特許6413386IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

検出回路、力覚センサ、キャリブレーション装置およびキャリブレーション方法

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

特許文献1、特許文献2および特許文献3に開示されている技術は、外力が加えられたときに変位を生じる可動部と、外力が加えられても変位を生じない固定部と、を備えており、固定部および可動部の相対的な変位量を光学式センサで測定している。力覚センサは、互いに異なる位置に配置された複数の光学式センサを備えており、各光学式センサは、発光素子および受光素子を有している。力覚センサは、発光素子が放つ光を受けとった受光素子の出力電圧に基づいて、固定部および可動部の相対的な変位量を測定する。しかしながら、発光素子および受光素子には個体差があるため、発光素子が放つ光量および受光素子における単位受光量あたりの出力電圧は一定ではない。また、発光素子および受光素子を力覚センサに取り付けるときに、取付誤差が生じる可能性がある。これにより、固定部および可動部の相対的な変位量と受光素子の出力電圧との相関関係が、複数の光学式センサ間でバラつく可能性がある。このため、複数の光学式センサ間で測定誤差が生じ、力覚センサにおける外力の検出精度が低下する可能性があった。 本発明は、の課題に鑑みてなされたものであって、複数の光学式センサ間での測定誤差を抑制し、力覚センサにおける外力の検出精度を向上させることができる検出回路、力覚センサ、キャリブレーション装置およびキャリブレーション方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

の目的を達成するため、本発明に係る検出回路は、板状部材である基部と、前記基部に対向して配置され、かつ前記基部に平行な板状部材である可動部と、前記基部に設けられ、前記可動部を揺動可能に支持する支持体と、前記基部および前記可動部の一方に設けられ、発光素子および受光素子を含む複数のセンサと、前記基部および前記可動部の他方に設けられ、前記発光素子から放たれる光を前記受光素子に向かって反射する反射・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明によれば、複数の光学式センサ間での測定誤差を抑制し、力覚センサにおける外力の検出精度を向上させることができる検出回路、力覚センサ、キャリブレーション装置およびキャリブレーション方法を提供することができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

知財ポータルサイト IP Force にログインして確認する (無料)

この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】図1は、本力覚センサを示す模式図である。

【図2】図2は、本基部、支持体および第2可動部を示す模式図である。

【図3】図3は、本支持体の構成を示す斜視図である。

【図4】図4は、本支持体および第1可動部を示す平面図である。

【図5】図5は、本シャフトおよび第2可動部を示す平面図である。

【図6】図6は、図5におけるA矢視図である。

【図7】図7は、フォトリフレクタの特性を示すグラフである。

【図8】図8は、本力覚センサにY軸廻りのモーメントが加えられた場合を示す模式図である。

【図9】図9は、本第2センサおよび反射板を示す模式図である。

【図10】図10は、図9におけるB矢視図である。

【図11】図11は、本力覚センサにZ軸廻りのモーメントが加えられた場合を示す模式図である。

【図12】図12は、図11におけるC矢視図である。

【図13】図13は、本第1検出部および第2検出部の構成を示す模式図である。

【図14】図14は、本演算処理部の構成図である。

【図15】図15は、本力覚センサにZ軸に平行な軸方向力が加えられた場合を示す模式図である。

【図16】図16は、本検出回路の構成を示す模式図である。

【図17】図17は、本キャリブレーション装置を示す模式図である。

【図18】図18は、第1アームと第2アームとの距離を狭くしたときのキャリブレーション装置を示す模式図である。

【図19】図19は、第1アームおよび第2アームが力覚センサを挟んだ状態での各部の寸法を示す模式図である。

【図20】図20は、本補正処理部をブロック図で示した模式図である。

【図21】図21は、本キャリブレーション装置を用いたキャリブレーション方法を示すフローチャートである。

【図22】図22は、第1センサから反射板までの距離と受光素子の出力電圧との実際の相関関係の一例を示すグラフである。

【図23】図23は、第1センサから反射板までの距離と受光素子の出力電圧との実際の相関関係の一例を示すグラフである。

【図24】図24は、第1センサから反射板までの距離と受光素子の出力電圧との理論上の相関関係の一例を示すグラフである。

【図25】図25は、変形例に係る力覚センサを示す模式図である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

1、1A 力覚センサ   10 基部   11 シャフト   12 スラストころ軸受   15 第1センサ   15b センサ台   16 反射板   17 発光側回路   171 電源   172 発光素子   173 固定抵抗器   174 発光側可変抵抗器   175 発光側抵抗制御部   18 受光側回路   181 電源   182 受光素子   183 固定抵抗器   184 受光側可変抵抗器   185 受光側抵抗制御部   19 ストッパー   21 第1可動部   21c ボルト   21p 第1可動部片   22 第2可動部   22h 貫通孔   24、25 永久磁石   24b、25b ベース   26、27 ストッパー   28 第2センサ   29 反射板   29b 低反射率領域   29w 高反射率領域   29l 境界線   200 検出回路   30 支持体   31 下部固定具   32 上部固定具   321、322 端面   32c ボルト   32h 貫通孔   32s スリット   33 板バネ部   33a、33b、33c、33d 突出部   33x ベース部   35 深溝玉軸受   36、37 スペーサ   41 制御部   42 演算処理部   51、52 AD変換部   53 距離演算部   54 角度演算部   55、56 力演算部   61 第1検出部   62 第2検出部   8 キャリブレーション装置   80 直動機構   81 直動シャフト   82 回転シャフト   83 モータ   84 第1アーム   85 第2アーム   86 治具   87 筐体   9 補正処理部   91 寸法記憶部   92 距離演算部   93 AD変換部   94 相関関係記憶部   95 補正値演算部   96 基準値記憶部   CS1、CS2、CS3、CS4 仮想断面   E11、E12、E13、E14 光   Fz 軸方向力   Mx、My、Mz モーメント   P1、P2 外力データ   S11、S12、S13、S14、S2 出力電圧

全ての図面はログインすると無料で閲覧できます。ログイン・ユーザー登録

[広告欄]

ログインすれば広告は減ります

ログインすれば広告は減ります