[发明专利]触觉传感器和触觉传感器应用装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种涉及压力位置的输入信息检测及控制，利用简单方法检测接触坐标、接触压力及接触长度的触觉传感器及使用该触觉传感器的触觉传感器应用装置。

背景技术

现有的压力位置检测传感器大部分可检测压力分布，扫描配置在X、Y矩阵上的传感器或者扫描电极，检测压力分布，算出压力的位置(例如，专利文献1、专利文献2)。但是，因为X、Y扫描施加压力的全部位置，所以算出作为必要信息的压力的重心位置、压力的面积、平均压力需要时间。例如，即使分辨率为1mm的50×50mm的传感器以100MHz扫描，每1个元件也需25μsec。并且，传感器越大，则对这些扫描线(50×50)的布线(2500条)越庞大，妨碍应用。

并且，关于组合压力传感器和XY坐标检测部件、检测更相似的功能的方案，提出了专利文献3～8，但由于利用2个以上功能材料的组合来检测压力位置信息，所以在正确地检测按压的位置信息时，不能正确地检测该位置的压力信息。相反，在可正确地检测压力信息时，存在该位置信息不正确，不能同时正确地检测压力和压力的重心坐标两者的缺点。

并且，还提议组合感压导电性橡胶或压电复合材料和电阻体，求出压力坐标，但由于均无法实现精度，且不能求出压力和接触面积，所以不足以作为压力位置检测传感器或触觉传感器(例如，专利文献9～11)。

专利文献1：日本专利特开平10-178688号公报

专利文献2：日本专利特公平7-58233号公报

专利文献3：日本专利特开昭59-178301号公报

专利文献4：日本专利特公昭60-35602号公报

专利文献5：日本专利特公昭61-32601号公报

专利文献6：日本专利特公昭60-37401号公报

专利文献7：日本专利特开昭61-208533号公报

专利文献8：日本专利特开平05-61592号公报

专利文献9：日本专利特开昭59-110595号公报

专利文献10：日本专利特开昭60-71194号公报

专利文献11：日本专利特开昭61-47501号公报

近年来，提供以有人的特点的(humanoid)类型为基础的、具有动物形状的各种机器人装置，但在这种机器人装置中，多数因来自外部的接触产生的刺激输入，必须实时地动作。近年为取得双脚步行机器人步行时身体的平衡，在脚底安装压力传感器，事先实时检测微妙的平衡变化，并进行控制。并且，为了检测手指的触觉，需要持物时的压力控制或物体滑动时的压力变动检测等实时的控制。因此，配置多个压力传感器，在并列处理中同时处理传感器信息等，但多个压力传感器的布线成为装置的麻烦。

并且，人体的压力若过度偏离，则护理用椅子或床等使人体产生不适，但对于需要护理的人而言，有时自身不能避免该状况，成为床偏移等的原因。并且，坐在要求安全性的汽车座椅上的人的位置如果偏移，则事故发生时，难以在人的中心正确地打开气囊。

在这些用途中，要求即使未正确地了解压力分布，也可实时地检测所需最低限度的信息(压力的重心位置、压力接触面积、平均压力量)，可以以少量布线进行压力位置检测的触觉传感器或压力位置检测传感器。

发明内容

本发明鉴于上述问题作出，是要实时地检测按压变化。并且，结构简单，且以少量布线可检测按压的变化，可谋求可靠性的提高和成本的降低，可正确地得到信息。

为了解决该技术问题，本发明的技术方案具备压敏电阻板，该压敏电阻板是在沿板面的X方向及Y方向具有电阻的板，在与板的厚度方向一致的Z方向具有电阻，同时Z方向的电阻对应厚度方向的按压变化而变化，在该压敏电阻板的周围部，至少设置一对使电流流过所述X方向的电阻或Y方向的电阻中的至少一者的电极部，在压敏电阻板的表面，至少设置一对使电流流过所述Z方向的电阻的导电体。

并且，本发明的另一技术方案在于，从所述电极部及导电体之一流出电流，从剩下的电极部或导电体取出电流时，根据所述至少一对电极部的电压和所述至少一对导电体的电压的组合，求出接触压和X方向的接触位置或Y方向的接触位置中的至少一者的接触位置。

并且，本发明的另一技术方案在从所述电极部及导电体之一流出电流、从剩下的电极部或导电体中取出电流时，将所述至少一对电极部的电压在与触觉传感器接触前和与触觉传感器接触时的电压差修正成对应于所述求出的接触压和接触位置的值，求出X方向的接触长度或Y方向的接触长度中的至少一者的接触长度。