特許6943480IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

肉厚柔軟素材の変形を検知するインダクタンス計測式触覚センサ

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

しかしながら、特許文献1及び2に記載の上述のような触覚センサは、肉厚柔軟素材の中に磁石が存在するため、以下の問題がある。 まず、磁石となる素材の磁化方向を触覚センサの表面形状に沿って揃える製造工程が触覚センサの高感度化には必須であるため、曲面形状等の複雑な形状をした触覚センサの製造が困難である。 また、触覚センサの外に漏れる磁束の量が多いため、磁気に弱い対象に触覚センサを接触させることが困難である。また、触覚センサ表面付近にあって表面には触れていない金属が存在すると、漏れる磁束の量に応じて磁場が変化してしまうため、触覚センサの応答が変化してしまう。 そして、磁気の変化を計測するセンサを用いているため、地磁気中でセンサ自体の傾きが変化する状況や、磁場を発する磁石や電気モータが近くに存在する状況での使用に難がある。 また、非特許文献1に記載の触覚センサは、磁性エラストマに分散された粒子が外力により圧縮され、粒子同士が近づいて密度が高まることによるインダクタンスの変化を検出するので、外力に対するインダクタンスの変化が微小であり、触覚センサの感度が極めて低いという問題がある。 本発明の一態様は、複雑な形状を容易に実現することができ、磁気に弱い対象に対しても接触させることができ、かつ外部磁場の存在する環境中でも使用可能な感度の高い触覚センサ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

の課題を解決するために、本発明の一態様に係る触覚センサは、基材上に形成された第1柔軟層と、前記第1柔軟層の透磁率よりも高い透磁率を有して磁化されていない粒子が分散され、前記第1柔軟層により支持されるように形成された第2柔軟層と、前記基材に形成されて、前記第2柔軟層に作用する外力による前記粒子の変位に基づいてインダクタンスが変化する一つ以上のコイルと、前記コイルのインダクタンスの変化を計測す・・・ 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】
本発明の一態様によれば、複雑な形状を容易に実現することができ、磁気に弱い対象に対しても接触させることができ、かつ外部磁場の存在する環境中でも使用可能な感度の高い触覚センサ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]

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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】(a)は実施形態1に係る触覚センサの断面図であり、(b)はその下面図であり、(c)は触覚センサに設けられたコイルのインダクタンスを説明するための図である。

【図2】(a)は触覚センサの動作原理を示す断面図であり、(b)は触覚センサの外観を示す斜視図であり、(c)は触覚センサに設けられた基板、コイル、非磁性柔軟層、及び磁性柔軟層を示す斜視図である。

【図3】(a)は触覚センサの試作品の外観を示す斜視図であり、(b)は触覚センサに設けられた基板を示す平面図であり、(c)は基板に設けられたコイルの平面図であり、(d)は基板に設けられたコイルを示す斜視図である。

【図4】触覚センサの実験装置を示す斜視図である。

【図5】触覚センサに押し込まれた圧子の押込み深さと経過時間との間の関係を示すグラフである。

【図6】触覚センサへの押下力とコイルのインダクタンスとの間の関係を示すグラフである。

【図7】実施形態2に係る触覚センサの断面図である。

【図8】(a)は触覚センサの外観を示す斜視図であり、(b)は触覚センサに設けられた基板、コイル、非磁性柔軟層、及び磁性柔軟層を示す斜視図である。

【図9】触覚センサに設けられたコイルと磁性柔軟層との間の関係を模式的に示す平面図である。

【図10】(a)は磁性柔軟層のZ軸方向の変位とコイルのインダクタンスの変化との間の関係を示すグラフであり、(b)は磁性柔軟層に加わった垂直力とコイルのインダクタンスの変化との間の関係を示すグラフである。

【図11】触覚センサに設けられたコイルと+X方向に移動する磁性柔軟層との間の関係を模式的に示す平面図である。

【図12】(a)は磁性柔軟層のX軸方向の変位とコイルのインダクタンスの変化との間の関係を示すグラフであり、(b)は磁性柔軟層に加わったX軸方向の剪断力とコイルのインダクタンスの変化との間の関係を示すグラフである。

【図13】触覚センサに設けられたコイルと+Y方向に移動する磁性柔軟層との間の関係を模式的に示す平面図である。

【図14】(a)は磁性柔軟層のY軸方向の変位とコイルのインダクタンスの変化との間の関係を示すグラフであり、(b)は磁性柔軟層に加わったY軸方向の剪断力とコイルのインダクタンスの変化との間の関係を示すグラフである。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

1 触覚センサ   2 基板(基材)   3 非磁性柔軟層(第1柔軟層)   4 磁性柔軟層(第2柔軟層)   5 コイル   6 インダクタンス計測回路(計測回路)

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