[發明專利]多軸觸覺傳感器

在審

• 申請號: 201880099672.9
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN113167668A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 下山勛;中井亮仁
• 申請（專利權）人: 國立大學法人東京大學
• 主分類號: G01L5/161
• 分類號: G01L5/161;G01L1/18
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 楊宏軍;李文嶼

1.多軸觸覺傳感器，是用于對3個軸方向的力和所述3個軸中的至少1個軸的繞軸的力矩進行檢測的多軸觸覺傳感器，具備：

基板；

設置于與所述基板的表面大致共面的面內的多個傳感器元件；以及

覆蓋所述多個傳感器元件的周圍、并對所述多個傳感器元件傳遞外力的傳遞件，

所述多個傳感器元件包括至少4個傳感器元件，所述至少4個傳感器元件包括：

具有在規定部位具備電阻層的梁構造以使得對相對于所述基板的表面而言為平行方向的力進行檢測的、至少3個剪切力檢測元件；和

具有在規定部位具備電阻層的梁構造以使得對相對于所述基板的表面而言為垂直方向的力進行檢測的、至少1個按壓力檢測元件，

所述4個傳感器元件的所述梁構造分別以其長度方向成為放射狀的方式配置于所述基板，

基于所述多個傳感器元件中、配置于以所述放射狀配置的中心為基準而旋轉對稱的位置的2個以上的傳感器元件的輸出，對所述至少1個軸的繞軸的力矩進行檢測。

2.根據權利要求1所述的多軸觸覺傳感器，其中，

所述多軸觸覺傳感器是用于對3個軸方向的力和所述3個軸的繞軸的力矩進行檢測的多軸觸覺傳感器，

所述多個傳感器元件包括至少6個傳感器元件，所述至少6個傳感器元件包括：

具有在規定部位具備電阻層的梁構造以使得對相對于所述基板的表面而言為平行方向的力進行檢測的、至少3個剪切力檢測元件；和

具有在規定部位具備電阻層的梁構造以使得對相對于所述基板的表面而言為垂直方向的力進行檢測的、至少3個按壓力檢測元件，

所述6個傳感器元件的所述梁構造分別以其長度方向成為放射狀的方式配置于所述基板，

基于所述多個傳感器元件中的、配置于以所述放射狀配置的中心為基準而旋轉對稱的位置的、2個以上的所述傳感器元件的輸出，對所述3個軸的繞軸的力矩中的至少1個軸的繞軸的力矩進行檢測。

3.根據權利要求2所述的多軸觸覺傳感器，其中，

所述3個按壓力檢測元件配置于以所述放射狀配置的中心為基準而成為3次對稱的位置，基于配置于成為所述3次對稱的位置的所述3個按壓力檢測元件的輸出而對所述3個軸的繞軸的力矩中的至少1個軸的繞軸的力矩進行檢測。

4.根據權利要求2所述的多軸觸覺傳感器，其中，

所述多軸觸覺傳感器是用于對3個軸方向的力和所述3個軸的繞軸的力矩進行檢測的多軸觸覺傳感器，

所述多個傳感器元件包括至少8個傳感器元件，所述至少8個傳感器元件包括：

具有在規定部位具備電阻層的梁構造以使得對相對于所述基板的表面而言為平行方向的力進行檢測的、至少4個剪切力檢測元件；和

具有在規定部位具備電阻層的梁構造以使得對相對于所述基板的表面而言為垂直方向的力進行檢測的、至少4個按壓力檢測元件，

所述8個傳感器元件的所述梁構造分別以其長度方向成為放射狀的方式配置于所述基板，

基于所述多個傳感器元件中的、配置于以所述放射狀配置的中心為基準而旋轉對稱的位置的、4個以上的所述按壓力檢測元件的輸出，對所述3個軸的繞軸的力矩中的至少2個軸的繞軸的力矩進行檢測，

基于所述多個傳感器元件中的、配置于以所述放射狀配置的中心點為基準而旋轉對稱的位置的、2個以上的所述傳感器元件的輸出，分別對所述3個軸方向的力進行檢測。

5.根據權利要求4所述的多軸觸覺傳感器，其中，

基于所述多個傳感器元件中的、配置于以所述放射狀配置的中心為基準而4次對稱的位置的、4個所述傳感器元件的輸出，分別對所述3個軸的繞軸的力矩進行檢測，

基于所述多個傳感器元件中的、配置于以所述放射狀配置的中心點為基準而4次對稱的位置的、4個所述按壓力檢測元件的輸出，對所述3個軸方向的力中的至少1個軸方向的力進行檢測。

6.根據權利要求1～5所述的多軸觸覺傳感器，其中，

所述多個傳感器元件的所述梁構造分別由兩端被支撐于所述基板的、彼此平行且相對于所述基板平行地配置的2條梁構成，

所述2條梁由具有第1檢測部的第1梁和具有第2檢測部的第2梁構成，所述第1檢測部因所述外力而發生伸長或壓縮變形，并在表面形成有第1電阻層，

所述第2檢測部因所述外力而與所述第1檢測部相反地發生壓縮或伸長變形，并在表面形成有第2電阻層。