contact surface 28 in the X-axis direction or the Y-axis direction, respectively. .. Then, the output unit 12 calculates the value of the moment Mz around the Z-axis direction acting on the tactile sensor 10 based on the first aggregate shear force value and the second aggregate shear force value as the moment Mz value, and the moment Mz value is calculated. Output data.
  • the data output processing of this moment Mz value includes the following first and second examples.
  • step S71 the CPU 54 acquires the data output from the plurality of capacitance detection ICs 44.
  • the data acquired in this step S71 is the data of the signal output from the sensor unit 18 corresponding to the first electrode 34 for which the displacement ⁇ y is calculated in the step S72 described later.
  • step S72 the CPU 54 is separated from the center of the contact surface 28 in the X-axis direction as an example of the "first shear force detection position" and the “second shear force detection position” based on the data acquired in step S71.
  • the displacement ⁇ y is calculated for each position of the openings 38-2 and 8.
  • the displacement ⁇ y calculated for each position of the openings 38-2 and 8 in this way is proportional to the shear force Fy value at each position of the opening 38, the displacement is displaced for each position of the openings 38-2 and 8.
  • the shear force Fy value at each position of the openings 38-2 and 8 is calculated.
  • the shear force Fy value calculated for the opening 38-2 is referred to as a first shear force Fy value
  • the shear force Fy value calculated for the opening 38-8 is referred to as a second shear force Fy value.
  • first shear force Fy value calculated for the opening 38-2 corresponds to an example of "the first shear force value calculated for the first shear force detection position in the contact surface”.
  • second shear force Fy value calculated for the opening 38-8 corresponds to an example of "the second shear force value calculated for the second shear force detection position in the contact surface”.
  • step S73 the CPU 54 multiplies the first shear force Fy value calculated for the opening 38-2 in step S72 by the distance dy, and the second shear force Fy calculated for the opening 38-8 in step S72 with the distance dy.
  • the difference between the values multiplied by is calculated, and this difference is taken as the moment Mz value.
  • the moment Mz value (the magnitude and direction of the moment) is calculated.
  • the moment Mz value is an example of the "second moment value".
  • step S74 the CPU 54 outputs the data of the moment Mz value calculated in step S73 to the controller 104.
  • step S72 described above the first shear force Fy value is calculated for the opening 38-2, but the first shear force Fy value is calculated for at least one opening 38 among the openings 38-1, 2 and 3. You may.
  • the second shear force Fy value is calculated for the openings 38-8, but the second shear force Fy value is calculated for at least one opening 38 among the openings 38-7, 8, and 9. May be done.
  • step S71 the CPU 54 acquires the data output from the plurality of capacitance detection ICs 44.
  • the data acquired in this step S71 is the data of the signal output from the sensor unit 18 corresponding to the first electrode 34 for which the displacement ⁇ x is calculated in the step S72 described later.
  • step S72 the CPU 54 is separated from the center of the contact surface 28 in the Y-axis direction as an example of the “first shear force detection position” and the “second shear force detection position” based on the data acquired in step S71.
  • the displacement ⁇ x is calculated for each position of the openings 38-4 and 6.
  • the displacement ⁇ x calculated for each position of the openings 38-4 and 6 in this way is proportional to the shear force Fx value at each position of the opening 38, the displacement is displaced for each position of the openings 38-4 and 6.
  • the shear force Fx value at each position of the openings 38-4 and 6 is calculated.
  • first shear force Fx value calculated for the opening 38-4 corresponds to an example of "the first shear force value calculated for the first shear force detection position in the contact surface”.
  • second shear force Fx value calculated for the opening 38-6 corresponds to an example of "the second shear force value calculated for the second shear force detection position in the contact surface”.
  • step S73 the CPU 54 multiplies the first shear force Fx value calculated for the opening 38-4 in step S72 by the distance dx, and the second shear force Fx calculated for the opening 38-8 in step S72 with the distance dx.
  • the difference between the values multiplied by is calculated, and this difference is taken as the moment Mz value.
  • the moment Mz value (the magnitude and direction of the moment) is calculated.
  • the moment Mz value is an example of the "second moment value".
  • step S74 the CPU 54 outputs the data of the moment Mz value calculated in step S73 to the controller 104.
  • step S72 described above the first shear force Fx value is calculated for the openings 38-4, but the first shear force Fx value is calculated for at least one opening 38 among the openings 38-1, 4, and 7. You may. Similarly, in step S72 described above, one second shear force Fx value is calculated for the opening 38-6, but the second shear force Fx value is calculated for at least the opening 38 of the openings 38-3, 6, and 9. May be done.
  • the output unit 12 calculates one aggregate shear force Fx value for the entire contact surface 28 and outputs the data of the aggregate shear force Fx value. .. Therefore, since it is not necessary to calculate the aggregate shear force Fx value in the controller 104, the burden on the controller 104 can be reduced. Further, for example, as compared with the case of outputting the data of the shear force distribution representing each shear force Fx value of the plurality of shear force detection positions in the contact surface 28, the output unit 12 collects the shear force Fx values. The amount of data communication between the controller 104 and the controller 104 can be reduced. As a result, the response speed of the output unit 12 and the controller 104 can be improved, so that the tactile information useful for controlling the robot 102 is efficiently provided to the controller 104 that controls the robot 102 having the pair of gripping units 114. Can be provided.
  • the output unit 12 calculates one aggregate shear force Fy value for the entire contact surface 28 and outputs the data of the aggregate shear force Fy value. .. Therefore, since it is not necessary to calculate the aggregate shear force Fy value in the controller 104, the burden on the controller 104 can be reduced. Further, for example, as compared with the case of outputting the data of the shear force distribution representing each shear force Fx value of the plurality of shear force detection positions in the contact surface 28, the output unit 12 collects the shear force Fx values. The amount of data communication between the controller 104 and the controller 104 can be reduced. As a result, the response speed of the output unit 12 and the controller 104 can be improved, so that the tactile information useful for controlling the robot 102 is efficiently provided to the controller 104 that controls the robot 102 having the pair of gripping units 114. Can be provided.
  • the output unit 12 has a plurality of openings in the contact surface 28 based on all or a part of the plurality of signals output from the sensor unit 18.
  • the shear force Fx value at each position of 38 is calculated.
  • the output unit 12 calculates the aggregate shear force Fx value by performing at least one of calculation of a representative value, calculation of a total value, and calculation of an average value for the shear force Fx value at each position of the plurality of openings 38. do. Therefore, for example, it is possible to output an aggregate shear force Fx value that more accurately represents the shear force Fx value of the entire contact surface 28 as compared with the shear force Fx value calculated for one arbitrarily selected opening 38.
  • the output unit 12 has a plurality of openings in the contact surface 28 based on all or part of the plurality of signals output from the sensor unit 18.
  • the shear force Fy value at each position of 38 is calculated.
  • the output unit 12 calculates the aggregate shear force Fy value by performing at least one of calculation of a representative value, calculation of a total value, and calculation of an average value for the shear force Fy value at each position of the plurality of openings 38. do. Therefore, for example, it is possible to output an aggregate shear force Fy value that more accurately represents the shear force Fy value of the entire contact surface 28 as compared with the shear force Fy value calculated for one arbitrarily selected opening 38.
  • the output unit 12 sets the first aggregate pressure value and the second aggregate pressure value for the two openings 38 separated in the Y-axis direction on the contact surface 28. Calculate each. Then, the output unit 12 calculates the value of the moment Mx around the X-axis direction acting on the tactile sensor 10 based on the first aggregate pressure value and the second aggregate pressure value as the moment Mx value, and obtains the data of the moment Mx value. Output. Therefore, since it is not necessary to calculate the moment Mx value in the controller 104, the load on the controller 104 can be reduced.
  • the output unit 12 sets the first aggregate pressure value and the second aggregate pressure value for the two openings 38 separated in the X-axis direction on the contact surface 28. Calculate each. Then, the output unit 12 calculates the value of the moment My around the Y-axis direction acting on the tactile sensor 10 based on the first aggregate pressure value and the second aggregate pressure value as the moment My value, and obtains the data of the moment My value. Output. Therefore, since it is not necessary to calculate the moment My value in the controller 104, the load on the controller 104 can be reduced.
  • the output unit 12 has a first shear force Fy value and a first shear force Fy value for two openings 38 separated in the X-axis direction on the contact surface 28. (Ii) Calculate the shear force Fy value respectively. Then, the output unit 12 calculates the value of the moment Mz around the Z-axis direction acting on the tactile sensor 10 based on the first shear force Fy value and the second shear force Fy value as the moment Mz value, and the moment Mz value is calculated. Output data. Therefore, since it is not necessary to calculate the moment Mz value in the controller 104, the load on the controller 104 can be reduced.
  • the output unit 12 has the first shear force Fx value and the first shear force Fx value for the two openings 38 separated in the Y-axis direction on the contact surface 28. (Ii) Calculate the shear force Fx value respectively. Then, the output unit 12 calculates the value of the moment Mz around the Z-axis direction acting on the tactile sensor 10 based on the first shear force Fx value and the second shear force Fx value as the moment Mz value, and the moment Mz value is calculated. Output data. Therefore, since it is not necessary to calculate the moment Mz value in the controller 104, the load on the controller 104 can be reduced.
  • the second electrode layer 26 is composed of the second electrode 36 of 1, which is a single layer. Therefore, the structure and manufacturing process of the tactile sensor 10 can be simplified.
  • the pressure can be detected at each position of the plurality of first electrodes 34. Further, since each opening 38 partially overlaps with each of the four first electrodes 34 adjacent to each other in the X-axis direction and the Y-axis direction, the four first electrodes 34 and the plurality of openings 38 overlap each other. By detecting the capacitance that changes according to the area, the shearing force can also be detected at the position of each opening 38.
  • the plurality of first electrodes 34 are matched to one opening 38, for example.
  • the distance between the plurality of first electrodes 34 can be narrowed as compared with the case where the plurality of first electrodes 34 are matched one-to-one with the plurality of openings 38.
  • the number of the plurality of first electrodes 34 can be secured, so that the resolution of the pressure distribution can be secured.
  • the shearing force can be detected even with a simple structure and a manufacturing process, and the resolution of the pressure distribution can be ensured.
  • the second electrode 36 has a single configuration having a plurality of openings 38, the manufacturing efficiency can be improved as compared with the case where the second electrode 36 is composed of a plurality of members, for example. At the same time, the number of parts can be reduced.
  • the tactile sensor 10 preferably has the above configuration, but the first electrode layer 24 has a plurality of first electrodes 34, and the second electrode layer 26 has a second electrode 36 of 1.
  • the tactile sensor 10 may have a configuration other than the above, as long as two or more of the plurality of first electrodes 34 partially overlap the second electrode 36 in a plan view.
  • the tactile sensor 10 has 36 first electrodes 34, but the number of the plurality of first electrodes 34 may be any number.
  • the second electrode 36 has nine openings 38, but the number of the plurality of openings 38 may be any number as long as the number of openings 38 is smaller than the number of the plurality of first electrodes 34.
  • the plurality of first electrodes 34 are preferably arranged in a matrix along the contact surface 28, but if a desired pressure distribution can be obtained within the contact surface 28, the plurality of first electrodes 34 may be arranged in a manner other than the matrix. It may be arranged.
  • FIG. 40 is a vertical sectional view of the tactile sensor 10 according to the fourth embodiment.
  • the configuration of the second electrode layer 26 is changed as follows with respect to the tactile sensor 10 (see FIGS. 3 to 6) according to the first embodiment described above.
  • FIG. 41 is a plan view of the second electrode layer 26 of FIG. 40.
  • the second electrode layer 26 is composed of one second electrode 36, which is a single layer.
  • the second electrode 36 is formed in a flat plate shape.
  • the second electrode 36 may be connected to the ground of the substrate 16 or may float with respect to the ground.
  • the second electrode 36 is formed of, for example, conductive rubber.
  • One opening 38 is formed in the second electrode 36.
  • the opening 38 is formed in the central portion of the second electrode 36 as an example.
  • the second electrode 36 is formed in a square shape in a plan view, and the opening 38 is also formed in a square shape in a plan view.
  • FIG. 42 is a plan view showing a state in which the second electrode 36 of FIG. 40, the elastic layer 22, and the substrate 16 are overlapped with each other.
  • the number of the plurality of first electrodes 34 is 36, whereas one opening 38 is formed in the second electrode 36. Therefore, in the fourth embodiment, the second electrode 36 is formed.
  • the number of openings 38 made is less than the number of plurality of first electrodes 34.
  • the second electrode 36 has a size that overlaps with all of the plurality of first electrodes 34 in a plan view. Specifically, the second electrode 36 has a size in which all of the plurality of first electrodes 34 are accommodated inside the outer peripheral portion of the second electrode 36 in a plan view.
  • the opening 38 is formed in a square smaller than the smallest square that accommodates all of the four central first electrodes 34 adjacent in the X-axis direction and the Y-axis direction in a plan view.
  • the opening 38 is located at the center of the four central first electrodes 34 in a plan view, and partially overlaps the four first electrodes 34.
  • the four first electrodes 34 in the center of the plurality of first electrodes 34 partially overlap the second electrode 36 in a plan view, and the four central ones of the plurality of first electrodes 34
  • the first electrode 34 other than the first electrode 34 overlaps with the second electrode 36 as a whole.
  • the four first electrodes 34 in the center of the plurality of first electrodes 34 correspond to an example of "a plurality of partially superimposed electrodes partially overlapping the second electrode", and the four in the center thereof.
  • the plurality of signals output from the first electrodes correspond to an example of "plurality of partially overlapping electrode signals”.
  • the tactile sensor 10 having such a configuration is manufactured in the same manner as the tactile sensor 10 (see FIGS. 3 to 6) according to the first embodiment described above.
  • the displacements ⁇ x, ⁇ y, and ⁇ z are calculated based on the same concept as in the case of the first embodiment.
  • the hardware configuration of the tactile sensor 10, the output unit 12, and the controller 104 and the plurality of modes in the output unit 12 are the same as those in the first embodiment.
  • the data output processing of the pressure distribution, the gripping position, the gripping force Fz value, the translational force ⁇ Fx value, the translational force ⁇ Fy value, the rotational moment MRx value and the rotational moment MRy value is the same as that of the first embodiment. It is the same.
  • the data output processing of the aggregated shear force Fx value and the aggregated shear force Fy value is different from that of the first embodiment.
  • the output unit 12 calculates one aggregate shear force Fx value for the entire contact surface 28, and outputs data of the aggregate shear force Fx value.
  • the data output process of the aggregate shear force Fx value is executed by the CPU 54 of the output unit 12 in the following manner, for example.
  • the flow of data output processing of the aggregate shear force Fx value in the fourth embodiment will be described with reference to FIG. 21.
  • step S31 the CPU 54 acquires the data output from the plurality of capacitance detection ICs 44.
  • the data acquired in this step S31 is the data of the signal output from the sensor unit 18 corresponding to the first electrode 34 for which the displacement ⁇ x is calculated in the step S32 described later.
  • step S32 the CPU 54 calculates the displacement ⁇ x for the position of the opening 38 based on the data acquired in step S31.
  • the displacement ⁇ x is calculated by using all or part of the signals corresponding to the four first electrodes 34 partially overlapping the one opening 38 according to the description in the case of ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z ⁇ 0 in the first embodiment. Do using. When a part of the signals is used, the signals corresponding to at least two electrodes having different positions in the x direction among the four first electrodes 34 overlapping the one opening 38 are used.
  • the displacement ⁇ x is calculated for the position of the opening 38 based on a part of the plurality of signals output from the sensor unit 18.
  • the displacement ⁇ x calculated for the position of the opening 38 in this way is proportional to the shear force Fx value at the position of the opening 38. Therefore, by calculating the displacement ⁇ x for the position of the opening 38, the shear force Fx value at the position of the opening 38 is calculated.
  • step S33 the CPU 54 sets the shear force Fx value at the position of the opening 38 calculated in step S32 as one aggregate shear force Fx value calculated for the entire contact surface 28. As a result, one aggregate shear force Fx value is calculated.
  • step S34 the CPU 54 outputs the data of the aggregate shear force Fx value calculated in step S33 to the controller 104.
  • the data of this aggregate shear force Fx value is the collision detection of the work W, the contact maintenance detection of the work W with other objects by the robot hand 108, the fitting position detection of the work W to the moving destination, and the moving destination of the work W. It is used for detecting the completion of insertion of the work W and detecting the completion of pulling out from the destination of the work W.
  • the output unit 12 calculates one aggregate shear force Fy value for the entire contact surface 28, and outputs data of the aggregate shear force Fy value.
  • the data output process of the aggregate shear force Fy value is executed by the CPU 54 of the output unit 12 in the following manner, for example.
  • the flow of data output processing of the aggregate shear force Fy value in the fourth embodiment will be described with reference to FIG. 22.
  • step S41 the CPU 54 acquires the data output from the plurality of capacitance detection ICs 44.
  • the data acquired in this step S41 is the data necessary for calculating the displacement ⁇ y in step S42 described later, and is output from the sensor unit 18 corresponding to each of the four central first electrodes 34, for example. It is the data of the signal.
  • step S42 the CPU 54 calculates the displacement ⁇ y for the position of the opening 38 based on the data acquired in step S41.
  • the displacement ⁇ y is calculated by using all or part of the signals corresponding to the four first electrodes 34 partially overlapping the one opening 38 according to the description in the case of ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z ⁇ 0 in the first embodiment. Do using. When a part of the signals is used, the signals corresponding to at least two electrodes having different positions in the y direction among the four first electrodes 34 overlapping the one opening 38 are used.
  • the displacement ⁇ y is calculated for the position of the opening 38 based on a part of the plurality of signals output from the sensor unit 18.
  • the displacement ⁇ y calculated in this way for the position of the opening 38 is proportional to the shear force Fy value at the position of the opening 38. Therefore, by calculating the displacement ⁇ y for the position of the opening 38, the shear force Fy value at the position of the opening 38 is calculated.
  • step S43 the CPU 54 sets the shear force Fy value at the position of the opening 38 calculated in step S42 as one aggregate shear force Fy value calculated for the entire contact surface 28. As a result, one aggregate shear force Fy value is calculated.
  • step S44 the CPU 54 outputs the data of the aggregate shear force Fy value calculated in step S43 to the controller 104.
  • the data of the aggregated shear force Fy value is the collision detection of the work W, the contact maintenance detection of the work W grasped by the robot hand 108 to other objects, the fitting position detection of the work W to the moving destination, and the movement of the work W. It is used for detecting the completion of insertion into the destination, detecting the completion of pulling out from the destination of the work W, and the like.
  • the output unit 12 calculates one aggregate shear force Fx value for the entire contact surface 28 and outputs the data of the aggregate shear force Fx value. .. Therefore, since it is not necessary to calculate the aggregate shear force Fx value in the controller 104, the burden on the controller 104 can be reduced. Further, for example, as compared with the case of outputting the shear force distribution data representing the shear force Fx values of the plurality of pressure detection positions in the contact surface 28, the output unit 12 and the output unit 12 aggregate the shear force Fx values. The amount of data communication with the controller 104 can be reduced. As a result, the response speed of the output unit 12 and the controller 104 can be improved, so that the tactile information useful for controlling the robot 102 is efficiently provided to the controller 104 that controls the robot 102 having the pair of gripping units 114. Can be provided.
  • the output unit 12 calculates one aggregate shear force Fy value for the entire contact surface 28 and outputs the data of the aggregate shear force Fy value. .. Therefore, since it is not necessary to calculate the aggregate shear force Fy value in the controller 104, the burden on the controller 104 can be reduced. Further, for example, as compared with the case of outputting the shear force distribution data representing the shear force Fx values of the plurality of pressure detection positions in the contact surface 28, the output unit 12 and the output unit 12 aggregate the shear force Fx values. The amount of data communication with the controller 104 can be reduced. As a result, the response speed of the output unit 12 and the controller 104 can be improved, so that the tactile information useful for controlling the robot 102 is efficiently provided to the controller 104 that controls the robot 102 having the pair of gripping units 114. Can be provided.
  • the second electrode layer 26 is composed of the second electrode 36 of 1, which is a single layer. Therefore, the structure and manufacturing process of the tactile sensor 10 can be simplified.
  • the pressure can be detected at each position of the plurality of first electrodes 34. Further, since the four first electrodes 34 in the center of the plurality of first electrodes 34 partially overlap the opening 38 formed in the center of the second electrode 36 in a plan view, the four first electrodes 34 By detecting the capacitance that changes according to the overlapping area of the one electrode 34 and the second electrode 36, the shearing force can also be detected at the position of the opening 38.
  • the number of openings 38 formed in the second electrode 36 is 1, which is smaller than the number of the plurality of first electrodes 34, the plurality of first electrodes 34 are matched with respect to one opening 38. Therefore, for example, the distance between the plurality of first electrodes 34 can be narrowed as compared with the case where the plurality of first electrodes 34 are matched one-to-one with the plurality of openings 38. As a result, the number of the plurality of first electrodes 34 can be secured, so that the resolution of the pressure distribution can be secured.
  • the shearing force can be detected even with a simple structure and a manufacturing process, and the resolution of the pressure distribution can be ensured.
  • the manufacturing efficiency can be improved and the number of parts can be increased as compared with the case where the second electrode 36 is composed of a plurality of members. Can be reduced.
  • the same configuration as that of the first embodiment has the same action and effect as that of the first embodiment.
  • the tactile sensor 10 preferably has the above configuration, but the first electrode layer 24 has a plurality of first electrodes 34, and the second electrode layer 26 has a second electrode 36 of 1.
  • the tactile sensor 10 may have a configuration other than the above, as long as two or more of the plurality of first electrodes 34 partially overlap the second electrode 36 in a plan view.
  • the tactile sensor 10 has 36 first electrodes 34, but the number of the plurality of first electrodes 34 may be any number.
  • One opening 38 is formed in the second electrode 36, but the number of openings 38 may be any number as long as the number of openings 38 is smaller than the number of the plurality of first electrodes 34.
  • the plurality of first electrodes 34 are preferably arranged in a matrix along the contact surface 28, but if a desired pressure distribution can be obtained within the contact surface 28, the plurality of first electrodes 34 may be arranged in a manner other than the matrix. It may be arranged.
  • the technique disclosed in the present application is not limited to the above, and various other than the above, within a range not deviating from the gist thereof. Of course, it can be modified and implemented.
  • the first electrode layer has a plurality of first electrodes and has a plurality of first electrodes.
  • the second electrode layer has one or more second electrodes.
  • Two or more of the plurality of first electrodes are a plurality of partially superimposed electrodes that partially overlap the second electrode when viewed in the normal direction.
  • the sensor unit outputs a plurality of signals corresponding to each of the plurality of first electrodes.
  • the output unit determines the operation content of the robot, and according to the operation content, the pressure distribution data, the aggregate pressure value data, the aggregate shear force value data, the first moment value data, and the second moment value. Operation content determination mode that selectively outputs at least one of the above data, and the pressure distribution data, the aggregate pressure value data, and the aggregate shear force value in response to a request command from the controller that controls the robot.
  • the aggregated pressure value data is data calculated by the output unit performing at least one of calculation of a representative value, calculation of a total value, and calculation of an average value for each pressure value of the plurality of pressure detection positions. And For the data of the first moment value, the output unit calculates a representative value, a total value, and an average value for each pressure value of the plurality of first aggregate pressure detection positions among the plurality of pressure detection positions.
  • the first aggregate pressure value is calculated by performing at least one of the above, and the representative value is calculated, the total value is calculated, and the average is calculated for each pressure value of the plurality of second aggregate pressure detection positions among the plurality of pressure detection positions.
  • the second aggregate pressure value is calculated by performing at least one of the calculation of the values, and the normal direction and the first one acting on the tactile sensor based on the first aggregate pressure value and the second aggregate pressure value.
  • the data is calculated using the value of the moment in the direction orthogonal to the alignment direction of the aggregated pressure detection position and the second aggregated pressure detection position as the first moment value.
  • the data of the second moment value is such that the output unit has one first aggregate shear force for a plurality of first shear force detection positions in the contact surface based on all or a part of the plurality of partially overlapping electrode signals.
  • a value is calculated, one second aggregate shear force value is calculated for a plurality of second shear force detection positions in the contact surface, and the said is based on the first aggregate shear force value and the second aggregate shear force value. It is the data calculated by using the value of the moment around the normal direction acting on the tactile sensor as the second moment value. Tactile sensing system.
  • At least a part of the output unit is a robot hand provided in the robot, a robot arm provided in the robot, a wrist joint portion connecting the robot hand to the robot arm, and an input unit of a controller for controlling the robot.
  • the tactile sensing system according to Appendix 1. (Appendix 3) A pair of tactile sensors provided on opposite surfaces of the pair of grips provided on the robot and in contact with the work gripped by the pair of grips.
  • the first electrode layer has a plurality of first electrodes and has a plurality of first electrodes.
  • the second electrode layer has one or more second electrodes. At least a part of the plurality of first electrodes overlaps the second electrode completely or partially when viewed in the normal direction.
  • the sensor unit outputs a plurality of signals corresponding to each of the plurality of first electrodes.
  • the output unit outputs data regarding pressure based on all or part of the plurality of signals. Moreover, at least a part of the output unit is a robot hand provided in the robot, a robot arm provided in the robot, a wrist joint portion connecting the robot hand to the robot arm, and a controller for controlling the robot. It is provided in at least one of an input unit and a program component provided in the controller to execute a program process. Tactile sensing system.

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Abstract

触覚センシングシステムにおいて、触覚センサのセンサ部は、ロボットの把持部に設けられ、第二電極に対向する複数の第一電極のそれぞれに対応する複数の信号を出力する。出力部は、複数の信号の全部又は一部に基づいてセンサ部のワークとの接触面内における複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値を算出し、圧力分布のデータを出力する。また、出力部は、複数の信号の全部又は一部に基づいて接触面全体について１つの集約せん断力値を算出し、集約せん断力値のデータを出力する。

Description

触覚センシングシステム
　本願の開示する技術は、触覚センシングシステムに関する。
　対象物と接触する触覚センサを備える触覚センシングシステムとしては、例えば、以下の技術が知られている。
　すなわち、特許文献１には、対象物と接触する接触面の圧力分布及びせん断力分布に応じた信号を出力可能な触覚センサと、触覚センサから出力された信号が入力されるマイクロコントローラと備えるタッチパッド装置が開示されている。
　また、特許文献２には、対象物と接触する接触面の圧力分布及びせん断力分布に応じた信号を出力可能な触覚センサと、この触覚センサと接続される外部電源とを備える触覚検出技術が開示されている。
特許第６２８０５７９号公報 特開第６４８８４１４号公報
　特許文献１には、触覚センサで検出された圧力分布及びせん断力分布の具体的な用途について記載されていない。
　特許文献２には、上述の触覚検出技術が人間生活をサポートすることのできる個人用便宜ロボットに適用され得ることが記載されているが、ワークを把持する一対の把持部を有するロボットに関する事項は記載されていない。
　ワークを把持する一対の把持部を有するロボットを高精度に制御するためには、このロボットを制御するコントローラに対して、ロボットの制御に有益な触覚情報を効率よく提供することが要求される。
　本願の開示する技術は、一つの側面として、一対の把持部を有するロボットを制御するコントローラに対して、ロボットの制御に有益な触覚情報を効率よく提供できる触覚センシングシステムを得ることを目的とする。
　上記目的を達成するために、本願の開示する技術の一観点によれば、ロボットに設けられた一対の把持部における互いの対向面にそれぞれ設けられ、前記一対の把持部によって把持されたワークと接触する一対の触覚センサと、前記一対の触覚センサと電気的に接続された出力部と、を備え、各前記触覚センサは、前記ワークとの接触面を有すると共に、弾力層と、前記弾力層を挟んだ両側に位置する第一電極層及び第二電極層とが前記接触面の法線方向に積層された積層構造を有する静電容量方式のセンサ部を備え、前記第一電極層は、複数の第一電極を有し、前記第二電極層は、１又は複数の第二電極を有し、前記複数の第一電極のうちの２以上は、前記法線方向に見て前記第二電極と部分的に重なる部分重畳電極であり、前記センサ部は、前記複数の第一電極のそれぞれに対応する複数の信号を出力し、前記出力部は、前記複数の信号の全部又は一部に基づいて前記接触面内における複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値を算出すると共に、前記複数の信号のうち前記複数の部分重畳電極のそれぞれに対応する複数の部分重複電極信号の全部又は一部に基づいて前記接触面全体について１つの集約せん断力値を算出し、前記複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値を表す圧力分布のデータ及び前記集約せん断力値のデータを出力する、触覚センシングシステムが提供される。
　本願の開示する技術の一観点に係る触覚センシングシステムによれば、一対の把持部を有するロボットを制御するコントローラに対して、ロボットの制御に有益な触覚情報を効率よく提供できる。
ロボットシステムの一例を示す斜視図である。 図１の一対の触覚センサの一例を示す斜視図である。 第一実施形態に係る触覚センサの縦断面図である。 図３の基板の平面図である。 図３の第二電極層の平面図である。 図３の複数の第二電極と弾力層と基板とを重ねた状態を示す平面図である。 図３の基板の底面図である。 図３の触覚センサの製造方法の一例を説明する図である。 図１の一対の把持部でワークを把持した状態の第一例を示す図である。 図１の一対の把持部でワークを把持した状態の第二例を示す図である。 図３の触覚センサの接触面に作用するせん断力及びモーメントの一例を説明する図である。 図３の触覚センサにおけるモーメント長の一例を説明する図である。 図３の触覚センサにおける変位Δｘと変位Δｙの一例を説明する平面図である。 図３の触覚センサにおける変位Δｘと変位Δｚの一例を説明する図である。 図３の触覚センサにおける変位Δｙと変位Δｚの一例を説明する図である。 図１の触覚センサ、出力部及びコントローラのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図１６の出力部における複数のモードの一例を説明する図である。 図１６の出力部における圧力分布のデータ出力処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１６の出力部における把持位置のデータ出力処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１６の出力部における把持力Ｆｚ値のデータ出力処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１６の出力部における集約せん断力Ｆｘ値のデータ出力処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１６の出力部における集約せん断力Ｆｙ値のデータ出力処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１６の出力部におけるモーメントＭｘ値のデータ出力処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１６の出力部におけるモーメントＭｙ値のデータ出力処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１６の出力部におけるモーメントＭｚ値のデータ出力処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１の一対の把持部で把持したワークに作用するＸ軸方向の並進力ΔＦｘの一例を説明する平面図である。 図１６の出力部における並進力ΔＦｘ値のデータ出力処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１の一対の把持部で把持したワークに作用するＹ軸方向の並進力ΔＦｙの一例を説明する平面図である。 図１６の出力部における並進力ΔＦｙ値のデータ出力処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１６の出力部における回転モーメントＭＲｘ値のデータ出力処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１６の出力部における回転モーメントＭＲｙ値のデータ出力処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第二実施形態に係る触覚センサの縦断面図である。 図３２の第二電極層の平面図である。 図３２の第二電極と弾力層と基板とを重ねた状態を示す平面図である。 図３２の触覚センサにおけるモーメント長の一例を説明する図である。 第三実施形態に係る触覚センサの縦断面図である。 図３６の第二電極層の平面図である。 図３６の第二電極と弾力層と基板とを重ねた状態を示す平面図である。 図３６の触覚センサにおけるモーメント長の一例を説明する図である。 第四実施形態に係る触覚センサの縦断面図である。 図４０の第二電極層の平面図である。 図４０の第二電極と弾力層と基板とを重ねた状態を示す平面図である。
　以下、添付図面を参照しながら、本願の開示する技術の一実施形態について詳細に説明する。
　（ロボットシステム１００の一例）
　はじめに、ロボットシステム１００の一例の概略を説明する。
　図１は、ロボットシステム１００の一例を示す斜視図である。ロボットシステム１００は、ロボット１０２と、コントローラ１０４とを備える。ロボット１０２は、例えば、多関節ロボットであり、ロボットアーム１０６と、ロボットハンド１０８とを備える。ロボットアーム１０６は、複数の関節部１１０を備える。ロボットハンド１０８は、ロボットアーム１０６の先端部に設けられている。ロボットハンド１０８は、手首関節部１１２を介してロボットアーム１０６の先端部に接続されている。
　ロボットハンド１０８には、一対の把持部１１４が設けられている。一対の把持部１１４は、互いに対向して配置されている。この一対の把持部１１４は、図示しない駆動部の駆動によって、互いに対向する方向に接離する。一対の把持部１１４の間にワークＷが配置された状態で、一対の把持部１１４が互いに接近する方向に移動すると、一対の把持部１１４でワークＷが把持される。
　コントローラ１０４は、ロボット１０２を制御するものであり、ロボット１０２と電気的に接続されている。図１では、一例として、コントローラ１０４が有線によりロボット１０２と接続されているが、コントローラ１０４が無線によりロボット１０２と接続されてもよい。
　（触覚センシングシステム１の一例）
　続いて、触覚センシングシステム１の一例の概略を説明する。
　ロボットシステム１００には、触覚センシングシステム１が搭載されている。触覚センシングシステム１は、一対の触覚センサ１０と、出力部１２とを備える。一対の触覚センサ１０は、一対の把持部１１４における互いの対向面１１４Ａにそれぞれ設けられている。一対の触覚センサ１０は、一対の把持部１１４でワークＷが把持された状態においてワークＷと接触する位置、すなわち、一例として、一対の把持部１１４の先端部の互いに対向する部分に設けられている。
　出力部１２は、一対の触覚センサ１０と電気的に接続されている。出力部１２は、有線により一対の触覚センサ１０と接続されてもよく、無線により一対の触覚センサ１０と接続されてもよい。この出力部１２は、後に詳述する通り、一対の触覚センサ１０から出力されたデータに基づいて各種処理を行い、この処理の結果に基づくデータをコントローラ１０４に出力する機能を有する。出力部１２は、一例として、手首関節部１１２に設けられている。
　図２は、図１の一対の触覚センサ１０の一例を示す斜視図である。一対の触覚センサ１０は、一例として、互いに対向する方向に面対称である。Ｘ軸方向は、一対の触覚センサ１０が対向する方向と直交する第一方向に相当し、Ｙ軸方向は、一対の触覚センサ１０が対向する方向と直交する第二方向に相当し、Ｚ軸方向は、一対の触覚センサ１０が対向する方向に相当する。Ｘ軸方向は、Ｙ軸方向と直交している。一例として、Ｘ軸方向は、触覚センサ１０の縦方向に相当し、Ｙ軸方向は、触覚センサ１０の横方向に相当する。
　触覚センサ１０は、支持プレート１４と、基板１６と、センサ部１８とを備える。支持プレート１４は、上述の把持部１１４（図１参照）と別体に構成されており、把持部１１４に固定される。支持プレート１４は、把持部１１４と一体に構成されていてもよい。基板１６は、支持プレート１４に固定されており、センサ部１８は、基板１６上に設けられている。センサ部１８の詳細については、後に詳述する。
　続いて、触覚センシングシステム１の第一乃至第四実施形態を説明する。
　［第一実施形態］
　はじめに、第一実施形態を説明する。
　（触覚センサ１０の構成）
　図３は、第一実施形態に係る触覚センサ１０の縦断面図である。第一実施形態に係る触覚センサ１０は、センサ部１８と、基板１６とを備える。
　センサ部１８は、静電容量方式である。このセンサ部１８は、より具体的には、自己容量方式であり、複数の層が積層された積層構造を有する。すなわち、センサ部１８は、複数の層として、絶縁層２０と、弾力層２２と、第一電極層２４と、第二電極層２６とを有する。第一電極層２４及び第二電極層２６は、弾力層２２を挟んだ両側に位置する。
　絶縁層２０は、第二電極層２６に対する弾力層２２と反対側に位置する。絶縁層２０は、センサ部１８の表層部を形成している。この絶縁層２０の表面は、ワークＷ（図１参照）との接触面２８として形成されている。なお、絶縁層２０は省略されてもよい。絶縁層２０が省略された場合には、第二電極層２６や第二電極層２６の上に形成された表層の表面が接触面２８とされる。
　弾力層２２は、誘電体である。弾力層２２は、柔軟性及び弾力性を有している。この弾力層２２は、例えば、ゲルによって形成される。絶縁層２０、弾力層２２、第一電極層２４及び第二電極層２６は、Ｚ軸方向に積層されている。Ｚ軸方向は、接触面２８の法線方向に相当する。絶縁層２０、弾力層２２、第一電極層２４及び第二電極層２６は、例えば、接着剤等により互いに接着されている。絶縁層２０は、センサ部１８の全体の接着強度を高めるために、第二電極層２６の全面を覆う大きさを有することが好ましい。
　第一電極層２４は、複数の第一電極３４を有する。複数の第一電極３４は、基板１６のセンサ部１８側の第一面１６Ａに形成されている。基板１６のセンサ部１８と反対側の第二面１６Ｂには、複数の静電容量検出ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）４４が実装されている。複数の第一電極３４と複数の静電容量検出ＩＣ４４とは、基板１６の板厚方向に延びるスルーホールビア４６によって接続されている。
　図４は、図３の基板１６の平面図である。基板１６の第一面１６Ａに形成された複数の第一電極３４は、Ｘ－Ｙ平面に沿って行列状に配列されている。つまり、複数の第一電極３４は、Ｘ軸方向を縦方向とし、Ｙ軸方向を横方向として配列されている。Ｘ－Ｙ平面は、上述の接触面２８（図２参照）と平行な面である。
　複数の第一電極３４は、互いに独立している。この複数の第一電極３４は、同一の形状である。複数の第一電極３４は、一例として、平面視で正方形に形成されている。平面視とはＺ軸方向に見ることに相当する。複数の第一電極３４は、一例として、Ｘ軸方向に６個ずつ、Ｙ軸方向に６個ずつ配列されている。つまり、複数の第一電極３４の数は３６個である。この複数の第一電極３４は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ等間隔に配列されている。
　図５は、図３の第二電極層２６の平面図である。第二電極層２６は、単層である複数の第二電極３６によって構成されている。複数の第二電極３６は、例えば、導電ゴムによって形成される。この複数の第二電極３６は、それぞれ平板状に形成されている。複数の第二電極３６は、基板１６のグランドに接続されていてもよく、グランドに対して浮いていてもよい。
　複数の第二電極３６は、互いに独立した複数の島部を形成している。この複数の第二電極３６は、Ｘ－Ｙ平面に沿って行列状に配列されている。つまり、複数の第二電極３６は、Ｘ軸方向を縦方向とし、Ｙ軸方向を横方向として配列されている。
　複数の第二電極３６は、同一の形状である。複数の第二電極３６は、一例として、それぞれ平面視で正方形に形成されている。複数の第二電極３６の数は、上述の複数の第一電極３４（図４参照）の数よりも少ない。この複数の第二電極３６は、一例として、Ｘ軸方向に３個ずつ、Ｙ軸方向に３個ずつ配列されている。つまり、複数の第二電極３６の数は９個である。この複数の第二電極３６は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ等間隔に配列されている。
　図６は、図３の複数の第二電極３６と弾力層２２と基板１６とを重ねた状態を示す平面図である。複数の第二電極３６は、平面視で複数の第一電極３４の全てと重なるように配置されている。複数の第二電極３６のそれぞれは、平面視で複数の第一電極３４のうちＸ軸方向及びＹ軸方向に隣接する４個の第一電極３４のそれぞれと部分的に重なるように形成されている。各第二電極３６は、平面視で４個の第一電極３４の中心部に位置し、この４個の第一電極３４と部分的に重なっている。
　このように、第一実施形態では、複数の第一電極３４の全てが複数の第二電極３６と部分的に重なっている。この第一実施形態では、複数の第一電極３４の全てが、「複数の第二電極と部分的に重なる複数の部分重畳電極」の一例に相当し、複数の第一電極３４から出力される複数の信号は、「複数の部分重複電極信号」の一例に相当する。
　第一電極３４と第二電極３６との間の静電容量Ｃ［Ｆ］は、次式によって求められる。
　Ｃ＝ε×Ａ／ｄ
　εは弾力層２２の誘電定数［Ｆｍ－１］であり、Ａは第一電極３４と第二電極３６の平面視で重なり合う面積［ｍ２］であり、ｄはＺ軸方向に沿った第一電極３４と第二電極３６との間の距離［ｍ］である。
　このセンサ部１８では、接触面２８に圧力が加わり、各第一電極３４と第二電極３６との間の距離ｄが変化すると、この距離ｄの変化に応じて静電容量Ｃが変化する。また、センサ部１８では、接触面２８にせん断力が加わり、各第一電極３４と第二電極３６の重なり合う面積Ａが変化すると、この面積Ａの変化に応じて静電容量Ｃが変化する。
　なお、後に詳述するが、接触面２８に加わる圧力とは、Ｚ軸方向に沿って接触面２８に加わる力に相当する。また、接触面２８に加わるせん断力とは、Ｚ軸方向と直交する方向に沿って接触面２８に加わる力に相当する。Ｚ軸方向と直交する方向には、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及び、Ｘ軸方向とＹ軸方向とを組み合わせた方向がある。
　複数の第一電極３４は、後述する静電容量検出ＩＣ４４（図３、図７参照）によって駆動され、第二電極３６との間の静電容量Ｃに応じた信号をそれぞれ出力する。つまり、センサ部１８は、複数の第一電極３４のそれぞれに対応する複数の信号を出力する。この複数の信号は、アナログ信号である。
　図７は、図３の基板１６の底面図である。複数の静電容量検出ＩＣ４４は、Ｘ－Ｙ平面に沿って行列状に配列されている。つまり、複数の静電容量検出ＩＣ４４は、Ｘ軸方向を縦方向とし、Ｙ軸方向を横方向として配列されている。複数の静電容量検出ＩＣ４４は、同一の構成である。複数の静電容量検出ＩＣ４４は、一例として、Ｘ軸方向に３個ずつ、Ｙ軸方向に３個ずつ配列されている。つまり、複数の静電容量検出ＩＣ４４の数は９個である。
　各静電容量検出ＩＣ４４には、この静電容量検出ＩＣと平面視で重なる４個の第一電極３４が接続されている。各静電容量検出ＩＣ４４は、４個の第一電極３４を駆動し、この４個の第一電極３４から出力された信号に応じたデータを出力可能な構成である。
　（触覚センサ１０の製造方法）
　図８は、図３の触覚センサ１０の製造方法の一例を説明する図である。触覚センサ１０は、例えば、次の要領で製造される。すなわち、複数の第一電極３４がパターンによって第一面１６Ａに形成された基板１６の第二面１６Ｂに複数の静電容量検出ＩＣ４４が実装される。基板１６には、複数のスルーホールビア４６が形成されており、複数の静電容量検出ＩＣ４４は、複数のスルーホールビア４６を介して複数の第一電極３４と接続される。
　続いて、複数の第一電極３４を有する第一電極層２４の上に弾力層２２が積層される。また、弾力層２２の上に、複数の第二電極３６（図５参照）によって構成された第二電極層２６が積層され、さらに、この第二電極層２６の上に、絶縁層２０が積層される。絶縁層２０、弾力層２２、第一電極層２４及び第二電極層２６は、例えば、接着剤等により互いに接着される。以上の要領で、触覚センサ１０は製造される。
　（圧力分布）
　図９は、図１の一対の把持部１１４でワークＷを把持した状態の第一例を示す図である。ワークＷは、一例として、円柱又は球体である。円柱又は球体であるワークＷを一対の把持部１１４で把持した場合、接触面２８内には、ワークＷと接触して圧力が高い位置と、ワークＷと接触せずに圧力が加わらない位置とが生じる。すなわち、接触面２８の圧力分布は不均一となる。
　図１０は、図１の一対の把持部１１４でワークＷを把持した状態の第二例を示す図である。ワークＷは、一例として、四角柱又は直方体である。このワークＷの表面は、接触面２８よりも大きい。このような四角柱又は直方体であるワークＷを一対の把持部１１４で把持した場合、接触面２８には、均等に圧力が加わる。すなわち、接触面２８の圧力分布は均一となる。
　（把持力Ｆｚ及び垂直荷重Ｆｚ’）
　図９、図１０に示されるように、一対の把持部１１４でワークＷを把持した場合には、一対の把持部１１４の把持力Ｆｚと反対方向に把持力Ｆｚの反力である垂直荷重Ｆｚ’が接触面２８に作用する。把持力Ｆｚ及び垂直荷重Ｆｚ’は、Ｚ軸方向に沿った力である。
　（せん断力Ｆｘ、Ｆｙ及びモーメントＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚ）
　図１１は、図３の触覚センサ１０の接触面２８に作用するせん断力Ｆｘ、Ｆｙ及びモーメントＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚの一例を説明する図である。触覚センサ１０の接触面２８には、図示しないワークに力が作用することに伴って、せん断力Ｆｘ、Ｆｙ及びモーメントＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚが作用する場合がある。せん断力Ｆｘは、Ｘ軸方向に沿った力であり、せん断力Ｆｙは、Ｙ軸方向に沿った力である。また、モーメントＭｘは、Ｘ軸方向周りのモーメントであり、モーメントＭｙは、Ｙ軸方向周りのモーメントであり、モーメントＭｚは、Ｚ軸方向周りのモーメントである。
　図１２は、図３の触覚センサ１０におけるモーメント長ｄｘ、ｄｙの一例を説明する図である。なお、図１２では、複数の第二電極３６に対して識別番号１～９が示されている。複数の第二電極３６を識別する場合には、複数の第二電極３６のそれぞれを、第二電極３６－１～９と称する。
　図１２に示されるモーメント長ｄｘは、Ｘ軸方向周りのモーメントＭｘ（図１１参照）を算出する際に用いられる長さである。モーメント長ｄｘは、一例として、接触面２８の中心からＹ軸方向に離れた位置にある第二電極３６－３の中心と接触面２８の中心との間のＹ軸方向に沿った距離に相当する。
　図１２に示されるモーメント長ｄｙは、Ｙ軸方向周りのモーメントＭｙ（図１１参照）を算出する際に用いられる長さである。モーメント長ｄｙは、一例として、接触面２８の中心からＸ軸方向に離れた位置にある第二電極３６－１の中心と接触面２８の中心との間のＸ軸方向に沿った距離に相当する。
　（変位Δｘ、Δｙ、Δｚの説明）
　図１３は、図３の触覚センサ１０における変位Δｘと変位Δｙの一例を説明する平面図である。なお、図１３では、複数の第一電極３４のそれぞれと第二電極３６との間の静電容量Ｃ００～Ｃ５５が複数の第一電極３４のそれぞれに対応して示されている。
　図１４は、図３の触覚センサ１０における変位Δｘと変位Δｚの一例を説明する図である。図１４には、（Ａ）垂直荷重Ｆｚ’なし、（Ｂ）垂直荷重Ｆｚ’あり、（Ｃ）せん断力Ｆｘあり、（Ｄ）垂直荷重Ｆｚ’あり＋せん断力Ｆｘありの場合がそれぞれ示されている。
　図１５は、図３の触覚センサ１０における変位Δｙと変位Δｚの一例を説明する図である。図１５には、（Ａ）垂直荷重Ｆｚ’なし、（Ｂ）垂直荷重Ｆｚ’あり、（Ｃ）せん断力Ｆｙあり、（Ｄ）垂直荷重Ｆｚ’あり＋せん断力Ｆｙありの場合がそれぞれ示されている。
　図１３、図１４に示されるように、変位Δｘは、せん断力Ｆｘが作用することに伴って第二電極３６がＸ軸方向に沿って移動した距離に相当する。同様に、図１３、図１５に示されるように、変位Δｙは、せん断力Ｆｙが作用することに伴って第二電極３６がＹ軸方向に沿って移動した距離に相当する。
　図１４、図１５に示されるように、距離Ｚ０は、垂直荷重Ｆｚ’が作用していないときの第一電極３４と第二電極３６との間のＺ軸方向に沿った距離に相当する。変位Δｚは、垂直荷重Ｆｚ’が作用することに伴って第二電極３６がＺ軸方向に沿って第一電極３４側に移動した距離に相当する。
　以下、１つの第二電極３６と部分的に重なる隣り合わせの第一電極３４を例に変位Δｘ、Δｙ、Δｚの計算例を説明する。
　（垂直荷重Ｆｚ’が作用していないとき：Δｘ、Δｙ、Δｚ＝０）
　図１４（Ａ）、図１５（Ａ）に示されるように、垂直荷重Ｆｚ’が作用していないときには、Δｘ、Δｙ、Δｚ＝０であり、第二電極３６と部分的に重なる隣り合わせの第一電極３４については、式１が成立する。
[式１]
　Ｃ００＿０＝Ｋ１／Ｚ０
　Ｃ０１＿０＝Ｋ２／Ｚ０
　Ｃ００＿０、Ｃ０１＿０は垂直荷重Ｆｚ’が作用していないときの隣り合わせの第一電極３４と第二電極３６との間の静電容量であり、Ｋ１、Ｋ２は定数である。
　他の隣り合わせの第一電極３４と第二電極３６との間の静電容量についても、式１と同様の式が成立する。
　（垂直荷重Ｆｚ’のみが作用しているとき：Δｘ、Δｙ＝０、Δｚ≠０）
　図１４（Ｂ）、図１５（Ｂ）に示されるように、垂直荷重Ｆｚ’のみが作用しているときには、Δｘ、Δｙ＝０、Δｚ≠０であり、第二電極３６と部分的に重なる隣り合わせの第一電極３４については、式２が成立する。
［式２］
　Ｃ００＿ｚ＝Ｋ１／（Ｚ０－Δｚ）
　Ｃ０１＿ｚ＝Ｋ２／（Ｚ０－Δｚ）
　Ｃ００＿ｚ、Ｃ０１＿ｚは垂直荷重Ｆｚ’のみが作用しているときの隣り合わせの第一電極３４と第二電極３６との間の静電容量である。
　式２より、以下が求まる。
　Ｃ００＿ｚ／Ｋ１＝１／（Ｚ０－Δｚ）
　Ｚ０－Δｚ＝Ｋ１／Ｃ００＿ｚ
　Δｚ＝Ｚ０－Ｋ１／Ｃ００＿ｚ
　式１より、一方の第一電極３４に対する第二電極３６の変位Δｚについて以下が求まる。
　Ｚ０＝Ｋ１／Ｃ００＿０
∴Δｚ＝Ｋ１（１／Ｃ００＿０－１／Ｃ００＿ｚ)
　同様に、他方の第一電極３４に対する第二電極３６の変位Δｚについて以下が求まる。
　Δｚ＝Ｋ２（１／Ｃ０１＿０－１／Ｃ０１＿ｚ)
　他の第一電極３４に対する第二電極３６の変位Δｚについても、上記と同様に求まる。
　（せん断力Ｆｘのみが作用しているとき：Δｙ、Δｚ＝０、Δｘ≠０）
　図１４（Ｃ）に示されるように、せん断力Ｆｘのみが作用しているときには、Δｙ、Δｚ＝０、Δｘ≠０であり、第二電極３６と部分的に重なる隣り合わせの第一電極３４については、式３が成立する。
［式３］
　Ｃ００＿ｘ＝Ｋ１／Ｚ０＋Δｘ・Ｋｐ／Ｚ０
　Ｃ０１＿ｘ＝Ｋ２／Ｚ０－Δｘ・Ｋｐ／Ｚ０
　Ｃ００＿ｘ、Ｃ０１＿ｘはせん断力Ｆｘのみが作用しているときのｘ方向に隣り合わせの第一電極３４と第二電極３６との間の静電容量であり、Ｋｐは定数である。
　式３より、以下が求まる。
　Δｘ・Ｋｐ／Ｚ０＝Ｃ００＿ｘ－Ｋ１／Ｚ０
　Δｘ・Ｋｐ＝Ｚ０・Ｃ００＿ｘ－Ｋ１
　Δｘ＝（Ｚ０・Ｃ００＿ｘ－Ｋ１）／Ｋｐ
　式１より、Ｋ１＝Ｚ０×Ｃ００＿０であるため、一方の第一電極３４に対する第二電極３６の変位Δｘについて以下が求まる。
　Δｘ＝（Ｚ０・Ｃ００＿ｘ－Ｚ０×Ｃ００＿０）／Ｋｐ
　Δｘ＝Ｚ０／Ｋｐ×（Ｃ００＿ｘ－Ｃ００＿０）
　同様に、他方の第一電極３４に対する第二電極３６の変位Δｘについて以下が求まる。
　Δｘ＝Ｚ０／Ｋｐ×（Ｃ０１＿０－Ｃ０１＿ｘ）
　他の第一電極３４に対する第二電極３６の変位Δｘについても、上記と同様に求まる。
　（せん断力Ｆｙのみが作用しているとき：Δｘ、Δｚ＝０、Δｙ≠０）
　図１５（Ｃ）に示されるように、せん断力Ｆｙのみが作用しているときには、せん断力Ｆｘのみが作用しているときと同様の計算により、第一電極３４に対する第二電極３６の変位Δｙが求まる。
　（垂直荷重Ｆｚ’及びせん断力Ｆｘのみが作用しているとき：Δｙ＝０、Δｘ、Δｚ≠０）
　図１４（Ｄ）に示されるように、垂直荷重Ｆｚ’及びせん断力Ｆｘのみが作用しているときには、Δｙ＝０、Δｘ、Δｚ≠０であり、第二電極３６と部分的に重なるｘ方向に隣り合わせの第一電極３４については、式４が成立する。
［式４］
　Ｃ００＿ｚｘ＝Ｋ１／（Ｚ０－Δｚ）＋Δｘ・Ｋｐ／（Ｚ０－Δｚ）
　Ｃ０１＿ｚｘ＝Ｋ２／（Ｚ０－Δｚ）－Δｘ・Ｋｐ／（Ｚ０－Δｚ）
　Ｃ００＿ｚｘ、Ｃ０１＿ｚｘは垂直荷重Ｆｚ’及びせん断力Ｆｘのみが作用しているときの第一電極３４と第二電極３６との間の静電容量である。
　式４より、第一電極３４に対する第二電極３６の変位Δｚ、Δｘについて以下が求まる。
　Δｚ＝（Ｋ１＋Ｋ２）｛１／（Ｃ００＿０＋Ｃ０１＿０）－１／（Ｃ００＿ｚｘ＋Ｃ０１＿ｚｘ）｝
　Δｘ＝（Ｋ１＋Ｋ２）／２Ｋｐ・（Ｃ００＿ｚｘ－Ｃ０１＿ｚｘ）／（Ｃ００＿ｚｘ＋Ｃ０１＿ｚｘ）
　他の第一電極３４に対する第二電極３６の変位Δｚ、Δｘについても、上記と同様に求まる。
　（垂直荷重Ｆｚ’及びせん断力Ｆｙのみが作用しているとき：Δｘ＝０、Δｙ、Δｚ≠０）
　図１５（Ｄ）に示されるように、垂直荷重Ｆｚ’及びせん断力Ｆｙのみが作用しているときには、垂直荷重Ｆｚ’及びせん断力Ｆｘのみが作用しているときと同様の計算により、隣り合わせの第一電極３４に対する第二電極３６の変位Δｚ、Δｙが求まる。
　（垂直荷重Ｆｚ’及びせん断力Ｆｘ、Ｆｙが作用しているとき：Δｘ、Δｙ、Δｚ≠０）
　垂直荷重Ｆｚ’及びせん断力Ｆｘ、Ｆｙが作用しているときには、第一電極３４に対する第二電極３６の変位Δｘ、Δｙ、Δｚを次のようにして求めることができる。１つの第二電極３６と部分的に重なる４つの第一電極３４の範囲では、各第一電極３４における変位Δｚの値は互いに近似している場合が多いので、変位Δｚの値は共通であると仮定する。その場合、各第一電極３４に対応する信号の大きさ（静電容量値）は、各第一電極３４の第二電極３６との重なり面積に比例する。よって、静電容量値Ｃ００、Ｃ０１、Ｃ１０、Ｃ１１の比は、重なり面積Ｓ００、Ｓ０１、Ｓ１０、Ｓ１１の比と等しい。すなわち、式５が成立する。
［式５］
Ｃ００：Ｃ０１：Ｃ１０：Ｃ１１＝Ｓ００：Ｓ０１：Ｓ１０：Ｓ１１
　重なり面積Ｓ００、Ｓ０１、Ｓ１０、Ｓ１１は、無負荷状態での重なり面積の平方根をａとすると、式６で表される。
［式６］
Ｓ００=(ａ-Δｘ)×(ａ-Δｙ)、Ｓ０１=(ａ-Δｘ)×(ａ+Δｙ)、Ｓ１０=(ａ+Δｘ)×(ａ-Δｙ)、Ｓ１１=(ａ+Δｘ)×(ａ+Δｙ)
　式６より、４つの重なり面積の和は、４ａ２となり定数である。したがって、４つの重なり面積の和４ａ２と式５から重なり面積Ｓ００、Ｓ０１、Ｓ１０、Ｓ１１が既知の値となる。以上より、式６の連立方程式により、未知の変位Δｘ、Δｙが算出可能である。
　変位Δｘ、Δｙを算出したら、それらを既知の値として、共通の値であると仮定した変位Δｚを各第一電極３４における個別の変位Δｚに補正してもよい。この補正は、例えば別の手段で４つの変位Δｚの真値が測定できる環境で事前に変位Δｘ、Δｙと４つの変位Δｚとの間の相関関係を取得しておいてそれを利用することにより行うことができる。この相関関係の取得を機械学習により行ってもよい。
　各第一電極３４に対応する４つの静電容量値がほぼ等しく、すなわち変位Δｘ及び変位Δｙがゼロに近いことが分かった場合には、上記のΔｘ、Δｙ＝０、Δｚ≠０の場合について説明した方法により、４つの第一電極３４における変位Δｚを個別に算出してもよい。Δｘ、Δｙ＝０、Δｚ≠０の場合というのは、例えば台に置かれた状態のワークＷを把持していて接触面２８にワークＷの重量がかかっていない場合である。この状態からワークＷを台から持ち上げると、変位Δｚはあまり変化しないまま、変位Δｘ、Δｙが主に変化するので、変位Δｚを既知の値と扱って変位Δｘ、Δｙをより正確に求めることができる。
　本明細書において、「複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値を算出する」ことは、４つの第一電極３４のような複数の圧力検出位置における変位Δｚが共通と仮定した場合に、算出した共通の変位Δｚに基づく圧力値をそれぞれの圧力検出位置における圧力値として扱うことを含む。また、「複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値について代表値の算出を行うことで集約圧力値を算出する」ことは、４つの第一電極３４のような複数の圧力検出位置における変位Δｚが共通と仮定した場合に、算出した共通の変位Δｚに基づく圧力値を代表値として集約圧力値を算出することを含む。
　以上説明したように、出力部１２は、それぞれのせん断力Ｆｘ、Ｆｙ値を、第二電極３６と部分的に重なる第一電極３４である少なくとも１つの部分重複電極を含む複数の第一電極３４のそれぞれに対応する複数の信号に基づいて、圧力が複数の信号に及ぼす影響を除去するようにして算出する。
　（触覚センサ１０、出力部１２及びコントローラ１０４のハードウェア構成）
　図１６は、図１の触覚センサ１０、出力部１２及びコントローラ１０４のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。出力部１２は、第一のマルチプレクサ５０と、第二のマルチプレクサ５２と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５４と、ＲＯＭ（Read Only Memory）５６と、ＲＡＭ（Random Access Memory）５８とを備える。
　第一のマルチプレクサ５０及び第二のマルチプレクサ５２には、複数の静電容量検出ＩＣ４４が接続されている。複数の静電容量検出ＩＣ４４から出力されたデータは、第一のマルチプレクサ５０及び第二のマルチプレクサ５２に入力される。
　ＣＰＵ５４には、第一のマルチプレクサ５０及び第二のマルチプレクサ５２が接続されている。第一のマルチプレクサ５０及び第二のマルチプレクサ５２から出力されたデータは、ＣＰＵ５４に入力される。また、ＣＰＵ５４には、後述するコントローラ１０４から出力されたデータが入力される。
　ＣＰＵ５４は、ＲＡＭ５８を一次記憶領域として利用し、ＲＯＭ５６に記憶されているプログラム６０を実行する。プログラム６０には、後述する如くＣＰＵ５４が触覚センサ１０から出力されたデータやコントローラ１０４から出力されたデータに基づいて演算を行い、コントローラ１０４にデータを出力するための種々のプロセスが記録されている。
　コントローラ１０４には、出力部１２が有線又は無線により通信可能に接続される。コントローラ１０４は、ＣＰＵ１２４と、ＲＯＭ１２６と、ＲＡＭ１２８とを備える。ＣＰＵ１２４には、出力部１２から出力されたデータが入力される。
　ＣＰＵ１２４は、ＲＡＭ１２８を一次記憶領域として利用し、ＲＯＭ１２６に記憶されているプログラム１３０を実行する。プログラム１３０には、後述する如くコントローラ１０４がロボット１０２を動かしたり、出力部１２にデータを要求したりするデータを出力するための種々のプロセスが記録されている。
　（出力部１２における複数のモード）
　図１７は、図１６の出力部１２における複数のモードの一例を説明する図である。出力部１２は、衝突検知モードと、動作内容判断モードと、要求指令対応モードとを有する。
　衝突検知モードは、触覚センサ１０から出力されたデータに基づいてワークの衝突を検知した場合に衝突検知データをコントローラ１０４に出力するモードである。ワークの衝突とは、ワークに想定外の物体が衝突することである。
　衝突検知データには、例えば、衝突を検知した旨のデータに加えて、後述する把持力（集約圧力）Ｆｚ値のデータ、集約せん断力Ｆｘ値のデータ、及び、集約せん断力Ｆｙ値のデータの少なくともいずれかを選択的に含めてもよい。出力部１２は、コントローラ１０４からの指示の有無にかかわらずに衝突検知データをコントローラ１０４に出力し、コントローラ１０４は、衝突検知データを割り込み処理で処理する。
　ワークの衝突を検知する処理では、例えば、後述する如く接触面２８内における複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値を算出し、この複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値のうち少なくとも所定数の圧力値が閾値を超えた場合、後述する集約圧力値が閾値を超えた場合、後述する集約せん断力Ｆｘ値が閾値を超えた場合、又は、後述する集約せん断力Ｆｙ値が閾値を超えた場合に、ワークの衝突が検知される。
　動作内容判断モードは、コントローラ１０４から出力されたデータに基づいてロボット１０２の動作内容を判断し、この動作内容に応じて後述する圧力分布のデータ、把持力Ｆｚ値のデータ、集約せん断力Ｆｘ値のデータ、集約せん断力Ｆｙ値のデータ、モーメントＭｘ値のデータ、モーメントＭｙ値のデータ、及び、モーメントＭｚ値のデータの少なくともいずれかを選択的に出力するモードである。ロボット１０２の動作内容に応じてどのデータを出力するかは出力部１２が判断して決定する。
　ロボット１０２の動作内容とは、例えば、図１に示されるロボットハンド１０８でワークＷを掴む、ロボットハンド１０８でワークＷを掴んだままワークＷを移動させるようにロボットアーム１０６が動く、ワークＷが対象物に接触しながら移動先を探るようにロボットアーム１０６が動く、ワークＷが移動先に挿入されるようにロボットアーム１０６が動く、及び、ロボットハンド１０８がワークＷを放す等の動作である。
　図１７に示される要求指令対応モードは、コントローラ１０４から出力されたデータに含まれる要求指令に応じて後述する圧力分布のデータ、把持力Ｆｚ値のデータ、把持位置のデータ、集約せん断力Ｆｘ値のデータ、集約せん断力Ｆｙ値のデータ、モーメントＭｘ値のデータ、モーメントＭｙ値のデータ、及び、モーメントＭｚ値のデータの少なくともいずれかを選択的に出力するモードである。
　要求指令対応モードには、一例として、把持位置検知モードと、把持力検知モードと、挿入特徴量検知モードが含まれる。
　把持位置検知モードは、図１に示される一対の把持部１１４がワークＷを把持したときにコントローラ１０４から指定されるモードである。この把持位置検知モードは、圧力分布のデータ又は把持位置のデータを出力するモードである。
　把持力検知モードは、例えば、図１に示される一対の把持部１１４が開状態から閉状態に移行する過程でコントローラ１０４から指定されるモードである。この把持力検知モードは、把持力Ｆｚ値のデータを出力するモードである。
　挿入特徴量検知モードは、例えば、コントローラ１０４が、図１に示されるロボットハンド１０８のワークＷへの接触検出、ロボットハンド１０８のワークＷへの接触維持検出、ワークＷの移動先への嵌合位置検出、ワークＷの移動先への嵌合位置ずれ検出、ワークＷの移動先への挿入姿勢ずれ検出、ワークＷの移動先への挿入完了検出、ワークＷの移動先からの引き抜き完了検出等を行う際に、コントローラ１０４から指定されるモードである。
　この挿入特徴量検知モードは、６軸情報として、把持力Ｆｚ値のデータ、集約せん断力Ｆｘ値のデータ、集約せん断力Ｆｙ値のデータ、モーメントＭｘ値のデータ、モーメントＭｙ値のデータ、及び、モーメントＭｚ値のデータを出力するモードである。
　なお、動作内容判断モード及び要求指令対応モードにおいて、出力部１２は、必要に応じて後述する並進力ΔＦｘ値のデータ、並進力ΔＦｙ値のデータ、又は、回転モーメントＭｒ値を出力する。
　（圧力分布のデータ出力処理）
　出力部１２は、接触面２８内における複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値を表す圧力分布のデータを出力する。第一実施形態において、圧力検出位置は各第一電極３４の位置である。第一電極３４の位置は、第一電極３４の中心又はいずれかの角などの第一電極３４の特定部位の位置によって表される。この圧力分布のデータ出力処理は、例えば、次の要領により出力部１２のＣＰＵ５４で実行される。
　図１８は、図１６の出力部１２における圧力分布のデータ出力処理の流れの一例を示すフローチャートである。ステップＳ１では、ＣＰＵ５４が、複数の静電容量検出ＩＣ４４から出力されたデータを取得する。このステップＳ１で取得するデータは、後述するステップＳ２で変位Δｚを算出する対象となる第一電極３４に対応してセンサ部１８から出力された信号のデータである。
　ステップＳ２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ１で取得したデータに基づいて、接触面２８内における複数の圧力検出位置のそれぞれの変位Δｚを算出する。このとき、センサ部１８から出力された複数の信号の全部のデータに基づいて複数の第一電極３４の全てに対応する複数の圧力検出位置のそれぞれの変位Δｚを算出してもよく、センサ部１８から出力された複数の信号の一部のデータに基づいて複数の第一電極３４の一部に対応する複数の圧力検出位置のそれぞれの変位Δｚを算出してもよい。第一実施形態では、上記のΔｘ、Δｙ、Δｚ≠０の場合の説明にしたがい、１つの第二電極３６に部分的に重なる４つの第一電極３４に対応する信号から、圧力検出位置である４つの第一電極３４の位置における４つのΔｚを算出することを、各第二電極３６について行う。
　このようにして算出された複数の圧力検出位置のそれぞれの変位Δｚは、複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値に比例する。したがって、複数の圧力検出位置のそれぞれの変位Δｚが算出されることで、複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値が算出される。
　ステップＳ３では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ２で算出した接触面２８内における複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値に基づいて圧力分布のデータを生成する。
　ステップＳ４では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ３で生成した圧力分布のデータをコントローラ１０４に出力する。この圧力分布のデータは、例えば、コントローラ１０４において、形状が既知であるワークＷの把持位置や把持姿勢を把握したり、形状に基づいたワークＷの識別を行ったりするのに利用される。
　（把持位置のデータ出力処理）
　出力部１２は、接触面２８内における複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値に基づいて接触面２８内におけるワークＷの把持位置を特定し、把持位置のデータを出力する。この把持位置のデータ出力処理は、例えば、次の要領により出力部１２のＣＰＵ５４で実行される。
　図１９は、図１６の出力部１２における把持位置のデータ出力処理の流れの一例を示すフローチャートである。ステップＳ１１では、ＣＰＵ５４が、複数の静電容量検出ＩＣ４４から出力されたデータを取得する。このステップＳ１１で取得するデータは、後述するステップＳ１２で変位Δｚを算出する対象となる第一電極３４に対応してセンサ部１８から出力された信号のデータである。
　ステップＳ１２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ１１で取得したデータに基づいて、接触面２８内における複数の圧力検出位置のそれぞれの変位Δｚを算出する。このとき、センサ部１８から出力された複数の信号の全部のデータに基づいて複数の第一電極３４の全てに対応する複数の圧力検出位置のそれぞれの変位Δｚを算出してもよく、センサ部１８から出力された複数の信号の一部のデータに基づいて複数の第一電極３４の一部に対応する複数の圧力検出位置のそれぞれの変位Δｚを算出してもよい。第一実施形態では、上記のΔｘ、Δｙ、Δｚ≠０の場合の説明にしたがい、１つの第二電極３６に部分的に重なる４つの第一電極３４に対応する信号から、圧力検出位置である４つの第一電極３４の位置における４つのΔｚを算出することを、各第二電極３６について行う。
　このようにして算出された複数の圧力検出位置のそれぞれの変位Δｚは、複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値に比例する。したがって、複数の圧力検出位置のそれぞれの変位Δｚが算出されることで、複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値が算出される。
　ステップＳ１３では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ１２で算出した接触面２８内における複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値が所定の相互関係となる位置を特定する。例えば、圧力が加えられている領域の重心位置を把持位置として特定してもよい。圧力が加えられている領域の形状としては、面状、帯状、点状（面積の小さな面状）、線状（幅の小さな帯状）などがありうる。圧力が加えられている領域と加えられていない領域との境界線の位置を把持位置として特定してもよい。これにより、接触面２８内における複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値に基づいて接触面２８内におけるワークＷの把持位置が特定される。
　ステップＳ１４では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ１３で特定した把持位置のデータ（Ｘ－Ｙ座標のデータ）をコントローラ１０４に出力する。この把持位置のデータは、例えば、コントローラ１０４において、ワークＷの把持位置の特定に利用される。
　（把持力Ｆｚ値のデータ出力処理）
　出力部１２は、接触面２８全体について１つの集約圧力値を算出し、集約圧力値のデータを把持力Ｆｚ値のデータとして出力する。この把持力Ｆｚ値のデータ出力処理は、例えば、次の要領により出力部１２のＣＰＵ５４で実行される。
　図２０は、図１６の出力部１２における把持力Ｆｚ値のデータ出力処理の流れの一例を示すフローチャートである。ステップＳ２１では、ＣＰＵ５４が、複数の静電容量検出ＩＣ４４から出力されたデータを取得する。このステップＳ２１で取得するデータは、後述するステップＳ２２で変位Δｚを算出する対象となる第一電極３４に対応してセンサ部１８から出力された信号のデータである。
　ステップＳ２２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ２１で取得したデータに基づいて、接触面２８内における複数の圧力検出位置のそれぞれの変位Δｚを算出する。このとき、センサ部１８から出力された複数の信号の全部のデータに基づいて複数の第一電極３４の全てに対応する複数の圧力検出位置のそれぞれの変位Δｚを算出してもよく、センサ部１８から出力された複数の信号の一部のデータに基づいて複数の第一電極３４の一部に対応する複数の圧力検出位置のそれぞれの変位Δｚを算出してもよい。第一実施形態では、上記のΔｘ、Δｙ、Δｚ≠０の場合の説明にしたがい、１つの第二電極３６に部分的に重なる４つの第一電極３４に対応する信号から、圧力検出位置である４つの第一電極３４の位置における４つのΔｚを算出することを、各第二電極３６について行う。
　このようにして算出された複数の圧力検出位置のそれぞれの変位Δｚは、複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値に比例する。したがって、複数の圧力検出位置のそれぞれの変位Δｚが算出されることで、複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値が算出される。
　ステップＳ２３では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ２２で算出した接触面２８内における複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことで集約圧力値を算出する。
　ステップＳ２４では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ２３で算出した集約圧力値のデータを把持力Ｆｚ値のデータとしてコントローラ１０４に出力する。この把持力Ｆｚ値のデータは、例えば、コントローラ１０４において、ワークＷが落下しないようにするための把持力Ｆｚの調整や、ワークＷの重量や潰れやすさ等に応じた把持力Ｆｚの調整等に利用される。
　（集約せん断力Ｆｘ値のデータ出力処理）
　出力部１２は、接触面２８全体について１つの集約せん断力Ｆｘ値を算出し、集約せん断力Ｆｘ値のデータを出力する。この集約せん断力Ｆｘ値のデータ出力処理は、例えば、次の要領により出力部１２のＣＰＵ５４で実行される。
　図２１は、図１６の出力部１２における集約せん断力Ｆｘ値のデータ出力処理の流れの一例を示すフローチャートである。ステップＳ３１では、ＣＰＵ５４が、複数の静電容量検出ＩＣ４４から出力されたデータを取得する。このステップＳ３１で取得するデータは、後述するステップＳ３２で変位Δｘを算出する対象となる第一電極３４に対応してセンサ部１８から出力された信号のデータである。
　ステップＳ３２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ３１で取得したデータに基づいて、「複数のせん断力検出位置」の一例として、複数の第二電極３６の位置について変位Δｘをそれぞれ算出する。第二電極３６の位置は、第二電極３６の中心又はいずれかの角などの第二電極３６の特定部位の位置によって表される。変位Δｘの算出は、上記のΔｘ、Δｙ、Δｚ≠０の場合の説明にしたがい、１つの第二電極３６に部分的に重なる４つの第一電極３４に対応する信号の全部又は一部を用いて行う。一部の信号を用いる場合は、１つの第二電極３６と重なる４つの第一電極３４のうちｘ方向の位置が異なる少なくとも２つの電極に対応する信号が用いられる。このとき、変位Δｘの算出の対象となる複数の第二電極３６は、第二電極３６の全ての第二電極３６でもよく、第二電極３６の一部の第二電極３６でもよい。また、ステップＳ３２では、センサ部１８から出力された複数の信号の全部が用いられてもよいし、複数の信号の一部が用いられてもよい。
　このようにして算出された複数の第二電極３６のそれぞれの位置について算出された変位Δｘは、複数の第二電極３６のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｘ値に比例する。したがって、複数の第二電極３６のそれぞれの位置について変位Δｘが算出されることで、複数の第二電極３６のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｘ値が算出される。
　なお、第一実施形態に係る集約せん断力Ｆｘ値のデータ出力処理において、複数の第二電極３６のそれぞれの位置について算出されたせん断力Ｆｘ値は、「接触面内における複数のせん断力検出位置のそれぞれのせん断力値」の一例に相当する。
　ステップＳ３３では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ３２で算出した複数の第二電極３６のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｘ値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことで集約せん断力Ｆｘ値を算出する。
　ステップＳ３４では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ３３で算出した集約せん断力Ｆｘ値のデータをコントローラ１０４に出力する。この集約せん断力Ｆｘ値のデータは、ワークＷの衝突検知、ロボットハンド１０８で把持したワークＷの他の物体への接触維持検出、ワークＷの移動先への嵌合位置検出、ワークＷの移動先への挿入完了検出、ワークＷの移動先からの引き抜き完了検出等に利用される。
　（集約せん断力Ｆｙ値のデータ出力処理）
　出力部１２は、接触面２８全体について１つの集約せん断力Ｆｙ値を算出し、集約せん断力Ｆｙ値のデータを出力する。この集約せん断力Ｆｙ値のデータ出力処理は、例えば、次の要領により出力部１２のＣＰＵ５４で実行される。
　図２２は、図１６の出力部１２における集約せん断力Ｆｙ値のデータ出力処理の流れの一例を示すフローチャートである。ステップＳ４１では、ＣＰＵ５４が、複数の静電容量検出ＩＣ４４から出力されたデータを取得する。このステップＳ４１で取得するデータは、後述するステップＳ４２で変位Δｙを算出する対象となる第一電極３４に対応してセンサ部１８から出力された信号のデータである。
　ステップＳ４２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ４１で取得したデータに基づいて、「複数のせん断力検出位置」の一例として、複数の第二電極３６の位置について変位Δｙをそれぞれ算出する。第二電極３６の位置は、第二電極３６の中心又はいずれかの角などの第二電極３６の特定部位の位置によって表される。変位Δｙの算出は、上記のΔｘ、Δｙ、Δｚ≠０の場合の説明にしたがい、１つの第二電極３６に部分的に重なる４つの第一電極３４に対応する信号の全部又は一部を用いて行う。一部の信号を用いる場合は、１つの第二電極３６と重なる４つの第一電極３４のうちｙ方向の位置が異なる少なくとも２つの電極に対応する信号が用いられる。このとき、変位Δｙの算出の対象となる複数の第二電極３６は、第二電極３６の全ての第二電極３６でもよく、第二電極３６の一部の第二電極３６でもよい。また、ステップＳ４２では、センサ部１８から出力された複数の信号の全部が用いられてもよいし、複数の信号の一部が用いられてもよい。
　このようにして複数の第二電極３６のそれぞれの位置について算出された変位Δｙは、複数の第二電極３６のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｙ値に比例する。したがって、複数の第二電極３６のそれぞれの位置について変位Δｙが算出されることで、複数の第二電極３６のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｙ値が算出される。
　なお、第一実施形態に係る集約せん断力Ｆｙ値のデータ出力処理において、複数の第二電極３６のそれぞれの位置について算出されたせん断力Ｆｙ値は、「接触面内における複数のせん断力検出位置のそれぞれのせん断力値」の一例に相当する。
　ステップＳ４３では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ４２で算出した複数の第二電極３６のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｙ値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことで集約せん断力Ｆｙ値を算出する。
　ステップＳ４４では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ４３で算出した集約せん断力Ｆｙ値のデータをコントローラ１０４に出力する。この集約せん断力Ｆｙ値のデータは、ワークＷの衝突検知、ロボットハンド１０８で把持したワークＷの他の物体への接触維持検出、ワークＷの移動先への嵌合位置検出、ワークＷの移動先への挿入完了検出、ワークＷの移動先からの引き抜き完了検出等に利用される。
　（モーメントＭｘ値のデータ出力処理）
　出力部１２は、接触面２８におけるＹ軸方向に離間した２箇所の第二電極３６について第一集約圧力値及び第二集約圧力値をそれぞれ算出する。このとき、触覚センサ１０は、少なくともこの２箇所の第二電極３６の位置においてワークＷから力を受けているものとする。そして、出力部１２は、第一集約圧力値及び第二集約圧力値に基づいて触覚センサ１０に作用するＸ軸方向周りのモーメントＭｘの値をモーメントＭｘ値として算出し、モーメントＭｘ値のデータを出力する。このモーメントＭｘ値のデータ出力処理は、例えば、次の要領により出力部１２のＣＰＵ５４で実行される。
　図２３は、図１６の出力部１２におけるモーメントＭｘ値のデータ出力処理の流れの一例を示すフローチャートである。ステップＳ５１では、ＣＰＵ５４が、複数の静電容量検出ＩＣ４４から出力されたデータを取得する。このステップＳ５１で取得するデータは、後述するステップＳ５２で変位Δｚを算出する対象となる第一電極３４に対応してセンサ部１８から出力された信号のデータである。
　ステップＳ５２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ５１で取得したデータに基づいて、「第一集約圧力検出位置」の一例として、接触面２８の中心からＹ軸方向に離れた第二電極３６－４（図１２参照）が選択され、第二電極３６－４と部分的に重なる４つの第一電極３４のそれぞれの位置について変位Δｚを算出する。この４つの第一電極３４の位置は、「第一集約圧力検出位置近傍の複数の圧力検出位置」の一例である。さらに、「第二集約圧力検出位置」の一例として、接触面２８の中心から第二電極３６－４とは反対方向に離れた第二電極３６－６（図１２参照）が選択され、第二電極３６－６と部分的に重なる４つの第一電極３４のそれぞれの位置について変位Δｚを算出する。この４つの第一電極３４の位置は、「第二集約圧力検出位置近傍の複数の圧力検出位置」の一例である。
　このようにして複数の第二電極３６－４、６と部分的に重なる第一電極３４のそれぞれの位置について算出された変位Δｚは、第一電極３４のそれぞれの位置における圧力値に比例する。したがって、第一電極３４のそれぞれの位置について変位Δｚが算出されることで、第一電極３４のそれぞれの位置における圧力値が算出される。
　なお、第一実施形態に係るモーメントＭｘ値のデータ出力処理において、第二電極３６－４と部分的に重なる第一電極３４のそれぞれの位置について算出された圧力値は、「接触面内における複数の圧力検出位置のうち第一集約圧力検出位置近傍の複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値」の一例に相当する。また、第二電極３６－６と部分的に重なる第一電極３４のそれぞれの位置について算出された圧力値は、「接触面内における複数の圧力検出位置のうち第二集約圧力検出位置近傍の複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値」の一例に相当する。
　ステップＳ５３では、ＣＰＵ５４が、第二電極３６－４と部分的に重なる第一電極３４のそれぞれの位置の圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行い、この算出した値を第一集約圧力値とする。これにより、第二電極３６－４について第一集約圧力値が算出される。第一集約圧力値は、垂直荷重Ｆｚ’に相当する。
　同様に、ステップＳ５３では、ＣＰＵ５４が、第二電極３６－６と部分的に重なる第一電極３４のそれぞれの位置の圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行い、この算出した値を第二集約圧力値とする。これにより、第二電極３６－６について第二集約圧力値が算出される。第二集約圧力値は、垂直荷重Ｆｚ’に相当する。
　ステップＳ５２及びＳ５３では、第二電極３６－４について第一集約圧力値を算出したのと同様にして第二電極３６－１、７についても第一集約圧力値を算出し、これら３つの第一集約圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行い、この算出した値を最終的な第一集約圧力値としてもよい。この場合の第一集約圧力検出位置は、第二電極３６－１、４、７の各位置である。また、ステップＳ５２及びＳ５３では、第二電極３６－６について第二集約圧力値を算出したのと同様にして第二電極３６－３、９についても第二集約圧力値を算出し、これら３つの第二集約圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行い、この算出した値を最終的な第二集約圧力値としてもよい。この場合の第二集約圧力検出位置は、第二電極３６－３、６、９の各位置である。このとき、触覚センサ１０は、少なくともこれら６箇所の第二電極３６の位置においてワークＷから力を受けているものとする。
　ステップＳ５４では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ５３で第二電極３６－４又は３６－１、４、７の組について算出した第一集約圧力値（垂直荷重Ｆｚ’）に距離ｄｘを乗じた値と、ステップＳ５３で第二電極３６－６又は３６－３、６、９の組について算出した第二集約圧力値（垂直荷重Ｆｚ’）に距離ｄｘを乗じた値の差を算出し、この差をモーメントＭｘ値とする。これにより、モーメントＭｘ値（モーメントの大きさ及び方向）が算出される。モーメントＭｘ値は、「第一モーメント値」の一例である。
　ステップＳ５５では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ５４で算出したモーメントＭｘ値のデータをコントローラ１０４に出力する。
　（モーメントＭｙ値のデータ出力処理）
　出力部１２は、接触面２８におけるＸ軸方向に離間した２箇所の第二電極３６について第一集約圧力値及び第二集約圧力値をそれぞれ算出する。このとき、触覚センサ１０は、少なくともこの２箇所の第二電極３６の位置においてワークＷから力を受けているものとする。そして、出力部１２は、第一集約圧力値及び第二集約圧力値に基づいて触覚センサ１０に作用するＹ軸方向周りのモーメントＭｙの値をモーメントＭｙ値として算出し、モーメントＭｙ値のデータを出力する。このモーメントＭｙ値のデータ出力処理は、例えば、次の要領により出力部１２のＣＰＵ５４で実行される。
　図２４は、図１６の出力部１２におけるモーメントＭｙ値のデータ出力処理の流れの一例を示すフローチャートである。ステップＳ６１では、ＣＰＵ５４が、複数の静電容量検出ＩＣ４４から出力されたデータを取得する。このステップＳ６１で取得するデータは、後述するステップＳ６２で変位Δｚを算出する対象となる第一電極３４に対応してセンサ部１８から出力された信号のデータである。
　ステップＳ６２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ６１で取得したデータに基づいて、「第一集約圧力検出位置」の一例として、接触面２８の中心からＸ軸方向に離れた第二電極３６－２（図１２参照）が選択され、第二電極３６－２と部分的に重なる４つの第一電極３４のそれぞれの位置について変位Δｚを算出する。この４つの第一電極３４の位置は、「第一集約圧力検出位置近傍の複数の圧力検出位置」の一例である。さらに、「第二集約圧力検出位置」の一例として、接触面２８の中心から第二電極３６－２とは反対方向に離れた第二電極３６－８（図１２参照）が選択され、第二電極３６－８と部分的に重なる４つの第一電極３４のそれぞれの位置について変位Δｚを算出する。この４つの第一電極３４の位置は、「第二集約圧力検出位置近傍の複数の圧力検出位置」の一例である。
　このようにして複数の第二電極３６－２、８と部分的に重なる第一電極３４のそれぞれの位置について算出された変位Δｚは、第一電極３４のそれぞれの位置における圧力値に比例する。したがって、第一電極３４のそれぞれの位置について変位Δｚが算出されることで、第一電極３４のそれぞれの位置における圧力値が算出される。
　なお、第一実施形態に係るモーメントＭｙ値のデータ出力処理において、第二電極３６－２と部分的に重なる第一電極３４のそれぞれの位置について算出された圧力値は、「接触面内における複数の圧力検出位置のうち第一圧力検出位置近傍の複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値」の一例に相当する。また、第二電極３６－８と部分的に重なる第一電極３４のそれぞれの位置について算出された圧力値は、「接触面内における複数の圧力検出位置のうち第二集約圧力検出位置近傍の複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値」の一例に相当する。
　ステップＳ６３では、ＣＰＵ５４が、第二電極３６－２と部分的に重なる第一電極３４のそれぞれの圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行い、この算出した値を第一集約圧力値とする。これにより、第二電極３６－２について第一集約圧力値が算出される。第一集約圧力値は、垂直荷重Ｆｚ’に相当する。
　同様に、ステップＳ６３では、ＣＰＵ５４が、第二電極３６－８と部分的に重なる第一電極３４のそれぞれの圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行い、この算出した値を第二集約圧力値とする。これにより、第二電極３６－８について第二集約圧力値が算出される。第二集約圧力値は、垂直荷重Ｆｚ’に相当する。
　ステップＳ６２及びＳ６３では、第二電極３６－２について第一集約圧力値を算出したのと同様にして第二電極３６－１、３についても第一集約圧力値を算出し、これら３つの第一集約圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行い、この算出した値を最終的な第一集約圧力値としてもよい。この場合の第一集約圧力検出位置は、第二電極３６－１、２、３の各位置である。また、ステップＳ６２及びＳ６３では、第二電極３６－８について第二集約圧力値を算出したのと同様にして第二電極３６－７、９についても第二集約圧力値を算出し、これら３つの第二集約圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行い、この算出した値を最終的な第二集約圧力値としてもよい。この場合の第二集約圧力検出位置は、第二電極３６－７、８、９の各位置である。このとき、触覚センサ１０は、少なくともこれら６箇所の第二電極３６の位置においてワークＷから力を受けているものとする。
　ステップＳ６４では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ６３で第二電極３６－２又は３６－１、２、３の組について算出した第一集約圧力値（垂直荷重Ｆｚ’）に距離ｄｙを乗じた値と、ステップＳ６３で第二電極３６－８又は３６－７、８、９の組について算出した第二集約圧力値（垂直荷重Ｆｚ’）に距離ｄｙを乗じた値の差を算出し、この差をモーメントＭｙ値とする。これにより、モーメントＭｙ値（モーメントの大きさ及び方向）が算出される。モーメントＭｙ値は、「第一モーメント値」の一例である。
　ステップＳ６５では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ６４で算出したモーメントＭｙ値のデータをコントローラ１０４に出力する。
　（モーメントＭｚ値のデータ出力処理）
　出力部１２は、接触面２８の中心からＸ軸方向又はＹ軸方向に離間した２箇所の第二電極３６について第一集約せん断力値及び第二集約せん断力値をそれぞれ算出する。そして、出力部１２は、第一集約せん断力値及び第二集約せん断力値に基づいて触覚センサ１０に作用するＺ軸方向周りのモーメントＭｚの値をモーメントＭｚ値として算出し、モーメントＭｚ値のデータを出力する。
　図２５は、図１６の出力部１２におけるモーメントＭｚ値のデータ出力処理の流れの一例を示すフローチャートである。このモーメントＭｚ値のデータ出力処理には、以下の第一例及び第二例がある。
　第一例に係るモーメントＭｚ値のデータ出力処理は、例えば、次の要領により出力部１２のＣＰＵ５４で実行される。ステップＳ７１では、ＣＰＵ５４が、複数の静電容量検出ＩＣ４４から出力されたデータを取得する。このステップＳ７１で取得するデータは、後述するステップＳ７２で変位Δｙを算出する対象となる第一電極３４に対応してセンサ部１８から出力された信号のデータである。
　ステップＳ７２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ７１で取得したデータに基づいて、「第一せん断力検出位置」及び「第二せん断力検出位置」の一例として、接触面２８の中心からＸ軸方向に離れた第二電極３６－２、８のそれぞれの位置について変位Δｙを算出する。
　このようにして第二電極３６－２、８のそれぞれの位置について算出された変位Δｙは、第二電極３６－２、８のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｙ値に比例するので、第二電極３６－２、８のそれぞれの位置について変位Δｙが算出されることで、第二電極３６－２、８のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｙ値が算出される。以下、このように第二電極３６－２について算出されたせん断力Ｆｙ値を第一せん断力Ｆｙ値と称し、第二電極３６－８について算出されたせん断力Ｆｙ値を第二せん断力Ｆｙ値と称する。
　また、第二電極３６－２について算出された第一せん断力Ｆｙ値は、「接触面内における第一せん断力検出位置について算出された第一せん断力値」の一例に相当する。また、第二電極３６－８について算出された第二せん断力Ｆｙ値は、「接触面内における第二せん断力検出位置について算出された第二せん断力値」の一例に相当する。
　ステップＳ７３では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ７２で第二電極３６－２について算出した第一せん断力Ｆｙ値に距離ｄｙを乗じた値と、ステップＳ７２で第二電極３６－８について算出した第二せん断力Ｆｙに距離ｄｙを乗じた値の差を算出し、この差をモーメントＭｚ値とする。これにより、モーメントＭｚ値（モーメントの大きさ及び方向）が算出される。モーメントＭｚ値は、「第二モーメント値」の一例である。
　ステップＳ７４では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ７３で算出したモーメントＭｚ値のデータをコントローラ１０４に出力する。
　なお、上述のステップＳ７２では、第二電極３６－２について第一せん断力Ｆｙ値が算出されるが、第二電極３６－１、２、３のうち少なくとも１つの第二電極３６について第一せん断力Ｆｙ値が算出されてもよい。同様に、上述のステップＳ７２では、第二電極３６－８について第二せん断力Ｆｙ値が算出されるが、第二電極３６－７、８、９のうち少なくとも１つの第二電極３６について第二せん断力Ｆｙ値が算出されてもよい。
　第二例に係るモーメントＭｚ値のデータ出力処理は、例えば、次の要領により出力部１２のＣＰＵ５４で実行される。ステップＳ７１では、ＣＰＵ５４が、複数の静電容量検出ＩＣ４４から出力されたデータを取得する。このステップＳ７１で取得するデータは、後述するステップＳ７２で変位Δｘを算出する対象となる第一電極３４に対応してセンサ部１８から出力された信号のデータである。
　ステップＳ７２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ７１で取得したデータに基づいて、「第一せん断力検出位置」及び「第二せん断力検出位置」の一例として、接触面２８の中心からＹ軸方向に離れた第二電極３６－４、６のそれぞれの位置について変位Δｘを算出する。
　このようにして第二電極３６－４、６のそれぞれの位置について算出された変位Δｘは、第二電極３６－４、６のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｘ値に比例するので、第二電極３６－４、６のそれぞれの位置について変位Δｘが算出されることで、第二電極３６－４、６のそれぞれにおけるせん断力Ｆｘ値が算出される。
　また、第二電極３６－４について算出された第一せん断力Ｆｘ値は、「接触面内における第一せん断力検出位置について算出された第一せん断力値」の一例に相当する。また、第二電極３６－６について算出された第二せん断力Ｆｘ値は、「接触面内における第二せん断力検出位置について算出された第二せん断力値」の一例に相当する。
　ステップＳ７３では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ７２で第二電極３６－４について算出した第一せん断力Ｆｘ値に距離ｄｘを乗じた値と、ステップＳ７２で第二電極３６－６について算出した第二せん断力Ｆｘに距離ｄｘを乗じた値の差を算出し、この差をモーメントＭｚ値とする。これにより、モーメントＭｚ値（モーメントの大きさ及び方向）が算出される。モーメントＭｚ値は、「第二モーメント値」の一例である。
　ステップＳ７４では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ７３で算出したモーメントＭｚ値のデータをコントローラ１０４に出力する。
　なお、上述のステップＳ７２では、第二電極３６－４について第一せん断力Ｆｘ値が算出されるが、第二電極３６－１、４、７のうち少なくとも１つの第二電極３６について第一せん断力Ｆｘ値が算出されてもよい。同様に、上述のステップＳ７２では、第二電極３６－６について第二せん断力Ｆｘ値が算出されるが、第二電極３６－３、６、９のうち少なくとも１つの第二電極３６について第二せん断力Ｆｘ値が算出されてもよい。
　（並進力ΔＦｘ値のデータ出力処理）
　図２６は、図１の一対の把持部１１４で把持したワークＷに作用するＸ軸方向の並進力ΔＦｘの一例を説明する平面図である。ワークＷに対してＹ軸方向周りの回転モーメントＭＲｙが作用することにより、一対の触覚センサ１０のうち第一の触覚センサ１０にはＸ軸方向の第一せん断力Ｆｘ１が作用し、一対の触覚センサ１０のうち第二の触覚センサ１０には第一せん断力Ｆｘ１と逆向きの第二せん断力Ｆｘ２が作用する場合がある。この場合、符号付きの値である第一せん断力Ｆｘ１及び第二せん断力Ｆｘ２の和は、Ｘ軸方向の並進力ΔＦｘに相当する。
　並進力ΔＦｘを算出する出力部１２には、一対の触覚センサ１０の両方からの信号が入力されるように構成される。出力部１２は、一対の触覚センサ１０のそれぞれについて算出された第一集約せん断力Ｆｘ１値及び第二集約せん断力Ｆｘ２値の和を並進力ΔＦｘ値として算出し、並進力ΔＦｘ値のデータを出力する。
　図２７は、図１６の出力部１２における並進力ΔＦｘ値のデータ出力処理の流れの一例を示すフローチャートである。ステップＳ８１では、ＣＰＵ５４が、第一の触覚センサ１０についてＸ軸方向の第一集約せん断力Ｆｘ１値を算出する。同様に、ステップＳ８１では、ＣＰＵ５４が、第二の触覚センサ１０についてＸ軸方向の第二集約せん断力Ｆｘ２値を算出する。
　Ｘ軸方向の第一集約せん断力Ｆｘ１値及び第二集約せん断力Ｆｘ２値の算出方法は、上述の集約せん断力Ｆｘ値の算出方法（図２１参照）の通りである。これにより、一対の触覚センサ１０のそれぞれについて第一集約せん断力Ｆｘ１値及び第二集約せん断力Ｆｘ２値が算出される。第一集約せん断力Ｆｘ１値及び第二集約せん断力Ｆｘ２値は、「一対の触覚センサのそれぞれについて算出された集約せん断力値」の一例に相当する。
　ステップＳ８２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ８１で算出した第一集約せん断力Ｆｘ１値及び第二集約せん断力Ｆｘ２値の和を並進力ΔＦｘ値として算出する。
　ステップＳ８３では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ８２で算出した並進力ΔＦｘ値のデータをコントローラ１０４に出力する。
　（並進力ΔＦｙ値のデータ出力処理）
　図２８は、図１の一対の把持部１１４で把持したワークＷに作用するＹ軸方向の並進力ΔＦｙの一例を説明する平面図である。ワークＷに対してＸ軸方向周りの回転モーメントＭＲｘが作用することにより、一対の触覚センサ１０のうち第一の触覚センサ１０にはＹ軸方向の第一せん断力Ｆｙ１が作用し、一対の触覚センサ１０のうち第二の触覚センサ１０には第一せん断力Ｆｙ１と逆向きの第二せん断力Ｆｙ２が作用する場合がある。この場合、符号付きの値である第一せん断力Ｆｙ１及び第二せん断力Ｆｙ２の和は、Ｙ軸方向の並進力ΔＦｙに相当する。
　並進力ΔＦｙを算出する出力部１２には、一対の触覚センサ１０の両方からの信号が入力されるように構成される。出力部１２は、一対の触覚センサ１０のそれぞれについて算出された第一集約せん断力Ｆｙ１値及び第二集約せん断力Ｆｙ２値の和を並進力ΔＦｙ値として算出し、並進力ΔＦｙ値のデータを出力する。
　図２９は、図１６の出力部１２における並進力ΔＦｙ値のデータ出力処理の流れの一例を示すフローチャートである。ステップＳ９１では、ＣＰＵ５４が、第一の触覚センサ１０についてＹ軸方向の第一集約せん断力Ｆｙ１値を算出する。同様に、ステップＳ９１では、ＣＰＵ５４が、第二の触覚センサ１０についてＹ軸方向の第二集約せん断力Ｆｙ２値を算出する。
　Ｙ軸方向の第一集約せん断力Ｆｙ１値及び第二集約せん断力Ｆｙ２値の算出方法は、上述の集約せん断力Ｆｙ値の算出方法（図２２参照）の通りである。これにより、一対の触覚センサ１０のそれぞれについて第一集約せん断力Ｆｙ１値及び第二集約せん断力Ｆｙ２値が算出される。第一集約せん断力Ｆｙ１値及び第二集約せん断力Ｆｙ２値は、「一対の触覚センサのそれぞれについて算出された集約せん断力値」の一例に相当する。
　ステップＳ９２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ９１で算出した第一集約せん断力Ｆｙ１値と第二集約せん断力Ｆｙ２値の和を並進力ΔＦｙ値として算出する。
　ステップＳ９３では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ９２で算出した並進力ΔＦｙ値のデータをコントローラ１０４に出力する。
　（回転モーメントＭＲｘ値のデータ出力処理）
　図２８に示されるように、一対の触覚センサ１０のうち第一の触覚センサ１０にはＹ軸方向の第一せん断力Ｆｙ１が作用し、一対の触覚センサ１０のうち第二の触覚センサ１０には第一せん断力Ｆｙ１と逆向きの第二せん断力Ｆｙ２が作用する場合がある。この場合、一対の触覚センサ１０には、Ｘ軸方向周りの回転モーメントＭＲｘが作用する。
　回転モーメントＭＲｘを算出する出力部１２には、一対の触覚センサ１０の両方からの信号が入力されるように構成される。出力部１２は、一対の触覚センサ１０のそれぞれについて算出された符号付きの値である第一集約せん断力Ｆｙ１値及び第二集約せん断力Ｆｙ２値の差に基づいてＸ軸方向周りの回転モーメントＭＲｘ値を算出し、回転モーメントＭＲｘ値のデータを出力する。
　図３０は、図１６の出力部１２における回転モーメントＭＲｘ値のデータ出力処理の流れの一例を示すフローチャートである。ステップＳ１０１では、ＣＰＵ５４が、第一の触覚センサ１０についてＹ軸方向の第一集約せん断力Ｆｙ１値を算出する。同様に、ステップＳ１０１では、ＣＰＵ５４が、第二の触覚センサ１０についてＹ軸方向の第二集約せん断力Ｆｙ２値を算出する。
　Ｙ軸方向の第一集約せん断力Ｆｙ１値及び第二集約せん断力Ｆｙ２値の算出方法は、上述の集約せん断力Ｆｙ値の算出方法（図２２参照）の通りである。これにより、一対の触覚センサ１０のそれぞれについて第一集約せん断力Ｆｙ１値及び第二集約せん断力Ｆｙ２値が算出される。第一集約せん断力Ｆｙ１値及び第二集約せん断力Ｆｙ２値は、「一対の触覚センサのそれぞれについて算出された集約せん断力値」の一例に相当する。
　ステップＳ１０２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ１０１で算出した第一集約せん断力Ｆｙ１値及び第二集約せん断力Ｆｙ２値の差に基づいてＸ軸方向周りの回転モーメントＭＲｘ値を算出する。
　ステップＳ１０３では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ１０２で算出した回転モーメントＭＲｘ値のデータをコントローラ１０４に出力する。
　（回転モーメントＭＲｙ値のデータ出力処理）
　図２６に示されるように、一対の触覚センサ１０のうち第一の触覚センサ１０にはＸ軸方向の第一せん断力Ｆｘ１が作用し、一対の触覚センサ１０のうち第二の触覚センサ１０には第一せん断力Ｆｘ１と逆向きの第二せん断力Ｆｘ２が作用する場合がある。この場合、一対の触覚センサ１０には、Ｙ軸方向周りの回転モーメントＭＲｙが作用する。
　回転モーメントＭＲｙを算出する出力部１２には、一対の触覚センサ１０の両方からの信号が入力されるように構成される。出力部１２は、一対の触覚センサ１０のそれぞれについて算出された符号付きの値である第一集約せん断力Ｆｘ１値及び第二集約せん断力Ｆｘ２値の差に基づいてＹ軸方向周りの回転モーメントＭＲｙ値を算出し、回転モーメントＭＲｙ値のデータを出力する。
　図３１は、図１６の出力部１２における回転モーメントＭＲｙ値のデータ出力処理の流れの一例を示すフローチャートである。ステップＳ１１１では、ＣＰＵ５４が、第一の触覚センサ１０についてＸ軸方向の第一集約せん断力Ｆｘ１値を算出する。同様に、ステップＳ１１１では、ＣＰＵ５４が、第二の触覚センサ１０についてＸ軸方向の第二集約せん断力Ｆｘ２値を算出する。
　Ｘ軸方向の第一集約せん断力Ｆｘ１値及び第二集約せん断力Ｆｘ２値の算出方法は、上述の集約せん断力Ｆｘ値の算出方法（図２１参照）の通りである。これにより、一対の触覚センサ１０のそれぞれについて第一集約せん断力Ｆｘ１値及び第二集約せん断力Ｆｘ２値が算出される。第一集約せん断力Ｆｘ１値及び第二集約せん断力Ｆｘ２値は、「一対の触覚センサのそれぞれについて算出された集約せん断力値」の一例に相当する。
　ステップＳ１１２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ１１１で算出した第一集約せん断力Ｆｘ１値及び第二集約せん断力Ｆｘ２値の差に基づいてＹ軸方向周りの回転モーメントＭＲｙ値を算出する。
　ステップＳ１１３では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ１１２で算出した回転モーメントＭＲｙ値のデータをコントローラ１０４に出力する。
　次に、第一実施形態の作用及び効果について説明する。
　（１）出力部１２における複数のモード（図１７参照）について説明した通り、出力部１２は、所定の条件の場合に、衝突検知データを出力する衝突検知モードを有する。出力部１２は、所定の条件として、具体的には、接触面２８内における複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値のうち少なくとも所定数の圧力値が閾値を超えた場合、複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことで算出した集約圧力値が閾値を超えた場合、又は、接触面２８全体について算出した１つの集約せん断力値が閾値を超えた場合に、衝突検知データを出力する。したがって、コントローラ１０４で衝突を判断しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。
　（２）出力部１２における複数のモード（図１７参照）について説明した通り、出力部１２は、ロボット１０２の動作内容を判断し動作内容に応じて各種データを選択的に出力する動作内容判断モードを有する。出力部１２は、具体的には、圧力分布のデータ、把持力値Ｆｚ値のデータ、集約せん断力Ｆｘ値のデータ、集約せん断力Ｆｙ値のデータ、モーメントＭｘ値のデータ、モーメントＭｙ値のデータ、及び、モーメントＭｚ値のデータの少なくともいずれかを選択的に出力する。したがって、ロボット１０２の動作内容に応じて各種データをコントローラ１０４に提供することができるので、コントローラ１０４によってロボット１０２を適切に制御することができる。
　また、出力部１２における複数のモード（図１７参照）について説明した通り、出力部１２は、コントローラ１０４からの要求指令に応じて各種データを選択的に出力する要求指令対応モードを有する。出力部１２は、具体的には、圧力分布のデータ、把持力Ｆｚ値のデータ、集約せん断力Ｆｘ値のデータ、集約せん断力Ｆｙ値のデータ、モーメントＭｘ値のデータ、モーメントＭｙ値のデータ、及び、モーメントＭｚ値のデータの少なくともいずれかを選択的に出力する。したがって、コントローラ１０４の要求指令に応じて各種データをコントローラ１０４に提供することができるので、コントローラ１０４によってロボット１０２を適切に制御することができる。
　（３）把持位置のデータ出力処理（図１９参照）において、出力部１２は、接触面２８内における複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力に基づいて接触面２８内におけるワークＷの把持位置を特定し、把持位置のデータを出力する。したがって、コントローラ１０４で把持位置を特定しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。
　（４）把持力Ｆｚ値のデータ出力処理（図２０参照）において、出力部１２は、接触面２８内における複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことで集約圧力値を算出する。そして、出力部１２は、集約圧力値のデータを把持力Ｆｚ値のデータとして出力する。したがって、コントローラ１０４で集約圧力値としての把持力Ｆｚ値を算出しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。
　（５）集約せん断力Ｆｘ値のデータ出力処理（図２１参照）において、出力部１２は、接触面２８全体について１つの集約せん断力Ｆｘ値を算出し、集約せん断力Ｆｘ値のデータを出力する。したがって、コントローラ１０４で集約せん断力Ｆｘ値を算出しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。また、例えば、接触面２８内における複数のせん断力検出位置のそれぞれのせん断力Ｆｘ値を表すせん断力分布のデータを出力する場合に比して、せん断力Ｆｘ値を集約する分、出力部１２とコントローラ１０４との間のデータ通信量を減らすことができる。これにより、出力部１２及びコントローラ１０４の応答速度を向上させることができるので、一対の把持部１１４を有するロボット１０２を制御するコントローラ１０４に対して、ロボット１０２の制御に有益な触覚情報を効率よく提供できる。
　同様に、集約せん断力Ｆｙ値のデータ出力処理（図２２参照）において、出力部１２は、接触面２８全体について１つの集約せん断力Ｆｙ値を算出し、集約せん断力Ｆｙ値のデータを出力する。したがって、コントローラ１０４で集約せん断力Ｆｙ値を算出しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。また、例えば、接触面２８内における複数のせん断力検出位置のそれぞれのせん断力Ｆｘ値を表すせん断力分布のデータを出力する場合に比して、せん断力Ｆｘ値を集約する分、出力部１２とコントローラ１０４との間のデータ通信量を減らすことができる。これにより、出力部１２及びコントローラ１０４の応答速度を向上させることができるので、一対の把持部１１４を有するロボット１０２を制御するコントローラ１０４に対して、ロボット１０２の制御に有益な触覚情報を効率よく提供できる。
　（６）集約せん断力Ｆｘ値のデータ出力処理（図２１参照）において、出力部１２は、センサ部１８から出力された複数の信号の全部又は一部に基づいて接触面２８内における複数の第二電極３６のそれぞれの位置のせん断力Ｆｘ値を算出する。そして、出力部１２は、複数の第二電極３６のそれぞれの位置のせん断力Ｆｘ値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことで集約せん断力Ｆｘ値を算出する。したがって、例えば、任意に選択した１つの第二電極３６について算出したせん断力Ｆｘ値に比して、接触面２８全体のせん断力Ｆｘ値をより的確に表す集約せん断力Ｆｘ値を出力することができる。
　同様に、集約せん断力Ｆｙ値のデータ出力処理（図２２参照）において、出力部１２は、センサ部１８から出力された複数の信号の全部又は一部に基づいて接触面２８内における複数の第二電極３６のそれぞれの位置のせん断力Ｆｙ値を算出する。そして、出力部１２は、複数の第二電極３６のそれぞれの位置のせん断力Ｆｙ値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことで集約せん断力Ｆｙ値を算出する。したがって、例えば、任意に選択した１つの第二電極３６について算出したせん断力Ｆｙ値に比して、接触面２８全体のせん断力Ｆｙ値をより的確に表す集約せん断力Ｆｙ値を出力することができる。
　（７）モーメントＭｘ値のデータ出力処理（図２３参照）において、出力部１２は、接触面２８におけるＹ軸方向に離間した２箇所の第二電極３６について第一集約圧力値及び第二集約圧力値をそれぞれ算出する。そして、出力部１２は、第一集約圧力値及び第二集約圧力値に基づいて触覚センサ１０に作用するＸ軸方向周りのモーメントＭｘの値をモーメントＭｘ値として算出し、モーメントＭｘ値のデータを出力する。したがって、コントローラ１０４でモーメントＭｘ値を算出しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。
　同様に、モーメントＭｙ値のデータ出力処理（図２４参照）において、出力部１２は、接触面２８におけるＸ軸方向に離間した２箇所の第二電極３６について第一集約圧力値及び第二集約圧力値をそれぞれ算出する。そして、出力部１２は、第一集約圧力値及び第二集約圧力値に基づいて触覚センサ１０に作用するＹ軸方向周りのモーメントＭｙの値をモーメントＭｙ値として算出し、モーメントＭｙ値のデータを出力する。したがって、コントローラ１０４でモーメントＭｙ値を算出しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。
　（８）モーメントＭｚ値のデータ出力処理（図２５参照）の第一例において、出力部１２は、接触面２８におけるＸ軸方向に離間した２箇所の第二電極３６について第一せん断力Ｆｙ値及び第二せん断力Ｆｙ値をそれぞれ算出する。そして、出力部１２は、第一せん断力Ｆｙ値及び第二せん断力Ｆｙ値に基づいて触覚センサ１０に作用するＺ軸方向周りのモーメントＭｚの値をモーメントＭｚ値として算出し、モーメントＭｚ値のデータを出力する。したがって、コントローラ１０４でモーメントＭｚ値を算出しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。
　同様に、モーメントＭｚ値のデータ出力処理（図２５参照）の第二例において、出力部１２は、接触面２８におけるＹ軸方向に離間した２箇所の第二電極３６について第一せん断力Ｆｘ値及び第二せん断力Ｆｘ値をそれぞれ算出する。そして、出力部１２は、第一せん断力Ｆｘ値及び第二せん断力Ｆｘ値に基づいて触覚センサ１０に作用するＺ軸方向周りのモーメントＭｚの値をモーメントＭｚ値として算出し、モーメントＭｚ値のデータを出力する。したがって、コントローラ１０４でモーメントＭｚ値を算出しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。
　（９）並進力ΔＦｘ値のデータ出力処理（図２７参照）において、出力部１２は、一対の触覚センサ１０のそれぞれについて算出された第一集約せん断力Ｆｘ１値及び第二集約せん断力Ｆｘ２値の和を並進力ΔＦｘ値として算出し、並進力ΔＦｘ値のデータを出力する。したがって、コントローラ１０４で並進力ΔＦｘ値を算出しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。
　同様に、並進力ΔＦｙ値のデータ出力処理（図２９参照）において、出力部１２は、一対の触覚センサ１０のそれぞれについて算出された第一集約せん断力Ｆｙ１値及び第二集約せん断力Ｆｙ２値の和を並進力ΔＦｙ値として算出し、並進力ΔＦｙ値のデータを出力する。したがって、コントローラ１０４で並進力ΔＦｙ値を算出しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。
　（１０）回転モーメントＭＲｘ値のデータ出力処理（図３０参照）において、出力部１２は、一対の触覚センサ１０のそれぞれについて算出された第一集約せん断力Ｆｙ１値及び第二集約せん断力Ｆｙ２値の差に基づいてＸ軸方向周りの回転モーメントＭＲｘの値を回転モーメントＭＲｘ値として算出する。そして、出力部１２は、回転モーメントＭＲｘ値のデータを出力する。したがって、コントローラ１０４で回転モーメントＭＲｘ値のデータを算出しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。
　同様に、回転モーメントＭＲｙ値のデータ出力処理（図３１参照）において、出力部１２は、一対の触覚センサ１０のそれぞれについて算出された第一集約せん断力Ｆｘ１値及び第二集約せん断力Ｆｘ２値の差に基づいてＹ軸方向周りの回転モーメントＭＲｙの値を回転モーメントＭＲｙ値として算出する。そして、出力部１２は、回転モーメントＭＲｙ値のデータを出力する。したがって、コントローラ１０４で回転モーメントＭＲｙ値のデータを算出しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。
　（１１）触覚センサ１０（図３～図７参照）において、第二電極層２６は、単層である複数の第二電極３６によって構成されている。したがって、触覚センサ１０の構造及び製造工程を簡素化することができる。
　また、第一電極３４と第二電極３６との間の距離に応じて変化する静電容量を検出することにより、複数の第一電極３４のそれぞれの位置で圧力を検出できる。さらに、各第二電極３６は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に隣接する４個の第一電極３４のそれぞれと部分的に重なっているので、この４個の第一電極３４と第二電極３６の重なり合う面積に応じて変化する静電容量を検出することにより、各第二電極３６の位置でせん断力も検出できる。
　しかも、複数の第二電極３６の数が、複数の第一電極３４の数よりも少ないことにより、１つの第二電極３６に対して複数の第一電極３４がマッチングされるので、例えば、複数の第一電極３４が複数の第二電極３６と１対１にマッチングされる場合に比して、複数の第一電極３４の互いの間隔を狭めることができる。これにより、複数の第一電極３４の数を確保できるので、圧力分布の分解能を確保できる。
　このように、第一実施形態に係る触覚センサ１０によれば、簡素な構造及び製造工程でもせん断力を検出できると共に、圧力分布の分解能を確保できる。
　次に、第一実施形態の変形例について説明する。
　（１）出力部１２は、触覚センサ１０と別々に構成されているが、触覚センサ１０及び出力部１２は、ユニット化されていてもよい。
　（２）出力部１２は、ロボットアーム１０６にロボットハンド１０８を接続する手首関節部１１２に設けられているが、出力部１２の少なくとも一部は、ロボットハンド１０８、ロボットアーム１０６、コントローラ１０４の入力部、及び、コントローラ１０４に設けられプログラム処理を実行するプログラム部品のいずれかに設けられていてもよい。なお、出力部１２がコントローラ１０４において実行されるプログラム部品である場合において出力部１２と対比して言及されるコントローラ１０４は、物理的なコントローラ１０４のうち出力部１２であるプログラム部品以外の部分を指す。
　また、コントローラ１０４の入力部は、例えば、コントローラ１０４のＣＰＵ５４に接続されるアンプユニット、又は、触覚センサ１０から出力されたデータを入力してプログラム処理を実行するプログラム部品（ファンクションブロック）でもよい。出力部１２の少なくとも一部がコントローラ１０４の入力部に設けられていると、コントローラ１０４のプログラミングを行うユーザの負担を軽減することができる。
　（３）出力部１２は、好ましい例として、動作内容判断モード及び要求指令対応モードの両方を有するが、動作内容判断モード及び要求指令対応モードのいずれか一方は省かれてもよい。
　（４）出力部１２は、圧力分布、把持位置、把持力Ｆｚ値、集約せん断力Ｆｘ値、集約せん断力Ｆｙ値、モーメントＭｘ値、モーメントＭｙ値、モーメントＭｚ値、並進力ΔＦｘ値、並進力ΔＦｙ値、回転モーメントＭＲｘ値及び回転モーメントＭＲｙ値の各データ出力処理を行うが、これら複数のデータ出力処理のうちのいずれか又はいくつかは省かれてもよい。
　（５）触覚センサ１０は、好ましくは、上記構成とされるが、第一電極層２４が複数の第一電極３４を有し、第二電極層２６が複数の第二電極３６を有し、複数の第一電極３４のうちの２以上が、平面視で第二電極３６と部分的に重なる構成であれば、触覚センサ１０は、上記以外の構成でもよい。
　（６）触覚センサ１０は、３６個の第一電極３４を有するが、複数の第一電極３４の数は、いくつでもよい。
　（７）複数の第二電極３６の数は、複数の第一電極３４の数よりも少なければ、いくつでもよい。
　（８）複数の第一電極３４は、好ましくは、接触面２８に沿って行列状に配列されるが、接触面２８内で所望の圧力分布が得られるのであれば、行列状以外の態様で配置されていてもよい。
　［第二実施形態］
　次に、第二実施形態を説明する。
　（触覚センサ１０の構成）
　図３２は、第二実施形態に係る触覚センサ１０の縦断面図である。第二実施形態に係る触覚センサ１０は、上述の第一実施形態に係る触覚センサ１０（図３～図６参照）に対し、第二電極層２６の構成が次のように変更されている。
　図３３は、図３２の第二電極層２６の平面図である。第二電極層２６は、単層である１の第二電極３６によって構成されている。つまり、第二電極３６は、１つの島部を形成している。第二電極３６は、例えば、導電ゴムによって形成される。この第二電極３６は、平板状に形成されている。第二電極３６は、基板１６のグランドに接続されていてもよく、グランドに対して浮いていてもよい。
　図３４は、図３２の第二電極３６と弾力層２２と基板１６とを重ねた状態を示す平面図である。一例として、複数の第一電極３４の数は３６個であるのに対し、第二電極３６は、１つの島部を形成するので、第二実施形態では、第二電極３６によって形成される島部の数が複数の第一電極３４の数よりも少ない。
　第二電極３６は、一例として、接触面２８（図３２参照）よりも小さい正方形に形成されている。この第二電極３６は、平面視で複数の第一電極３４の全てと重なる大きさを有している。具体的には、第二電極３６は、複数の第一電極３４のうち第二電極３６の外周部に沿って並ぶ第一電極３４と第二電極３６の外周部とが平面視で重なる大きさを有している。これにより、第二電極３６の外周部に沿って並ぶ第一電極３４は、平面視で第二電極３６と部分的に重なっており、複数の第一電極３４のうち第二電極３６の外周部の内側に位置する第一電極３４は、第二電極３６と全体的に重なっている。
　第二実施形態では、複数の第一電極３４のうち第二電極３６と部分的に重なる第一電極３４が、「第二電極と部分的に重なる複数の部分重畳電極」の一例に相当し、この第二電極３６と部分的に重なる第一電極３４から出力される複数の信号は、「複数の部分重複電極信号」の一例に相当する。
　図３２に示される触覚センサ１０のセンサ部１８では、接触面２８に圧力が加わり、各第一電極３４と第二電極３６との間の距離ｄが変化すると、この距離ｄの変化に応じて静電容量Ｃが変化する。また、センサ部１８では、接触面２８にせん断力が加わり、第二電極３６と部分的に重なる第一電極３４（図３４参照）と第二電極３６の重なり合う面積Ａが変化すると、この面積Ａの変化に応じて静電容量Ｃが変化する。
　このような構成の触覚センサ１０は、上述の第一実施形態に係る触覚センサ１０（図３～図６参照）と同様に製造される。
　図３５は、図３２の触覚センサ１０におけるモーメント長ｄｘ、ｄｙの一例を説明する図である。なお、図３５では、複数の第一電極３４に対して識別番号１～２８が示されている。複数の第一電極３４を識別する場合には、複数の第一電極３４のそれぞれを、第一電極３４－１～２８と称する。
　モーメント長ｄｘは、Ｘ軸方向周りのモーメントＭｘ（図１１参照）を算出する際に用いられる長さである。モーメント長ｄｘは、一例として、接触面２８の中心からＹ軸方向に離れた位置にある第一電極３４－４の中心と接触面２８の中心との間のＹ軸方向に沿った距離に相当する。
　図３５に示されるモーメント長ｄｙは、Ｙ軸方向周りのモーメントＭｙ（図１１参照）を算出する際に用いられる長さである。モーメント長ｄｙは、一例として、第二電極３６の中心からＸ軸方向に離れた位置にある第一電極３４－１３の中心と第二電極３６の中心との間のＸ軸方向に沿った距離に相当する。
　第二実施形態において、変位Δｘ、Δｙ、Δｚの計算は、第一実施形態の場合と同様の考え方に基づいて行う。第二実施形態において、触覚センサ１０、出力部１２及びコントローラ１０４のハードウェア構成と、出力部１２における複数のモードは、第一実施形態と同じである。また、第二実施形態において、圧力分布、把持位置、把持力Ｆｚ値、並進力ΔＦｘ値、並進力ΔＦｙ値、回転モーメントＭＲｘ値及び回転モーメントＭＲｙ値の各データ出力処理は、第一実施形態と同じである。
　一方、第二実施形態において、集約せん断力Ｆｘ値、集約せん断力Ｆｙ値、モーメントＭｘ値、モーメントＭｙ値及びモーメントＭｚ値の各データ出力処理は、第一実施形態と異なる。
　（集約せん断力Ｆｘ値のデータ出力処理）
　第二実施形態において、出力部１２は、接触面２８全体について１つの集約せん断力Ｆｘ値を算出し、集約せん断力Ｆｘ値のデータを出力する。この集約せん断力Ｆｘ値のデータ出力処理は、例えば、次の要領により出力部１２のＣＰＵ５４で実行される。以下、図２１を参照しながら、第二実施形態における集約せん断力Ｆｘ値のデータ出力処理の流れを説明する。
　ステップＳ３１では、ＣＰＵ５４が、複数の静電容量検出ＩＣ４４から出力されたデータを取得する。このステップＳ３１で取得するデータは、後述するステップＳ３２で変位Δｘを算出する対象となる第一電極３４に対応してセンサ部１８から出力された信号のデータである。
　ステップＳ３２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ３１で取得したデータに基づいて、第二電極３６と部分的に重なる複数の第一電極３４－１～８のそれぞれの位置について変位Δｘを算出する。このとき、変位Δｘの算出の対象となる複数の第一電極３４は、複数の第一電極３４－１～８の全てでもよく、複数の第一電極３４－１～８の一部でもよい。
　第二実施形態では、一例として、ＣＰＵ５４が、複数の第一電極３４－１～８のそれぞれの位置について変位Δｘを算出する。このステップＳ３２では、センサ部１８から出力された複数の信号の一部に基づいて複数の第一電極３４－１～８のそれぞれの位置について変位Δｘが算出される。なお、第二実施形態では、第一電極３４－１７～２０、２１～２４について算出された変位Δｚの値で変位Δｘの補正を行うことが望ましい。
　このようにして複数の第一電極３４－１～８のそれぞれの位置について算出された変位Δｘは、複数の第一電極３４－１～８のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｘ値に比例する。したがって、複数の第一電極３４－１～８のそれぞれの位置について変位Δｘが算出されることで、複数の第一電極３４－１～８のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｘ値が算出される。
　なお、第二実施形態に係る集約せん断力Ｆｘ値のデータ出力処理において、複数の第一電極３４－１～８のそれぞれの位置について算出されたせん断力Ｆｘ値は、「接触面内における複数のせん断力検出位置のそれぞれのせん断力値」の一例に相当する。
　ステップＳ３３では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ３２で算出した複数の第一電極３４－１～８のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｘ値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことで集約せん断力Ｆｘ値を算出する。
　ステップＳ３４では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ３３で算出した集約せん断力Ｆｘ値のデータをコントローラ１０４に出力する。この集約せん断力Ｆｘ値のデータは、ワークＷの衝突検知、ロボットハンド１０８で把持したワークＷの他の物体への接触維持検出、ワークＷの移動先への嵌合位置検出、ワークＷの移動先への挿入完了検出、ワークＷの移動先からの引き抜き完了検出等に利用される。
　（集約せん断力Ｆｙ値のデータ出力処理）
　第二実施形態において、出力部１２は、接触面２８全体について１つの集約せん断力Ｆｙ値を算出し、集約せん断力Ｆｙ値のデータを出力する。この集約せん断力Ｆｙ値のデータ出力処理は、例えば、次の要領により出力部１２のＣＰＵ５４で実行される。以下、図２２を参照しながら、第二実施形態における集約せん断力Ｆｙ値のデータ出力処理の流れを説明する。
　ステップＳ４１では、ＣＰＵ５４が、複数の静電容量検出ＩＣ４４から出力されたデータを取得する。このステップＳ４１で取得するデータは、後述するステップＳ４２で変位Δｙを算出する対象となる第一電極３４に対応してセンサ部１８から出力された信号のデータである。
　ステップＳ４２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ４１で取得したデータに基づいて、第二電極３６と部分的に重なる複数の第一電極３４－９～１６のそれぞれの位置について変位Δｙを算出する。このとき、変位Δｙの算出の対象となる複数の第一電極３４は、複数の第一電極３４－９～１６の全てでもよく、複数の第一電極３４－９～１６の一部でもよい。
　第二実施形態では、一例として、ＣＰＵ５４が、複数の第一電極３４－９～１６のそれぞれの位置について変位Δｙを算出する。このステップＳ４２では、センサ部１８から出力された複数の信号の一部に基づいて複数の第一電極３４－９～１６のそれぞれの位置について変位Δｙが算出される。なお、第二実施形態では、第一電極３４－１７～２５、２６、２１、２０、２７、２８、２４について算出された変位Δｚの値で変位Δｙの補正を行うことが望ましい。
　このようにして複数の第一電極３４－９～１６のそれぞれの位置について算出された変位Δｙは、複数の第一電極３４－９～１６のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｙ値に比例する。したがって、複数の第一電極３４－９～１６のそれぞれの位置について変位Δｙが算出されることで、複数の第一電極３４－９～１６のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｙ値が算出される。
　なお、第二実施形態に係る集約せん断力Ｆｙ値のデータ出力処理において、複数の第一電極３４－９～１６のそれぞれの位置について算出されたせん断力Ｆｙ値は、「接触面内における複数のせん断力検出位置のそれぞれのせん断力値」の一例に相当する。
　ステップＳ４３では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ４２で算出した複数の第一電極３４－９～１６のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｙ値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことで集約せん断力Ｆｙ値を算出する。
　ステップＳ４４では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ４３で算出した集約せん断力Ｆｙ値のデータをコントローラ１０４に出力する。この集約せん断力Ｆｙ値のデータは、ワークＷの衝突検知、ロボットハンド１０８で把持したワークＷの他の物体への接触維持検出、ワークＷの移動先への嵌合位置検出、ワークＷの移動先への挿入完了検出、ワークＷの移動先からの引き抜き完了検出等に利用される。
　（モーメントＭｘ値のデータ出力処理）
　第二実施形態において、出力部１２は、接触面２８におけるＹ軸方向に離間した２箇所の第一電極３４について第一集約圧力値及び第二集約圧力値をそれぞれ算出する。そして、出力部１２は、第一集約圧力値及び第二集約圧力値に基づいて触覚センサ１０に作用するＸ軸方向周りのモーメントＭｘの値をモーメントＭｘ値として算出し、モーメントＭｘ値のデータを出力する。
　このモーメントＭｘ値のデータ出力処理は、例えば、次の要領により出力部１２のＣＰＵ５４で実行される。以下、図２３を参照しながら、第二実施形態におけるモーメントＭｘ値のデータ出力処理の流れを説明する。
　ステップＳ５１では、ＣＰＵ５４が、複数の静電容量検出ＩＣ４４から出力されたデータを取得する。このステップＳ５１で取得するデータは、後述するステップＳ５２で変位Δｚを算出する対象となる第一電極３４に対応してセンサ部１８から出力された信号のデータである。
　ステップＳ５２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ５１で取得したデータに基づいて、「複数の第一集約圧力検出位置」及び「複数の第二集約圧力検出位置」の一例として、接触面２８の中心からＹ軸方向に離れた第一電極３４－２０、２７、２８、２４及び第一電極３４－１７、２５、２６、２１のそれぞれの位置について変位Δｚを算出する。
　このようにして複数の第一電極３４のそれぞれの位置について算出された変位Δｚは、複数の第一電極３４のそれぞれの位置における圧力値に比例する。したがって、複数の第一電極３４のそれぞれの位置について変位Δｚが算出されることで、複数の第一電極３４のそれぞれの位置における圧力値が算出される。
　なお、第二実施形態に係るモーメントＭｘ値のデータ出力処理において、第一電極３４－２０、２７、２８、２４のそれぞれの位置について算出された圧力値は、「接触面内における複数の圧力検出位置のうち複数の第一集約圧力検出位置のそれぞれの圧力値」の一例に相当する。また、第一電極３４－１７、２５、２６、２１のそれぞれの位置について算出された圧力値は、「接触面内における複数の圧力検出位置のうち複数の第二集約圧力検出位置のそれぞれの圧力値」の一例に相当する。
　ステップＳ５３では、ＣＰＵ５４が、第一電極３４－２０、２７、２８、２４のそれぞれの位置の圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行い、この算出した値を第一集約圧力値とする。これにより、第一電極３４－２０、２７、２８、２４について第一集約圧力値が算出される。第一集約圧力値は、垂直荷重Ｆｚ’に相当する。
　同様に、ステップＳ５３では、ＣＰＵ５４が、第一電極３４－１７、２５、２６、２１のそれぞれの位置の圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行い、この算出した値を第二集約圧力値とする。これにより、第一電極３４－１７、２５、２６、２１について第二集約圧力値が算出される。第二集約圧力値は、垂直荷重Ｆｚ’に相当する。
　ステップＳ５４では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ５３で第一電極３４－１７、２５、２６、２１について算出した第一集約圧力値（垂直荷重Ｆｚ’）に距離ｄｘを乗じた値と、ステップＳ５３で第一電極３４－１７、２５、２６、２１について算出した第二集約圧力値（垂直荷重Ｆｚ’）に距離ｄｘを乗じた値の差を算出し、この差をモーメントＭｘ値とする。これにより、モーメントＭｘ値（モーメントの大きさ及び方向）が算出される。モーメントＭｘ値は、「第一モーメント値」の一例である。
　ステップＳ５５では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ５４で算出したモーメントＭｘ値のデータをコントローラ１０４に出力する。
　なお、上述のステップＳ５２では、第一電極３４－２０、２７、２８、２４のそれぞれの位置における圧力値が算出されるが、第一電極３４－２０、２７、２８、２４のうちいずれか２つの第一電極３４のそれぞれの位置における圧力値が算出されてもよい。同様に、上述のステップＳ５２では、第一電極３４－１７、２５、２６、２１のそれぞれの位置における圧力値が算出されるが、第一電極３４－１７、２５、２６、２１のうちいずれか２つの第一電極３４のそれぞれの位置における圧力値が算出されてもよい。
　（モーメントＭｙ値のデータ出力処理）
　第二実施形態において、出力部１２は、接触面２８におけるＸ軸方向に離間した２箇所の第一電極３４について第一集約圧力値及び第二集約圧力値をそれぞれ算出する。そして、出力部１２は、第一集約圧力値及び第二集約圧力値に基づいて触覚センサ１０に作用するＹ軸方向周りのモーメントＭｙの値をモーメントＭｙ値として算出し、モーメントＭｙ値のデータを出力する。
　このモーメントＭｘ値のデータ出力処理は、例えば、次の要領により出力部１２のＣＰＵ５４で実行される。以下、図２４を参照しながら、第二実施形態におけるモーメントＭｙ値のデータ出力処理の流れを説明する。
　ステップＳ６１では、ＣＰＵ５４が、複数の静電容量検出ＩＣ４４から出力されたデータを取得する。このステップＳ６１で取得するデータは、後述するステップＳ６２で変位Δｚを算出する対象となる第一電極３４に対応してセンサ部１８から出力された信号のデータである。
　ステップＳ６２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ６１で取得したデータに基づいて、「複数の第一集約圧力検出位置」及び「複数の第二集約圧力検出位置」の一例として、接触面２８の中心からＸ軸方向に離れた第一電極３４－１７，１８、１９、２０及び第一電極３４－２１、２２、２３、２４のそれぞれの位置について変位Δｚを算出する。
　このようにして複数の第一電極３４のそれぞれの位置について算出された変位Δｚは、複数の第一電極３４のそれぞれの位置における圧力値に比例する。したがって、複数の第一電極３４のそれぞれの位置について変位Δｚが算出されることで、複数の第一電極３４のそれぞれの位置における圧力値が算出される。
　なお、第二実施形態に係るモーメントＭｘ値のデータ出力処理において、第一電極３４－１７，１８、１９、２０のそれぞれの位置について算出された圧力値は、「接触面内における複数の圧力検出位置のうち複数の第一集約圧力検出位置のそれぞれの圧力値」の一例に相当する。また、第一電極３４－２１、２２、２３、２４のそれぞれの位置について算出された圧力値は、「接触面内における複数の圧力検出位置のうち複数の第二集約圧力検出位置のそれぞれの圧力値」の一例に相当する。
　ステップＳ６３では、ＣＰＵ５４が、第一電極３４－１７，１８、１９、２０のそれぞれの位置の圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行い、この算出した値を第一集約圧力値とする。これにより、第一電極３４－１７，１８、１９、２０について第一集約圧力値が算出される。第一集約圧力値は、垂直荷重Ｆｚ’に相当する。
　同様に、ステップＳ６３では、ＣＰＵ５４が、第一電極３４－２１、２２、２３、２４のそれぞれの位置の圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行い、この算出した値を第二集約圧力値とする。これにより、第一電極３４－２１、２２、２３、２４について第二集約圧力値が算出される。第二集約圧力値は、垂直荷重Ｆｚ’に相当する。
　ステップＳ６４では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ６３で第一電極３４－１７，１８、１９、２０について算出した第一集約圧力値（垂直荷重Ｆｚ’）に距離ｄｙを乗じた値と、ステップＳ６３で第一電極３４－２１、２２、２３、２４について算出した第二集約圧力値（垂直荷重Ｆｚ’）に距離ｄｙを乗じた値の差を算出し、この差をモーメントＭｙ値とする。これにより、モーメントＭｙ値（モーメントの大きさ及び方向）が算出される。モーメントＭｙ値は、「第一モーメント値」の一例である。
　ステップＳ６５では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ６４で算出したモーメントＭｙ値のデータをコントローラ１０４に出力する。
　なお、上述のステップＳ６２では、第一電極３４－１７，１８、１９、２０のそれぞれの位置における圧力値が算出されるが、第一電極３４－１７，１８、１９、２０のうちいずれか２つの第一電極３４のそれぞれの位置における圧力値が算出されてもよい。同様に、上述のステップＳ６２では、第一電極３４－２１、２２、２３、２４のそれぞれの位置における圧力値が算出されるが、第一電極３４－２１、２２、２３、２４のうちいずれか２つの第一電極３４のそれぞれの位置における圧力値が算出されてもよい。
　（モーメントＭｚ値のデータ出力処理）
　第二実施形態において、出力部１２は、接触面２８の中心からＸ軸方向又はＹ軸方向に離間した２箇所の第一電極３４について第一せん断力値及び第二せん断力値をそれぞれ算出する。そして、出力部１２は、第一せん断力値及び第二せん断力値に基づいて触覚センサ１０に作用するＺ軸方向周りのモーメントＭｚの値をモーメントＭｚ値として算出し、モーメントＭｚ値のデータを出力する。
　以下、図２５を参照しながら、第二実施形態におけるモーメントＭｚ値のデータ出力処理の流れを説明する。このモーメントＭｚ値のデータ出力処理には、以下の第一例及び第二例がある。
　第一例に係るモーメントＭｚ値のデータ出力処理は、例えば、次の要領により出力部１２のＣＰＵ５４で実行される。ステップＳ７１では、ＣＰＵ５４が、複数の静電容量検出ＩＣ４４から出力されたデータを取得する。このステップＳ７１で取得するデータは、後述するステップＳ７２で変位Δｘを算出する対象となる第一電極３４に対応してセンサ部１８から出力された信号のデータである。
　ステップＳ７２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ７１で取得したデータに基づいて、「第一せん断力検出位置」及び「第二せん断力検出位置」の一例として、第一電極３４－１～４、５～８のうち互いにＹ軸方向に離れた２箇所の第一電極３４のそれぞれの位置について変位Δｘを算出する。
　このとき、例えば、ＣＰＵ５４は、第一電極３４－１～４のうち互いにＹ軸方向に離れた２箇所の第一電極３４－１、４のそれぞれの位置について変位Δｘを算出してもよく、第一電極３４－５～８のうち互いにＹ軸方向に離れた２箇所の第一電極３４－５、８のそれぞれの位置について変位Δｘを算出してもよい。
　また、例えば、ＣＰＵ５４は、第一電極３４－１～４のうち互いにＹ軸方向に離れた２箇所の第一電極３４－２、３のそれぞれの位置について変位Δｘを算出してもよく、第一電極３４－５～８のうち互いにＹ軸方向に離れた２箇所の第一電極３４－６、７のそれぞれの位置について変位Δｘを算出してもよい。
　このようにして互いにＹ軸方向に離れた２箇所の第一電極３４のそれぞれの位置について算出された変位Δｘは、その２箇所の第一電極３４のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｘ値に比例する。したがって、互いにＹ軸方向に離れた２箇所の第一電極３４のそれぞれの位置について変位Δｘが算出されることで、その２箇所の第一電極３４のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｘ値が算出される。
　以下、このように２箇所の第一電極３４のうち一方の第一電極３４について算出されたせん断力Ｆｘ値を第一せん断力Ｆｘ値と称し、２箇所の第一電極３４のうち他方の第一電極３４について算出されたせん断力Ｆｘ値を第二せん断力Ｆｘ値と称する。
　ステップＳ７３では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ７２で算出した第一せん断力Ｆｘ値と第二せん断力Ｆｘとの差を算出し、この差に基づいてモーメントＭｚ値（モーメントの大きさ及び方向）を算出する。モーメントＭｚ値は、「第二モーメント値」の一例である。
　ステップＳ７４では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ７３で算出したモーメントＭｚ値のデータをコントローラ１０４に出力する。
　第二例に係るモーメントＭｚ値のデータ出力処理は、例えば、次の要領により出力部１２のＣＰＵ５４で実行される。ステップＳ７１では、ＣＰＵ５４が、複数の静電容量検出ＩＣ４４から出力されたデータを取得する。このステップＳ７１で取得するデータは、後述するステップＳ７２で変位Δｙを算出する対象となる第一電極３４に対応してセンサ部１８から出力された信号のデータである。
　ステップＳ７２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ７１で取得したデータに基づいて、「第一せん断力検出位置」及び「第二せん断力検出位置」の一例として、第一電極３４－９～１２、１３～１６のうち互いにＸ軸方向に離れた２箇所の第一電極３４のそれぞれの位置について変位Δｙを算出する。
　このとき、例えば、ＣＰＵ５４は、第一電極３４－９～１２のうち互いにＸ軸方向に離れた２箇所の第一電極３４－９、１２のそれぞれの位置について変位Δｙを算出してもよく、第一電極３４－１３～１６のうち互いにＸ軸方向に離れた２箇所の第一電極３４－１３、１６のそれぞれの位置について変位Δｙを算出してもよい。
　また、例えば、ＣＰＵ５４は、第一電極３４－９～１２のうち互いにＸ軸方向に離れた２箇所の第一電極３４－１０、１１のそれぞれの位置について変位Δｙを算出してもよく、第一電極３４－１３～１６のうち互いにＸ軸方向に離れた２箇所の第一電極３４－１４、１５のそれぞれの位置について変位Δｙを算出してもよい。
　このようにして互いにＸ軸方向に離れた２箇所の第一電極３４のそれぞれの位置について算出された変位Δｙは、その２箇所の第一電極３４のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｙ値に比例する。したがって、互いにＸ軸方向に離れた２箇所の第一電極３４のそれぞれの位置について変位Δｙが算出されることで、その２箇所の第一電極３４のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｙ値が算出される。
　以下、このように２箇所の第一電極３４のうち一方の第一電極３４について算出されたせん断力Ｆｙ値を第一せん断力Ｆｙ値と称し、２箇所の第一電極３４のうち他方の第一電極３４について算出されたせん断力Ｆｙ値を第二せん断力Ｆｙ値と称する。
　ステップＳ７３では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ７２で算出した第一せん断力Ｆｙ値と第二せん断力Ｆｙとの差を算出し、この差に基づいてモーメントＭｚ値（モーメントの大きさ及び方向）を算出する。モーメントＭｚ値は、「第二モーメント値」の一例である。
　ステップＳ７４では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ７３で算出したモーメントＭｚ値のデータをコントローラ１０４に出力する。
　次に、第二実施形態の作用及び効果について説明する。
　（１）集約せん断力Ｆｘ値のデータ出力処理（図２１参照）において、出力部１２は、接触面２８全体について１つの集約せん断力Ｆｘ値を算出し、集約せん断力Ｆｘ値のデータを出力する。したがって、コントローラ１０４で集約せん断力Ｆｘ値を算出しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。また、例えば、接触面２８内における複数の圧力検出位置のそれぞれのせん断力Ｆｘ値を表すせん断力分布のデータを出力する場合に比して、せん断力Ｆｘ値を集約する分、出力部１２とコントローラ１０４との間のデータ通信量を減らすことができる。これにより、出力部１２及びコントローラ１０４の応答速度を向上させることができるので、一対の把持部１１４を有するロボット１０２を制御するコントローラ１０４に対して、ロボット１０２の制御に有益な触覚情報を効率よく提供できる。
　同様に、集約せん断力Ｆｙ値のデータ出力処理（図２２参照）において、出力部１２は、接触面２８全体について１つの集約せん断力Ｆｙ値を算出し、集約せん断力Ｆｙ値のデータを出力する。したがって、コントローラ１０４で集約せん断力Ｆｙ値を算出しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。また、例えば、接触面２８内における複数の圧力検出位置のそれぞれのせん断力Ｆｘ値を表すせん断力分布のデータを出力する場合に比して、せん断力Ｆｘ値を集約する分、出力部１２とコントローラ１０４との間のデータ通信量を減らすことができる。これにより、出力部１２及びコントローラ１０４の応答速度を向上させることができるので、一対の把持部１１４を有するロボット１０２を制御するコントローラ１０４に対して、ロボット１０２の制御に有益な触覚情報を効率よく提供できる。
　（２）集約せん断力Ｆｘ値のデータ出力処理（図２１参照）において、出力部１２は、センサ部１８から出力された複数の信号の一部に基づいて接触面２８内における複数の第一電極３４のそれぞれの位置のせん断力Ｆｘ値を算出する。そして、出力部１２は、複数の第一電極３４のそれぞれの位置のせん断力Ｆｘ値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことで集約せん断力Ｆｘ値を算出する。したがって、例えば、任意に選択した１つの第一電極３４について算出したせん断力Ｆｘ値に比して、接触面２８全体のせん断力Ｆｘ値をより的確に表す集約せん断力Ｆｘ値を出力することができる。
　同様に、集約せん断力Ｆｙ値のデータ出力処理（図２２参照）において、出力部１２は、センサ部１８から出力された複数の信号の一部に基づいて接触面２８内における複数の第一電極３４のそれぞれの位置のせん断力Ｆｙ値を算出する。そして、出力部１２は、複数の第一電極３４のそれぞれの位置のせん断力Ｆｙ値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことで集約せん断力Ｆｙ値を算出する。したがって、例えば、任意に選択した１つの第一電極３４について算出したせん断力Ｆｙ値に比して、接触面２８全体のせん断力Ｆｙ値をより的確に表す集約せん断力Ｆｙ値データを出力することができる。
　（３）モーメントＭｘ値のデータ出力処理（図２３参照）において、出力部１２は、接触面２８におけるＹ軸方向に離間した２箇所の第一電極３４について第一集約圧力値及び第二集約圧力値をそれぞれ算出する。そして、出力部１２は、第一集約圧力値及び第二集約圧力値に基づいて触覚センサ１０に作用するＸ軸方向周りのモーメントＭｘの値をモーメントＭｘ値として算出し、モーメントＭｘ値のデータを出力する。したがって、コントローラ１０４でモーメントＭｘ値を算出しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。
　同様に、モーメントＭｙ値のデータ出力処理（図２４参照）において、出力部１２は、接触面２８におけるＸ軸方向に離間した２箇所の第一電極３４について第一集約圧力値及び第二集約圧力値をそれぞれ算出する。そして、出力部１２は、第一集約圧力値及び第二集約圧力値に基づいて触覚センサ１０に作用するＹ軸方向周りのモーメントＭｙの値をモーメントＭｙ値として算出し、モーメントＭｙ値のデータを出力する。したがって、コントローラ１０４でモーメントＭｙ値を算出しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。
　（４）モーメントＭｚ値のデータ出力処理（図２５参照）の第一例において、出力部１２は、接触面２８におけるＹ軸方向に離間した２箇所の第一電極３４について第一集約せん断力Ｆｘ値及び第二集約せん断力Ｆｘ値をそれぞれ算出する。そして、出力部１２は、第一集約せん断力Ｆｘ値及び第二集約せん断力Ｆｘ値に基づいて触覚センサ１０に作用するＺ軸方向周りのモーメントＭｚの値をモーメントＭｚ値として算出し、モーメントＭｚ値のデータを出力する。したがって、コントローラ１０４でモーメントＭｚ値を算出しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。
　同様に、モーメントＭｚ値のデータ出力処理（図２５参照）の第二例において、出力部１２は、接触面２８におけるＸ軸方向に離間した２箇所の第一電極３４について第一集約せん断力Ｆｙ値及び第二集約せん断力Ｆｙ値をそれぞれ算出する。そして、出力部１２は、第一集約せん断力Ｆｙ値及び第二集約せん断力Ｆｙ値に基づいて触覚センサ１０に作用するＺ軸方向周りのモーメントＭｚの値をモーメントＭｚ値として算出し、モーメントＭｚ値のデータを出力する。したがって、コントローラ１０４でモーメントＭｚ値を算出しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。
　（５）触覚センサ１０（図３２～図３４参照）において、第二電極層２６は、単層である１の第二電極３６によって構成されている。したがって、触覚センサ１０の構造及び製造工程を簡素化することができる。
　また、第一電極３４と第二電極３６との間の距離に応じて変化する静電容量を検出することにより、複数の第一電極３４のそれぞれの位置で圧力を検出できる。さらに、複数の第一電極３４の一部、すなわち、第二電極３６の外周部に沿って並ぶ第一電極３４は、平面視で第二電極３６と部分的に重なっているので、この第一電極３４と第二電極３６の重なり合う面積に応じて変化する静電容量を検出することにより、第二電極３６の外周部に沿って並ぶ第一電極３４の位置でせん断力も検出できる。
　しかも、第二電極３６の数が、１であり、複数の第一電極３４の数よりも少ないことにより、１つの第二電極３６に対して複数の第一電極３４がマッチングされるので、例えば、複数の第一電極３４が複数の第二電極３６と１対１にマッチングされる場合に比して、複数の第一電極３４の互いの間隔を狭めることができる。これにより、複数の第一電極３４の数を確保できるので、圧力分布の分解能を確保できる。
　このように、第二実施形態に係る触覚センサ１０によれば、簡素な構造及び製造工程でもせん断力を検出できると共に、圧力分布の分解能を確保できる。
　（６）第二電極３６は、単一の構成であるので、例えば、第二電極３６が複数の部材によって構成される場合に比して、製造効率を向上させることができると共に、部品点数を削減することができる。
　（７）第二実施形態において、第一実施形態と同様の構成については、第一実施形態と同様の作用効果を奏する。
　次に、第二実施形態の変形例について説明する。
　（１）触覚センサ１０は、好ましくは、上記構成とされるが、第一電極層２４が複数の第一電極３４を有し、第二電極層２６が１の第二電極３６を有し、複数の第一電極３４のうちの２以上が、平面視で第二電極３６と部分的に重なる構成であれば、触覚センサ１０は、上記以外の構成でもよい。
　（２）触覚センサ１０は、３６個の第一電極３４を有するが、複数の第一電極３４の数は、いくつでもよい。
　（３）第二電極３６の数は、１であるが、複数の第一電極３４の数よりも少なければ、第二電極３６の数は、いくつでもよい。
　（４）複数の第一電極３４は、好ましくは、接触面２８に沿って行列状に配列されるが、接触面２８内で所望の圧力分布が得られるのであれば、行列状以外の態様で配置されていてもよい。
　（５）第二実施形態において、第一実施形態と同様の構成については、第一実施形態と同様の変形例を採用してもよい。
　［第三実施形態］
　次に、第三実施形態を説明する。
　（触覚センサ１０の構成）
　図３６は、第三実施形態に係る触覚センサ１０の縦断面図である。第三実施形態に係る触覚センサ１０は、上述の第一実施形態に係る触覚センサ１０（図３～図６参照）に対し、第二電極層２６の構成が次のように変更されている。
　図３７は、図３６の第二電極層２６の平面図である。第二電極層２６は、単層である１の第二電極３６によって構成されている。第二電極３６は、例えば、導電ゴムによって形成される。この第二電極３６は、平板状に形成されている。第二電極３６は、一例として、平面視で正方形に形成されている。第二電極３６は、基板１６（図３参照）のグランドに接続されていてもよく、グランドに対して浮いていてもよい。
　第二電極３６には、複数の開口３８が形成されている。複数の開口３８は、第二電極３６の板厚方向、すなわち、Ｚ軸方向に貫通している。この複数の開口３８は、Ｘ－Ｙ平面に沿って行列状に配列されている。つまり、複数の開口３８は、Ｘ軸方向を縦方向とし、Ｙ軸方向を横方向として配列されている。
　複数の開口３８は、同一の形状である。複数の開口３８は、一例として、平面視で正方形に形成されている。複数の開口３８の数は、上述の複数の第一電極３４（図４参照）の数よりも少ない。複数の開口３８は、一例として、Ｘ軸方向に３個ずつ、Ｙ軸方向に３個ずつ配列されている。つまり、複数の開口３８の数は９個である。この複数の開口３８は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ等間隔に配列されている。
　図３８は、図３６の第二電極３６と弾力層２２と基板１６とを重ねた状態を示す平面図である。第二電極３６は、平面視で複数の第一電極３４の全てと重なる大きさを有している。具体的には、第二電極３６は、平面視で第二電極３６の外形部の内側に複数の第一電極３４の全てが収まる大きさを有している。
　複数の開口３８のそれぞれは、平面視で複数の第一電極３４のうちＸ軸方向及びＹ軸方向に隣接する４個の第一電極３４のそれぞれと部分的に重なるように形成されている。具体的には、各開口３８は、平面視で４個の第一電極３４の中心部に位置し、この４個の第一電極３４と部分的に重なっている。
　このように、第三実施形態では、複数の第一電極３４の全てが平面視で第二電極３６の外形部の内側に収まっており、また、複数の第一電極３４の全てが開口３８と部分的に重なっている。複数の第一電極３４の全てが開口３８と部分的に重なることは、複数の第一電極３４の全てが第二電極３６と部分的に重なることに相当する。
　第三実施形態では、複数の第一電極３４の全てが、「第二電極と部分的に重なる複数の部分重畳電極」の一例に相当し、複数の第一電極３４から出力される複数の信号は、「複数の部分重複電極信号」の一例に相当する。
　図３６に示される触覚センサ１０のセンサ部１８では、接触面２８に圧力が加わり、各第一電極３４と開口３８との間の距離ｄが変化すると、この距離ｄの変化に応じて静電容量Ｃが変化する。また、センサ部１８では、接触面２８にせん断力が加わり、各第一電極３４と開口３８の重なり合う面積Ａが変化すると、この面積Ａの変化に応じて静電容量Ｃが変化する。
　このような構成の触覚センサ１０は、上述の第一実施形態に係る触覚センサ１０（図３～図６参照）と同様に製造される。
　図３９は、図３６の触覚センサ１０におけるモーメント長ｄｘ、ｄｙの一例を説明する図である。なお、図３５では、複数の開口３８に対して識別番号１～９が示されている。複数の開口３８を識別する場合には、複数の開口３８のそれぞれを、開口３８－１～９と称する。
　図３９に示されるモーメント長ｄｘは、Ｘ軸方向周りのモーメントＭｘ（図１１参照）を算出する際に用いられる長さである。モーメント長ｄｘは、一例として、接触面２８の中心からＹ軸方向に離れた位置にある開口３８－３の中心と接触面２８の中心との間のＹ軸方向に沿った距離に相当する。
　図３９に示されるモーメント長ｄｙは、Ｙ軸方向周りのモーメントＭｙ（図１１参照）を算出する際に用いられる長さである。モーメント長ｄｙは、一例として、接触面２８の中心からＸ軸方向に離れた位置にある開口３８－１の中心と接触面２８の中心との間のＸ軸方向に沿った距離に相当する。
　第三実施形態において、変位Δｘ、Δｙ、Δｚの計算は、第一実施形態の場合と同様の考え方に基づいて行う。第三実施形態において、触覚センサ１０、出力部１２及びコントローラ１０４のハードウェア構成と、出力部１２における複数のモードは、第一実施形態と同じである。また、第三実施形態において、圧力分布、把持位置、把持力Ｆｚ値、並進力ΔＦｘ値、並進力ΔＦｙ値、回転モーメントＭＲｘ値及び回転モーメントＭＲｙ値の各データ出力処理は、第一実施形態と同じである。
　一方、第三実施形態において、集約せん断力Ｆｘ値、集約せん断力Ｆｙ値、モーメントＭｘ値、モーメントＭｙ値及びモーメントＭｚ値の各データ出力処理は、第一実施形態と異なる。
　（集約せん断力Ｆｘ値のデータ出力処理）
　第三実施形態において、出力部１２は、接触面２８全体について１つの集約せん断力Ｆｘ値を算出し、集約せん断力Ｆｘ値のデータを出力する。この集約せん断力Ｆｘ値のデータ出力処理は、例えば、次の要領により出力部１２のＣＰＵ５４で実行される。以下、図２１を参照しながら、第三実施形態における集約せん断力Ｆｘ値のデータ出力処理の流れを説明する。
　ステップＳ３１では、ＣＰＵ５４が、複数の静電容量検出ＩＣ４４から出力されたデータを取得する。このステップＳ３１で取得するデータは、後述するステップＳ３２で変位Δｘを算出する対象となる第一電極３４に対応してセンサ部１８から出力された信号のデータである。
　ステップＳ３２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ３１で取得したデータに基づいて、「複数のせん断力検出位置」の一例として、複数の開口３８のそれぞれの位置について変位Δｘを算出する。開口３８の位置は、開口３８の中心又はいずれかの角などの開口３８の特定部位の位置によって表される。変位Δｘの算出は、第一実施形態におけるΔｘ、Δｙ、Δｚ≠０の場合の説明と同様の考え方に基づき、１つの開口３８に部分的に重なる４つの第一電極３４に対応する信号の全部又は一部を用いて行う。一部の信号を用いる場合は、１つの開口３８と重なる４つの第一電極３４のうちｘ方向の位置が異なる少なくとも２つの電極に対応する信号が用いられる。このとき、変位Δｘの算出の対象となる複数の開口３８は、全ての開口３８でもよく、一部の開口３８でもよい。また、ステップＳ３２では、センサ部１８から出力された複数の信号の全部が用いられてもよいし、複数の信号の一部が用いられてもよい。
　このようにして複数の開口３８のそれぞれの位置について算出された変位Δｘは、複数の開口３８のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｘ値に比例する。したがって、複数の開口３８のそれぞれの位置について変位Δｘが算出されることで、複数の開口３８のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｘ値が算出される。
　なお、第三実施形態に係る集約せん断力Ｆｘ値のデータ出力処理において、複数の開口３８のそれぞれの位置について算出されたせん断力Ｆｘ値は、「接触面内における複数のせん断力検出位置のそれぞれのせん断力値」の一例に相当する。
　ステップＳ３３では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ３２で算出した複数の開口３８のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｘ値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことで集約せん断力Ｆｘ値を算出する。
　ステップＳ３４では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ３３で算出した集約せん断力Ｆｘ値のデータをコントローラ１０４に出力する。この集約せん断力Ｆｘ値のデータは、ワークＷの衝突検知、ロボットハンド１０８で把持したワークＷの他の物体への接触維持検出、ワークＷの移動先への嵌合位置検出、ワークＷの移動先への挿入完了検出、ワークＷの移動先からの引き抜き完了検出等に利用される。
　（集約せん断力Ｆｙ値のデータ出力処理）
　第三実施形態において、出力部１２は、接触面２８全体について１つの集約せん断力Ｆｙ値を算出し、集約せん断力Ｆｙ値のデータを出力する。この集約せん断力Ｆｙ値のデータ出力処理は、例えば、次の要領により出力部１２のＣＰＵ５４で実行される。以下、図２２を参照しながら、第三実施形態における集約せん断力Ｆｙ値のデータ出力処理の流れを説明する。
　ステップＳ４１では、ＣＰＵ５４が、複数の静電容量検出ＩＣ４４から出力されたデータを取得する。このステップＳ４１で取得するデータは、後述するステップＳ４２で変位Δｙを算出する対象となる第一電極３４に対応してセンサ部１８から出力された信号のデータである。
　ステップＳ４２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ４１で取得したデータに基づいて、「複数のせん断力検出位置」の一例として、複数の開口３８のそれぞれの位置について変位Δｙを算出する。開口３８の位置は、開口３８の中心又はいずれかの角などの開口３８の特定部位の位置によって表される。変位Δｙの算出は、第一実施形態におけるΔｘ、Δｙ、Δｚ≠０の場合の説明と同様の考え方に基づき、１つの開口３８に部分的に重なる４つの第一電極３４に対応する信号の全部又は一部を用いて行う。一部の信号を用いる場合は、１つの開口３８と重なる４つの第一電極３４のうちｙ方向の位置が異なる少なくとも２つの電極に対応する信号が用いられる。このとき、変位Δｙの算出の対象となる複数の開口３８は、全ての開口３８でもよく、一部の開口３８でもよい。また、ステップＳ４２では、センサ部１８から出力された複数の信号の全部が用いられてもよいし、複数の信号の一部が用いられてもよい。
　このようにして複数の開口３８のそれぞれの位置について算出された変位Δｙは、複数の開口３８のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｙ値に比例する。したがって、複数の開口３８のそれぞれの位置について変位Δｙが算出されることで、複数の開口３８のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｙ値が算出される。
　なお、第三実施形態に係る集約せん断力Ｆｙ値のデータ出力処理において、複数の開口３８のそれぞれの位置について算出されたせん断力Ｆｙ値は、「接触面内における複数のせん断力検出位置のそれぞれのせん断力値」の一例に相当する。
　ステップＳ４３では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ４２で算出した複数の開口３８のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｙ値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことで集約せん断力Ｆｙ値を算出する。
　ステップＳ４４では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ４３で算出した集約せん断力Ｆｙ値のデータをコントローラ１０４に出力する。この集約せん断力Ｆｙ値のデータは、ワークＷの衝突検知、ロボットハンド１０８で把持したワークＷの他の物体への接触維持検出、ワークＷの移動先への嵌合位置検出、ワークＷの移動先への挿入完了検出、ワークＷの移動先からの引き抜き完了検出等に利用される。
　（モーメントＭｘ値のデータ出力処理）
　第三実施形態において、出力部１２は、接触面２８におけるＹ軸方向に離間した２箇所の開口３８について第一集約圧力値及び第二集約圧力値をそれぞれ算出する。このとき、触覚センサ１０は、少なくともこの２箇所の開口３８の位置においてワークＷから力を受けているものとする。そして、出力部１２は、第一集約圧力値及び第二集約圧力値に基づいて触覚センサ１０に作用するＸ軸方向周りのモーメントＭｘの値をモーメントＭｘ値として算出し、モーメントＭｘ値のデータを出力する。
　このモーメントＭｘ値のデータ出力処理は、例えば、次の要領により出力部１２のＣＰＵ５４で実行される。以下、図２３を参照しながら、第三実施形態におけるモーメントＭｘ値のデータ出力処理の流れを説明する。
　ステップＳ５１では、ＣＰＵ５４が、複数の静電容量検出ＩＣ４４から出力されたデータを取得する。このステップＳ５１で取得するデータは、後述するステップＳ５２で変位Δｚを算出する対象となる第一電極３４に対応してセンサ部１８から出力された信号のデータである。
　ステップＳ５２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ５１で取得したデータに基づいて、「複数の第一集約圧力検出位置」の一例として、接触面２８の中心からＹ軸方向に離れた開口３８－４（図３９参照）が選択され、開口３８－４と部分的に重なる４つの第一電極３４のそれぞれの位置について変位Δｚを算出する。この４つの第一電極３４の位置は、「第一集約圧力検出位置近傍の複数の圧力検出位置」の一例である。さらに、「第二集約圧力検出位置」の一例として、接触面２８の中心から開口３８－４とは反対方向に離れた開口３８－６（図３９参照）が選択され、開口３８－６と部分的に重なる４つの第一電極３４のそれぞれの位置について変位Δｚを算出する。この４つの第一電極３４の位置は、「第二集約圧力検出位置近傍の複数の圧力検出位置」の一例である。
　このようにして複数の開口３８－４、６と部分的に重なる第一電極３４のそれぞれの位置について算出された変位Δｚは、第一電極３４のそれぞれの位置における圧力値に比例する。したがって、第一電極３４のそれぞれの位置について変位Δｚが算出されることで、第一電極３４のそれぞれの位置における圧力値が算出される。
　なお、第三実施形態に係るモーメントＭｘ値のデータ出力処理において、開口３８－４と部分的に重なる第一電極３４のそれぞれの位置について算出された圧力値は、「接触面内における複数の圧力検出位置のうち第一集約圧力検出位置近傍の複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値」の一例に相当する。また、開口３８－６と部分的に重なる第一電極３４のそれぞれの位置について算出された圧力値は、「接触面内における複数の圧力検出位置のうち第二集約圧力検出位置近傍の複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値」の一例に相当する。
　ステップＳ５３では、ＣＰＵ５４が、開口３８－４と部分的に重なる第一電極３４のそれぞれの位置の圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行い、この算出した値を第一集約圧力値とする。これにより、開口３８－４について第一集約圧力値が算出される。第一集約圧力値は、垂直荷重Ｆｚ’に相当する。
　同様に、ステップＳ５３では、ＣＰＵ５４が、開口３８－６と部分的に重なる第一電極３４のそれぞれの位置の圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行い、この算出した値を第二集約圧力値とする。これにより、開口３８－６について第二集約圧力値が算出される。第二集約圧力値は、垂直荷重Ｆｚ’に相当する。
　ステップＳ５２及びＳ５３では、開口３８－４について第一集約圧力値を算出したのと同様にして開口３８－１、７についても第一集約圧力値を算出し、これら３つの第一集約圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行い、この算出した値を最終的な第一集約圧力値としてもよい。この場合の第一集約圧力検出位置は、開口３８－１、４、７の各位置である。また、ステップＳ５２及びＳ５３では、開口３８－６について第二集約圧力値を算出したのと同様にして開口３８－３、９についても第二集約圧力値を算出し、これら３つの第二集約圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行い、この算出した値を最終的な第二集約圧力値としてもよい。この場合の第二集約圧力検出位置は、開口３８－３、６、９の各位置である。このとき、触覚センサ１０は、少なくともこれら６箇所の開口３８の位置においてワークＷから力を受けているものとする。
　ステップＳ５４では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ５３で開口３８－４又は３８－１、４、７の組について算出した第一集約圧力値（垂直荷重Ｆｚ’）に距離ｄｘを乗じた値と、ステップＳ５３で開口３８－６又は３８－３、６、９の組について算出した第二集約圧力値（垂直荷重Ｆｚ’）に距離ｄｘを乗じた値の差を算出し、この差をモーメントＭｘ値とする。これにより、モーメントＭｘ値（モーメントの大きさ及び方向）が算出される。モーメントＭｘ値は、「第一モーメント値」の一例である。
　ステップＳ５５では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ５４で算出したモーメントＭｘ値のデータをコントローラ１０４に出力する。
　（モーメントＭｙ値のデータ出力処理）
　第三実施形態において、出力部１２は、接触面２８におけるＸ軸方向に離間した２箇所の開口３８について第一集約圧力値及び第二集約圧力値をそれぞれ算出する。このとき、触覚センサ１０は、少なくともこの２箇所の開口３８の位置においてワークＷから力を受けているものとする。そして、出力部１２は、第一集約圧力値及び第二集約圧力値に基づいて触覚センサ１０に作用するＹ軸方向周りのモーメントＭｙの値をモーメントＭｙ値として算出し、モーメントＭｙ値のデータを出力する。
　このモーメントＭｙ値のデータ出力処理は、例えば、次の要領により出力部１２のＣＰＵ５４で実行される。以下、図２４を参照しながら、第三実施形態におけるモーメントＭｙ値のデータ出力処理の流れを説明する。
　ステップＳ６１では、ＣＰＵ５４が、複数の静電容量検出ＩＣ４４から出力されたデータを取得する。このステップＳ６１で取得するデータは、後述するステップＳ６２で変位Δｘを算出する対象となる第一電極３４に対応してセンサ部１８から出力された信号のデータである。
　ステップＳ６２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ６１で取得したデータに基づいて、「複数の第一集約圧力検出位置」の一例として、接触面２８の中心からＸ軸方向に離れた開口３８２が選択され、開口３８－２と部分的に重なる４つの第一電極３４のそれぞれの位置について変位Δｚを算出する。この４つの第一電極３４の位置は、「第一集約圧力検出位置近傍の複数の圧力検出位置」の一例である。さらに、「第二集約圧力検出位置」の一例として、接触面２８の中心から開口３８－２とは反対方向に離れた開口３８－８（図３９参照）が選択され、第二電極－８と部分的に重なる４つの第一電極３４のそれぞれの位置について変位Δｚを算出する。この４つの第一電極３４の位置は、「第二集約圧力検出位置近傍の複数の圧力検出位置」の一例である。
　このようにして複数の開口３８－２、８と部分的に重なる第一電極３４のそれぞれの位置について算出された変位Δｚは、第一電極３４のそれぞれの位置における圧力値に比例する。したがって、第一電極３４のそれぞれの位置について変位Δｚが算出されることで、第一電極３４のそれぞれの位置における圧力値が算出される。
　なお、第三実施形態に係るモーメントＭｙ値のデータ出力処理において、開口３８－２と部分的に重なる第一電極３４のそれぞれの位置について算出された圧力値は、「接触面内における複数の圧力検出位置のうち第一圧力検出位置近傍の複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値」の一例に相当する。また、開口３８－８と部分的に重なる第一電極３４のそれぞれの位置について算出された圧力値は、「接触面内における複数の圧力検出位置のうち第二集約圧力検出位置近傍の複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値」の一例に相当する。
　ステップＳ６３では、ＣＰＵ５４が、開口３８－２、と部分的に重なる第一電極３４のそれぞれの圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行い、この算出した値を第一集約圧力値とする。これにより、開口３８－１、２、３について第一集約圧力値が算出される。第一集約圧力値は、垂直荷重Ｆｚ’に相当する。
　同様に、ステップＳ６３では、ＣＰＵ５４が、開口３８－８と部分的に重なる第一電極３４のそれぞれの圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行い、この算出した値を第二集約圧力値とする。これにより、開口３８－８について第二集約圧力値が算出される。第二集約圧力値は、垂直荷重Ｆｚ’に相当する。
　ステップＳ６２及びＳ６３では、開口３８－２について第一集約圧力値を算出したのと同様にして開口３８－１、３についても第一集約圧力値を算出し、これら３つの第一集約圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行い、この算出した値を最終的な第一集約圧力値としてもよい。この場合の第一集約圧力検出位置は、開口３８－１、２、３の各位置である。また、ステップＳ６２及びＳ６３では、開口３８－８について第二集約圧力値を算出したのと同様にして開口３８－７、９についても第二集約圧力値を算出し、これら３つの第二集約圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行い、この算出した値を最終的な第二集約圧力値としてもよい。この場合の第二集約圧力検出位置は、開口３８－７、８、９の各位置である。このとき、触覚センサ１０は、少なくともこれら６箇所の開口３８の位置においてワークＷから力を受けているものとする。
　ステップＳ６４では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ６３で開口３８－２又は３８－１、２、３の組について算出した第一集約圧力値（垂直荷重Ｆｚ’）に距離ｄｙを乗じた値と、ステップＳ６３で開口３８－８又は３８－７、８、９の組について算出した第二集約圧力値（垂直荷重Ｆｚ’）に距離ｄｙを乗じた値の差を算出し、この差をモーメントＭｙ値とする。これにより、モーメントＭｙ値（モーメントの大きさ及び方向）が算出される。モーメントＭｙ値は、「第一モーメント値」の一例である。
　ステップＳ６５では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ６４で算出したモーメントＭｙ値のデータをコントローラ１０４に出力する。
　（モーメントＭｚ値のデータ出力処理）
　第三実施形態において、出力部１２は、接触面２８の中心からＸ軸方向又はＹ軸方向に離間した２箇所の開口３８について第一集約せん断力値及び第二集約せん断力値をそれぞれ算出する。そして、出力部１２は、第一集約せん断力値及び第二集約せん断力値に基づいて触覚センサ１０に作用するＺ軸方向周りのモーメントＭｚの値をモーメントＭｚ値として算出し、モーメントＭｚ値のデータを出力する。
　以下、図２５を参照しながら、第三実施形態におけるモーメントＭｚ値のデータ出力処理の流れを説明する。このモーメントＭｚ値のデータ出力処理には、以下の第一例及び第二例がある。
　第一例に係るモーメントＭｚ値のデータ出力処理は、例えば、次の要領により出力部１２のＣＰＵ５４で実行される。ステップＳ７１では、ＣＰＵ５４が、複数の静電容量検出ＩＣ４４から出力されたデータを取得する。このステップＳ７１で取得するデータは、後述するステップＳ７２で変位Δｙを算出する対象となる第一電極３４に対応してセンサ部１８から出力された信号のデータである。
　ステップＳ７２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ７１で取得したデータに基づいて、「第一せん断力検出位置」及び「第二せん断力検出位置」の一例として、接触面２８の中心からＸ軸方向に離れた開口３８－２、８のそれぞれの位置について変位Δｙを算出する。
　このようにして開口３８－２、８のそれぞれの位置について算出された変位Δｙは、開口３８のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｙ値に比例するので、開口３８－２、８のそれぞれの位置について変位Δｙが算出されることで、開口３８－２、８のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｙ値が算出される。以下、このように開口３８－２について算出されたせん断力Ｆｙ値を第一せん断力Ｆｙ値と称し、開口３８－８について算出されたせん断力Ｆｙ値を第二せん断力Ｆｙ値と称する。
　また、開口３８－２について算出された第一せん断力Ｆｙ値は、「接触面内における第一せん断力検出位置について算出された第一せん断力値」の一例に相当する。また、開口３８－８について算出された第二せん断力Ｆｙ値は、「接触面内における第二せん断力検出位置について算出された第二せん断力値」の一例に相当する。
　ステップＳ７３では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ７２で開口３８－２について算出した第一せん断力Ｆｙ値に距離ｄｙを乗じた値と、ステップＳ７２で開口３８－８について算出した第二せん断力Ｆｙに距離ｄｙを乗じた値の差を算出し、この差をモーメントＭｚ値とする。これにより、モーメントＭｚ値（モーメントの大きさ及び方向）が算出される。モーメントＭｚ値は、「第二モーメント値」の一例である。
　ステップＳ７４では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ７３で算出したモーメントＭｚ値のデータをコントローラ１０４に出力する。
　なお、上述のステップＳ７２では、開口３８－２について第一せん断力Ｆｙ値が算出されるが、開口３８－１、２、３のうち少なくとも１つの開口３８について第一せん断力Ｆｙ値が算出されてもよい。同様に、上述のステップＳ７２では、開口３８－８について第二せん断力Ｆｙ値が算出されるが、開口３８－７、８、９のうち少なくとも１つの開口３８について第二せん断力Ｆｙ値が算出されてもよい。
　第二例に係るモーメントＭｚ値のデータ出力処理は、例えば、次の要領により出力部１２のＣＰＵ５４で実行される。ステップＳ７１では、ＣＰＵ５４が、複数の静電容量検出ＩＣ４４から出力されたデータを取得する。このステップＳ７１で取得するデータは、後述するステップＳ７２で変位Δｘを算出する対象となる第一電極３４に対応してセンサ部１８から出力された信号のデータである。
　ステップＳ７２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ７１で取得したデータに基づいて、「第一せん断力検出位置」及び「第二せん断力検出位置」の一例として、接触面２８の中心からＹ軸方向に離れた開口３８－４、６のそれぞれの位置について変位Δｘを算出する。
　このようにして開口３８－４、６のそれぞれの位置について算出された変位Δｘは、開口３８のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｘ値に比例するので、開口３８－４、６のそれぞれの位置について変位Δｘが算出されることで、開口３８－４、６のそれぞれの位置におけるせん断力Ｆｘ値が算出される。
　また、開口３８－４について算出された第一せん断力Ｆｘ値は、「接触面内における第一せん断力検出位置について算出された第一せん断力値」の一例に相当する。また、開口３８－６について算出された第二せん断力Ｆｘ値は、「接触面内における第二せん断力検出位置について算出された第二せん断力値」の一例に相当する。
　ステップＳ７３では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ７２で開口３８－４について算出した第一せん断力Ｆｘ値に距離ｄｘを乗じた値と、ステップＳ７２で開口３８－８について算出した第二せん断力Ｆｘに距離ｄｘを乗じた値の差を算出し、この差をモーメントＭｚ値とする。これにより、モーメントＭｚ値（モーメントの大きさ及び方向）が算出される。モーメントＭｚ値は、「第二モーメント値」の一例である。
　ステップＳ７４では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ７３で算出したモーメントＭｚ値のデータをコントローラ１０４に出力する。
　なお、上述のステップＳ７２では、開口３８－４について第一せん断力Ｆｘ値が算出されるが、開口３８－１、４、７のうち少なくとも１つの開口３８について第一せん断力Ｆｘ値が算出されてもよい。同様に、上述のステップＳ７２では、開口３８－６について１つの第二せん断力Ｆｘ値が算出されるが、開口３８－３、６、９のうち少なくとも開口３８について第二せん断力Ｆｘ値が算出されてもよい。
　次に、第三実施形態の作用及び効果について説明する。
　（１）集約せん断力Ｆｘ値のデータ出力処理（図２１参照）において、出力部１２は、接触面２８全体について１つの集約せん断力Ｆｘ値を算出し、集約せん断力Ｆｘ値のデータを出力する。したがって、コントローラ１０４で集約せん断力Ｆｘ値を算出しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。また、例えば、接触面２８内における複数のせん断力検出位置のそれぞれのせん断力Ｆｘ値を表すせん断力分布のデータを出力する場合に比して、せん断力Ｆｘ値を集約する分、出力部１２とコントローラ１０４との間のデータ通信量を減らすことができる。これにより、出力部１２及びコントローラ１０４の応答速度を向上させることができるので、一対の把持部１１４を有するロボット１０２を制御するコントローラ１０４に対して、ロボット１０２の制御に有益な触覚情報を効率よく提供できる。
　同様に、集約せん断力Ｆｙ値のデータ出力処理（図２２参照）において、出力部１２は、接触面２８全体について１つの集約せん断力Ｆｙ値を算出し、集約せん断力Ｆｙ値のデータを出力する。したがって、コントローラ１０４で集約せん断力Ｆｙ値を算出しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。また、例えば、接触面２８内における複数のせん断力検出位置のそれぞれのせん断力Ｆｘ値を表すせん断力分布のデータを出力する場合に比して、せん断力Ｆｘ値を集約する分、出力部１２とコントローラ１０４との間のデータ通信量を減らすことができる。これにより、出力部１２及びコントローラ１０４の応答速度を向上させることができるので、一対の把持部１１４を有するロボット１０２を制御するコントローラ１０４に対して、ロボット１０２の制御に有益な触覚情報を効率よく提供できる。
　（２）集約せん断力Ｆｘ値のデータ出力処理（図２１参照）において、出力部１２は、センサ部１８から出力された複数の信号の全部又は一部に基づいて接触面２８内における複数の開口３８のそれぞれの位置のせん断力Ｆｘ値を算出する。そして、出力部１２は、複数の開口３８のそれぞれの位置のせん断力Ｆｘ値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことで集約せん断力Ｆｘ値を算出する。したがって、例えば、任意に選択した１つの開口３８について算出したせん断力Ｆｘ値に比して、接触面２８全体のせん断力Ｆｘ値をより的確に表す集約せん断力Ｆｘ値を出力することができる。
　同様に、集約せん断力Ｆｙ値のデータ出力処理（図２２参照）において、出力部１２は、センサ部１８から出力された複数の信号の全部又は一部に基づいて接触面２８内における複数の開口３８のそれぞれの位置のせん断力Ｆｙ値を算出する。そして、出力部１２は、複数の開口３８のそれぞれの位置のせん断力Ｆｙ値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことで集約せん断力Ｆｙ値を算出する。したがって、例えば、任意に選択した１つの開口３８について算出したせん断力Ｆｙ値に比して、接触面２８全体のせん断力Ｆｙ値をより的確に表す集約せん断力Ｆｙ値を出力することができる。
　（３）モーメントＭｘ値のデータ出力処理（図２３参照）において、出力部１２は、接触面２８におけるＹ軸方向に離間した２箇所の開口３８について第一集約圧力値及び第二集約圧力値をそれぞれ算出する。そして、出力部１２は、第一集約圧力値及び第二集約圧力値に基づいて触覚センサ１０に作用するＸ軸方向周りのモーメントＭｘの値をモーメントＭｘ値として算出し、モーメントＭｘ値のデータを出力する。したがって、コントローラ１０４でモーメントＭｘ値を算出しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。
　同様に、モーメントＭｙ値のデータ出力処理（図２４参照）において、出力部１２は、接触面２８におけるＸ軸方向に離間した２箇所の開口３８について第一集約圧力値及び第二集約圧力値をそれぞれ算出する。そして、出力部１２は、第一集約圧力値及び第二集約圧力値に基づいて触覚センサ１０に作用するＹ軸方向周りのモーメントＭｙの値をモーメントＭｙ値として算出し、モーメントＭｙ値のデータを出力する。したがって、コントローラ１０４でモーメントＭｙ値を算出しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。
　（４）モーメントＭｚ値のデータ出力処理（図２５参照）の第一例において、出力部１２は、接触面２８におけるＸ軸方向に離間した２箇所の開口３８について第一せん断力Ｆｙ値及び第二せん断力Ｆｙ値をそれぞれ算出する。そして、出力部１２は、第一せん断力Ｆｙ値及び第二せん断力Ｆｙ値に基づいて触覚センサ１０に作用するＺ軸方向周りのモーメントＭｚの値をモーメントＭｚ値として算出し、モーメントＭｚ値のデータを出力する。したがって、コントローラ１０４でモーメントＭｚ値を算出しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。
　同様に、モーメントＭｚ値のデータ出力処理（図２５参照）の第二例において、出力部１２は、接触面２８におけるＹ軸方向に離間した２箇所の開口３８について第一せん断力Ｆｘ値及び第二せん断力Ｆｘ値をそれぞれ算出する。そして、出力部１２は、第一せん断力Ｆｘ値及び第二せん断力Ｆｘ値に基づいて触覚センサ１０に作用するＺ軸方向周りのモーメントＭｚの値をモーメントＭｚ値として算出し、モーメントＭｚ値のデータを出力する。したがって、コントローラ１０４でモーメントＭｚ値を算出しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。
　（５）触覚センサ１０（図３６～図３８参照）において、第二電極層２６は、単層である１の第二電極３６によって構成されている。したがって、触覚センサ１０の構造及び製造工程を簡素化することができる。
　また、第一電極３４と開口３８との間の距離に応じて変化する静電容量を検出することにより、複数の第一電極３４のそれぞれの位置で圧力を検出できる。さらに、各開口３８は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に隣接する４個の第一電極３４のそれぞれと部分的に重なっているので、この４個の第一電極３４と複数の開口３８の重なり合う面積に応じて変化する静電容量を検出することにより、各開口３８の位置でせん断力も検出できる。
　しかも、第二電極３６に形成された開口３８の数が、複数の第一電極３４の数よりも少ないことにより、１つの開口３８に対して複数の第一電極３４がマッチングされるので、例えば、複数の第一電極３４が複数の開口３８と１対１にマッチングされる場合に比して、複数の第一電極３４の互いの間隔を狭めることができる。これにより、複数の第一電極３４の数を確保できるので、圧力分布の分解能を確保できる。
　このように、第三実施形態に係る触覚センサ１０によれば、簡素な構造及び製造工程でもせん断力を検出できると共に、圧力分布の分解能を確保できる。
　また、第二電極３６は、複数の開口３８を有する単一の構成であるので、例えば、第二電極３６が複数の部材によって構成される場合に比して、製造効率を向上させることができると共に、部品点数を削減することができる。
　次に、第三実施形態の変形例について説明する。
　（１）触覚センサ１０は、好ましくは、上記構成とされるが、第一電極層２４が複数の第一電極３４を有し、第二電極層２６が１の第二電極３６を有し、複数の第一電極３４のうちの２以上が、平面視で第二電極３６と部分的に重なる構成であれば、触覚センサ１０は、上記以外の構成でもよい。
　（２）触覚センサ１０は、３６個の第一電極３４を有するが、複数の第一電極３４の数は、いくつでもよい。
　（３）第二電極３６は、９個の開口３８を有するが、開口３８の数が、複数の第一電極３４の数よりも少なければ、複数の開口３８の数は、いくつでもよい。
　（４）複数の第一電極３４は、好ましくは、接触面２８に沿って行列状に配列されるが、接触面２８内で所望の圧力分布が得られるのであれば、行列状以外の態様で配置されていてもよい。
　（５）第三実施形態において、第一実施形態と同様の構成については、第一実施形態と同様の変形例を採用してもよい。
　［第四実施形態］
　次に、第四実施形態を説明する。
　（触覚センサ１０の構成）
　図４０は、第四実施形態に係る触覚センサ１０の縦断面図である。第四実施形態に係る触覚センサ１０は、上述の第一実施形態に係る触覚センサ１０（図３～図６参照）に対し、第二電極層２６の構成が次のように変更されている。
　図４１は、図４０の第二電極層２６の平面図である。第二電極層２６は、単層である１の第二電極３６によって構成されている。第二電極３６は、平板状に形成されている。この第二電極３６は、基板１６のグランドに接続されていてもよく、グランドに対して浮いていてもよい。第二電極３６は、例えば、導電ゴムによって形成される。
　第二電極３６には、１つの開口３８が形成されている。開口３８は、一例として、第二電極３６の中央部に形成されている。第二電極３６は、平面視で正方形に形成されており、開口３８も、平面視で正方形に形成されている。
　図４２は、図４０の第二電極３６と弾力層２２と基板１６とを重ねた状態を示す平面図である。一例として、複数の第一電極３４の数は３６個であるのに対し、第二電極３６には、１つの開口３８が形成されているので、第四実施形態では、第二電極３６に形成された開口３８の数が複数の第一電極３４の数よりも少ない。
　第二電極３６は、平面視で複数の第一電極３４の全てと重なる大きさを有している。具体的には、第二電極３６は、平面視で第二電極３６の外形部の内側に複数の第一電極３４の全てが収まる大きさを有している。
　開口３８は、一例として、平面視でＸ軸方向及びＹ軸方向に隣接する中央の４個の第一電極３４の全てを収める最小の正方形よりも小さい正方形に形成されている。開口３８は、平面視で中央の４個の第一電極３４の中心部に位置し、この４個の第一電極３４と部分的に重なっている。これにより、複数の第一電極３４のうち中央の４個の第一電極３４は、平面視で第二電極３６と部分的に重なっており、複数の第一電極３４のうち中央の４個の第一電極３４以外の第一電極３４は、第二電極３６と全体的に重なっている。
　第二実施形態では、複数の第一電極３４のうち中央の４個の第一電極３４が、「第二電極と部分的に重なる複数の部分重畳電極」の一例に相当し、この中央の４個の第一電極から出力される複数の信号は、「複数の部分重複電極信号」の一例に相当する。
　このような構成の触覚センサ１０は、上述の第一実施形態に係る触覚センサ１０（図３～図６参照）と同様に製造される。
　第四実施形態において、変位Δｘ、Δｙ、Δｚの計算は、第一実施形態の場合と同様の考え方に基づいて行う。第四実施形態において、触覚センサ１０、出力部１２及びコントローラ１０４のハードウェア構成と、出力部１２における複数のモードは、第一実施形態と同じである。また、第四実施形態において、圧力分布、把持位置、把持力Ｆｚ値、並進力ΔＦｘ値、並進力ΔＦｙ値、回転モーメントＭＲｘ値及び回転モーメントＭＲｙ値の各データ出力処理は、第一実施形態と同じである。
　一方、第四実施形態において、集約せん断力Ｆｘ値、集約せん断力Ｆｙ値の各データ出力処理は、第一実施形態と異なる。
　（集約せん断力Ｆｘ値のデータ出力処理）
　第四実施形態において、出力部１２は、接触面２８全体について１つの集約せん断力Ｆｘ値を算出し、集約せん断力Ｆｘ値のデータを出力する。この集約せん断力Ｆｘ値のデータ出力処理は、例えば、次の要領により出力部１２のＣＰＵ５４で実行される。以下、図２１を参照しながら、第四実施形態における集約せん断力Ｆｘ値のデータ出力処理の流れを説明する。
　ステップＳ３１では、ＣＰＵ５４が、複数の静電容量検出ＩＣ４４から出力されたデータを取得する。このステップＳ３１で取得するデータは、後述するステップＳ３２で変位Δｘを算出する対象となる第一電極３４に対応してセンサ部１８から出力された信号のデータである。
　ステップＳ３２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ３１で取得したデータに基づいて、開口３８の位置について変位Δｘを算出する。変位Δｘの算出は、第一実施形態におけるΔｘ、Δｙ、Δｚ≠０の場合の説明にしたがい、１つの開口３８に部分的に重なる４つの第一電極３４に対応する信号の全部又は一部を用いて行う。一部の信号を用いる場合は、１つの開口３８と重なる４つの第一電極３４のうちｘ方向の位置が異なる少なくとも２つの電極に対応する信号が用いられる。このステップＳ３２では、センサ部１８から出力された複数の信号の一部に基づいて開口３８の位置について変位Δｘが算出される。
　このようにして開口３８の位置について算出された変位Δｘは、開口３８の位置におけるせん断力Ｆｘ値に比例する。したがって、開口３８の位置について変位Δｘが算出されることで、開口３８の位置におけるせん断力Ｆｘ値が算出される。
　ステップＳ３３では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ３２で算出した開口３８の位置におけるせん断力Ｆｘ値を、接触面２８全体について算出された１つの集約せん断力Ｆｘ値とする。これにより、１つの集約せん断力Ｆｘ値が算出される。
　ステップＳ３４では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ３３で算出した集約せん断力Ｆｘ値のデータをコントローラ１０４に出力する。この集約せん断力Ｆｘ値のデータは、ワークＷの衝突検知、ロボットハンド１０８でワークＷの他の物体への接触維持検出、ワークＷの移動先への嵌合位置検出、ワークＷの移動先への挿入完了検出、ワークＷの移動先からの引き抜き完了検出等に利用される。
　（集約せん断力Ｆｙ値のデータ出力処理）
　第四実施形態において、出力部１２は、接触面２８全体について１つの集約せん断力Ｆｙ値を算出し、集約せん断力Ｆｙ値のデータを出力する。この集約せん断力Ｆｙ値のデータ出力処理は、例えば、次の要領により出力部１２のＣＰＵ５４で実行される。以下、図２２を参照しながら、第四実施形態における集約せん断力Ｆｙ値のデータ出力処理の流れを説明する。
　ステップＳ４１では、ＣＰＵ５４が、複数の静電容量検出ＩＣ４４から出力されたデータを取得する。このステップＳ４１で取得するデータは、後述するステップＳ４２で変位Δｙを算出するのに必要なデータであり、例えば、中央の４個の第一電極３４のそれぞれに対応してセンサ部１８から出力された信号のデータである。
　ステップＳ４２では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ４１で取得したデータに基づいて、開口３８の位置について変位Δｙを算出する。変位Δｙの算出は、第一実施形態におけるΔｘ、Δｙ、Δｚ≠０の場合の説明にしたがい、１つの開口３８に部分的に重なる４つの第一電極３４に対応する信号の全部又は一部を用いて行う。一部の信号を用いる場合は、１つの開口３８と重なる４つの第一電極３４のうちｙ方向の位置が異なる少なくとも２つの電極に対応する信号が用いられる。このステップＳ４２では、センサ部１８から出力された複数の信号の一部に基づいて開口３８の位置について変位Δｙが算出される。
　このようにして開口３８の位置について算出された変位Δｙは、開口３８の位置におけるせん断力Ｆｙ値に比例する。したがって、開口３８の位置について変位Δｙが算出されることで、開口３８の位置におけるせん断力Ｆｙ値が算出される。
　ステップＳ４３では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ４２で算出した開口３８の位置におけるせん断力Ｆｙ値を、接触面２８全体について算出された１つの集約せん断力Ｆｙ値とする。これにより、１つの集約せん断力Ｆｙ値が算出される。
　ステップＳ４４では、ＣＰＵ５４が、ステップＳ４３で算出した集約せん断力Ｆｙ値のデータをコントローラ１０４に出力する。この集約せん断力Ｆｙ値のデータは、ワークＷの衝突検知、ロボットハンド１０８で把持したワークＷの他の物体への接触維持検出、ワークＷの移動先への嵌合位置検出、ワークＷの移動先への挿入完了検出、ワークＷの移動先からの引き抜き完了検出等に利用される。
　次に、第四実施形態の作用及び効果について説明する。
　（１）集約せん断力Ｆｘ値のデータ出力処理（図２１参照）において、出力部１２は、接触面２８全体について１つの集約せん断力Ｆｘ値を算出し、集約せん断力Ｆｘ値のデータを出力する。したがって、コントローラ１０４で集約せん断力Ｆｘ値を算出しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。また、例えば、接触面２８内における複数の圧力検出位置のそれぞれのせん断力Ｆｘ値を表すせん断力分布のデータを出力する場合に比して、せん断力Ｆｘ値を集約する分、出力部１２とコントローラ１０４との間のデータ通信量を減らすことができる。これにより、出力部１２及びコントローラ１０４の応答速度を向上させることができるので、一対の把持部１１４を有するロボット１０２を制御するコントローラ１０４に対して、ロボット１０２の制御に有益な触覚情報を効率よく提供できる。
　同様に、集約せん断力Ｆｙ値のデータ出力処理（図２２参照）において、出力部１２は、接触面２８全体について１つの集約せん断力Ｆｙ値を算出し、集約せん断力Ｆｙ値のデータを出力する。したがって、コントローラ１０４で集約せん断力Ｆｙ値を算出しなくて済むので、コントローラ１０４の負担を軽減することができる。また、例えば、接触面２８内における複数の圧力検出位置のそれぞれのせん断力Ｆｘ値を表すせん断力分布のデータを出力する場合に比して、せん断力Ｆｘ値を集約する分、出力部１２とコントローラ１０４との間のデータ通信量を減らすことができる。これにより、出力部１２及びコントローラ１０４の応答速度を向上させることができるので、一対の把持部１１４を有するロボット１０２を制御するコントローラ１０４に対して、ロボット１０２の制御に有益な触覚情報を効率よく提供できる。
　（２）触覚センサ１０（図４０～図４２参照）において、第二電極層２６は、単層である１の第二電極３６によって構成されている。したがって、触覚センサ１０の構造及び製造工程を簡素化することができる。
　また、第一電極３４と第二電極３６との間の距離に応じて変化する静電容量を検出することにより、複数の第一電極３４のそれぞれの位置で圧力を検出できる。さらに、複数の第一電極３４のうち中央の４個の第一電極３４は、平面視で第二電極３６の中央に形成された開口３８と部分的に重なっているので、この４個の第一電極３４と第二電極３６の重なり合う面積に応じて変化する静電容量を検出することにより、開口３８の位置でせん断力も検出できる。
　しかも、第二電極３６に形成された開口３８の数が、１であり、複数の第一電極３４の数よりも少ないことにより、１つの開口３８に対して複数の第一電極３４がマッチングされるので、例えば、複数の第一電極３４が複数の開口３８と１対１にマッチングされる場合に比して、複数の第一電極３４の互いの間隔を狭めることができる。これにより、複数の第一電極３４の数を確保できるので、圧力分布の分解能を確保できる。
　このように、第四実施形態に係る触覚センサ１０によれば、簡素な構造及び製造工程でもせん断力を検出できると共に、圧力分布の分解能を確保できる。
　（３）第二電極３６は、単一の構成であるので、例えば、第二電極３６が複数の部材によって構成される場合に比して、製造効率を向上させることができると共に、部品点数を削減することができる。
　（４）第四実施形態において、第一実施形態と同様の構成については、第一実施形態と同様の作用効果を奏する。
　次に、第四実施形態の変形例について説明する。
　（１）触覚センサ１０は、好ましくは、上記構成とされるが、第一電極層２４が複数の第一電極３４を有し、第二電極層２６が、１の第二電極３６を有し、複数の第一電極３４のうちの２以上が、平面視で第二電極３６と部分的に重なる構成であれば、触覚センサ１０は、上記以外の構成でもよい。
　（２）触覚センサ１０は、３６個の第一電極３４を有するが、複数の第一電極３４の数は、いくつでもよい。
　（３）第二電極３６には、１つの開口３８が形成されているが、開口３８の数が、複数の第一電極３４の数よりも少なければ、開口３８の数は、いくつでもよい。
　（４）複数の第一電極３４は、好ましくは、接触面２８に沿って行列状に配列されるが、接触面２８内で所望の圧力分布が得られるのであれば、行列状以外の態様で配置されていてもよい。
　（５）第四実施形態において、第一実施形態と同様の構成については、第一実施形態と同様の変形例を採用してもよい。
　以上、本願の開示する技術の第一乃至第四実施形態について説明したが、本願の開示する技術は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
　なお、日本国特許特願２０２０－１４０３９４の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
　また、本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
　なお、上述の本願の開示する技術の一実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
　（付記１）
　ロボットに設けられた一対の把持部における互いの対向面にそれぞれ設けられ、前記一対の把持部によって把持されたワークと接触する一対の触覚センサと、
　前記一対の触覚センサと電気的に接続された出力部と、
　を備え、
　各前記触覚センサは、
　前記ワークとの接触面を有すると共に、弾力層と、前記弾力層を挟んだ両側に位置する第一電極層及び第二電極層とが前記接触面の法線方向に積層された積層構造を有する静電容量方式のセンサ部を備え、
　前記第一電極層は、複数の第一電極を有し、
　前記第二電極層は、１又は複数の第二電極を有し、
　前記複数の第一電極のうちの２以上は、前記法線方向に見て前記第二電極と部分的に重なる複数の部分重畳電極であり、
　前記センサ部は、前記複数の第一電極のそれぞれに対応する複数の信号を出力し、
　前記出力部は、前記ロボットの動作内容を判断し前記動作内容に応じて前記圧力分布のデータ、集約圧力値のデータ、前記集約せん断力値のデータ、第一モーメント値のデータ及び第二モーメント値のデータの少なくともいずれかを選択的に出力する動作内容判断モード、及び、前記ロボットを制御するコントローラからの要求指令に応じて前記圧力分布のデータ、前記集約圧力値のデータ、前記集約せん断力値のデータ、第一モーメント値のデータ及び第二モーメント値のデータの少なくともいずれかを選択的に出力する要求指令対応モードの少なくともいずれか一つを有し、
　前記集約圧力値のデータは、前記出力部が、前記複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことにより算出したデータであり、
　前記第一モーメント値のデータは、前記出力部が、前記複数の圧力検出位置のうち複数の第一集約圧力検出位置のそれぞれの圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことで第一集約圧力値を算出し、前記複数の圧力検出位置のうち複数の第二集約圧力検出位置のそれぞれの圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことで第二集約圧力値を算出し、前記第一集約圧力値及び前記第二集約圧力値に基づいて前記触覚センサに作用する前記法線方向及び前記第一集約圧力検出位置と前記第二集約圧力検出位置との並び方向と直交する方向周りのモーメントの値を第一モーメント値として算出したデータであり、
　前記第二モーメント値のデータは、前記出力部が、前記複数の部分重複電極信号の全部又は一部に基づいて前記接触面内における複数の第一せん断力検出位置について１つの第一集約せん断力値を算出し、前記接触面内における複数の第二せん断力検出位置について１つの第二集約せん断力値を算出し、前記第一集約せん断力値及び前記第二集約せん断力値に基づいて前記触覚センサに作用する前記法線方向周りのモーメントの値を第二モーメント値として算出したデータである、
　触覚センシングシステム。
　（付記２）
　前記出力部の少なくとも一部は、前記ロボットに備えられたロボットハンド、前記ロボットに備えられたロボットアーム、前記ロボットアームに前記ロボットハンドを接続する手首関節部、前記ロボットを制御するコントローラの入力部、及び、前記コントローラに設けられプログラム処理を実行するプログラム部品の少なくともいずれかに設けられている、
　付記１に記載の触覚センシングシステム。
　（付記３）
　ロボットに設けられた一対の把持部における互いの対向面にそれぞれ設けられ、前記一対の把持部によって把持されたワークと接触する一対の触覚センサと、
　前記一対の触覚センサと電気的に接続された出力部と、
　を備え、
　各前記触覚センサは、
　前記ワークとの接触面を有すると共に、弾力層と、前記弾力層を挟んだ両側に位置する第一電極層及び第二電極層とが前記接触面の法線方向に積層された積層構造を有する静電容量方式のセンサ部を備え、
　前記第一電極層は、複数の第一電極を有し、
　前記第二電極層は、１又は複数の第二電極を有し、
　前記複数の第一電極の少なくとも一部は、前記法線方向に見て前記第二電極と全体的又は部分的に重なり、
　前記センサ部は、前記複数の第一電極のそれぞれに対応する複数の信号を出力し、
　前記出力部は、前記複数の信号の全部又は一部に基づく圧力に関するデータを出力し、
　かつ、前記出力部の少なくとも一部は、前記ロボットに備えられたロボットハンド、前記ロボットに備えられたロボットアーム、前記ロボットアームに前記ロボットハンドを接続する手首関節部、前記ロボットを制御するコントローラの入力部、及び、前記コントローラに設けられプログラム処理を実行するプログラム部品の少なくともいずれかに設けられている、
　触覚センシングシステム。

Claims (18)

  1. 　ロボットに設けられた一対の把持部における互いの対向面にそれぞれ設けられ、前記一対の把持部によって把持されたワークと接触する一対の触覚センサと、
    　前記一対の触覚センサと電気的に接続された出力部と、
    　を備え、
    　各前記触覚センサは、
    　前記ワークとの接触面を有すると共に、弾力層と、前記弾力層を挟んだ両側に位置する第一電極層及び第二電極層とが前記接触面の法線方向に積層された積層構造を有する静電容量方式のセンサ部を備え、
    　前記第一電極層は、複数の第一電極を有し、
    　前記第二電極層は、１又は複数の第二電極を有し、
    　前記複数の第一電極のうちの２以上は、前記法線方向に見て前記第二電極と部分的に重なる部分重複電極であり、
    　前記センサ部は、前記複数の第一電極のそれぞれに対応する複数の信号を出力し、
    　前記出力部は、前記複数の信号の全部又は一部に基づいて前記接触面内における複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値を算出すると共に、前記複数の信号のうち前記複数の部分重畳電極のそれぞれに対応する複数の部分重複電極信号の全部又は一部に基づいて前記接触面全体について１つの集約せん断力値を算出し、前記複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値を表す圧力分布のデータ及び前記集約せん断力値のデータを出力する、
    　触覚センシングシステム。
  2. 　前記出力部は、前記複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値に基づいて前記接触面内における前記ワークの把持位置を特定し、前記把持位置のデータを出力する、
    　請求項１に記載の触覚センシングシステム。
  3. 　前記出力部は、前記複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことで集約圧力値を算出し、前記集約圧力値のデータを出力する、
    　請求項１又は請求項２に記載の触覚センシングシステム。
  4. 　前記出力部は、前記一対の触覚センサのそれぞれについて算出された前記集約せん断力値の和を並進力値として算出し、前記並進力値のデータを出力する、
    　請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の触覚センシングシステム。
  5. 　前記出力部は、前記一対の触覚センサのそれぞれについて算出された前記集約せん断力値の差に基づいて前記一対の触覚センサに作用する前記法線方向及び前記集約せん断力の方向と直交する方向周りの回転モーメントの値を回転モーメント値として算出し、前記回転モーメント値のデータを出力する、
    　請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の触覚センシングシステム。
  6. 　前記出力部は、前記複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値のうち少なくとも所定数の圧力値が閾値を超えた場合、前記複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことで算出した集約圧力値が閾値を超えた場合、又は、前記集約せん断力値が閾値を超えた場合に、衝突検知データを出力する衝突検知モードを有する、
    　請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の触覚センシングシステム。
  7. 　前記出力部は、前記複数の部分重複電極信号の全部又は一部に基づいて前記接触面内における複数のせん断力検出位置のそれぞれのせん断力値を算出し、前記複数のせん断力検出位置のそれぞれのせん断力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことで前記集約せん断力値を算出する、
    　請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の触覚センシングシステム。
  8. 　前記出力部は、前記それぞれのせん断力値を、少なくとも１つの前記部分重複電極を含む複数の前記第一電極のそれぞれに対応する複数の信号に基づいて、圧力が前記複数の信号に及ぼす影響を除去するようにして算出する、
    　請求項７に記載の触覚センシングシステム。
  9. 　前記出力部は、前記複数の圧力検出位置のうち第一集約圧力検出位置近傍の複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことで第一集約圧力値を算出し、前記複数の圧力検出位置のうち第二集約圧力検出位置近傍の複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことで第二集約圧力値を算出し、前記第一集約圧力値及び前記第二集約圧力値に基づいて前記触覚センサに作用する前記法線方向及び前記第一集約圧力検出位置と前記第二集約圧力検出位置との並び方向と直交する方向周りのモーメントの値を第一モーメント値として算出し、前記第一モーメント値のデータを出力する、
    　請求項１～請求項８のいずれか一項に記載の触覚センシングシステム。
  10. 　前記出力部は、前記複数の部分重複電極信号の全部又は一部に基づいて、前記接触面内における第一せん断力検出位置について第一せん断力値を算出し、前記接触面内における第二せん断力検出位置について第二せん断力値を算出し、前記第一せん断力値及び前記第二せん断力値に基づいて前記触覚センサに作用する前記法線方向周りのモーメントの値を第二モーメント値として算出し、前記第二モーメント値のデータを出力する、
    　請求項１～請求項９のいずれか一項に記載の触覚センシングシステム。
  11. 　前記出力部は、前記ロボットの動作内容を判断し前記動作内容に応じて前記圧力分布のデータ、集約圧力値のデータ、前記集約せん断力値のデータ、第一モーメント値のデータ及び第二モーメント値のデータの少なくともいずれかを選択的に出力する動作内容判断モード、及び、前記ロボットを制御するコントローラからの要求指令に応じて前記圧力分布のデータ、前記集約圧力値のデータ、前記集約せん断力値のデータ、第一モーメント値のデータ及び第二モーメント値のデータの少なくともいずれかを選択的に出力する要求指令対応モードの少なくともいずれか一つを有し、
    　前記集約圧力値のデータは、前記出力部が、前記複数の圧力検出位置のそれぞれの圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことにより算出したデータであり、
    　前記第一モーメント値のデータは、前記出力部が、前記複数の圧力検出位置のうち複数の第一集約圧力検出位置のそれぞれの圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことで第一集約圧力値を算出し、前記複数の圧力検出位置のうち複数の第二集約圧力検出位置のそれぞれの圧力値について代表値の算出、合計値の算出及び平均値の算出の少なくともいずれかを行うことで第二集約圧力値を算出し、前記第一集約圧力値及び前記第二集約圧力値に基づいて前記触覚センサに作用する前記法線方向及び前記第一集約圧力検出位置と前記第二集約圧力検出位置との並び方向と直交する方向周りのモーメントの値を第一モーメント値として算出したデータであり、
    　前記第二モーメント値のデータは、前記出力部が、前記複数の部分重複電極信号の全部又は一部に基づいて前記接触面内における複数の第一せん断力検出位置について１つの第一集約せん断力値を算出し、前記接触面内における複数の第二せん断力検出位置について１つの第二集約せん断力値を算出し、前記第一集約せん断力値及び前記第二集約せん断力値に基づいて前記触覚センサに作用する前記法線方向周りのモーメントの値を第二モーメント値として算出したデータである、
    　請求項１～請求項１０のいずれか一項に記載の触覚センシングシステム。
  12. 　前記第二電極層は、単層である１又は複数の前記第二電極によって構成され、
    　１の前記第二電極に形成された１又は複数の開口の数、若しくは、１又は複数の前記第二電極によって形成される１又は複数の島部の数は、前記複数の第一電極の数よりも少ない、
    　請求項１～請求項１１のいずれか一項に記載の触覚センシングシステム。
  13. 　前記第二電極層は、複数の前記島部を形成する複数の前記第二電極によって構成され、
    　複数の前記第二電極のそれぞれは、前記法線方向に見て前記複数の第一電極のうち隣接する第一電極のそれぞれと部分的に重なるように形成されている、
    　請求項１２に記載の触覚センシングシステム。
  14. 　前記第二電極層は、複数の前記開口が形成された１の前記第二電極によって構成され、
    　複数の前記開口のそれぞれは、前記法線方向に見て前記複数の第一電極のうち隣接する第一電極のそれぞれと部分的に重なるように形成されている、
    　請求項１２に記載の触覚センシングシステム。
  15. 　前記第二電極層は、１の前記島部を形成する１の前記第二電極によって構成され、
    　前記複数の部分重畳電極のそれぞれは、前記法線方向に見て１の前記第二電極と部分的に重なるように形成されている、
    　請求項１２に記載の触覚センシングシステム。
  16. 　前記第二電極層は、１の前記開口が形成された１の前記第二電極によって構成され、
    　前記複数の部分重畳電極のそれぞれは、前記法線方向に見て１の前記開口と部分的に重なるように形成されている、
    　請求項１２に記載の触覚センシングシステム。
  17. 　前記触覚センサ及び前記出力部は、ユニット化されている、
    　請求項１～請求項１６のいずれか一項に記載の触覚センシングシステム。
  18. 　前記出力部の少なくとも一部は、前記ロボットに備えられたロボットハンド、前記ロボットに備えられたロボットアーム、前記ロボットアームに前記ロボットハンドを接続する手首関節部、前記ロボットを制御するコントローラの入力部、及び、前記コントローラに設けられプログラム処理を実行するプログラム部品の少なくともいずれかに設けられている、
    　請求項１～請求項１７のいずれか一項に記載の触覚センシングシステム。
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