压力分布传感器、压力分布测量方法以及机械手的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及压力分布传感器、压力分布测量方法以及机械手。
【背景技术】
[0002]作为电流驱动型的致动器元件，已知离子传导性高分子致动器(1nic PolymerMetal Composite、IPMC:离子聚合物金属复合材料。有时也被称为ICPF (1nic ConductingPolymergel Film:离子导电聚合物凝胶膜))(例如专利文献I以及2)。IPMC包含在离子导电性高分子(高分子电解质凝胶)的两面接合了电极的接合体。若在该电极间施加电压，则阳离子移动，随之水分子也移动，从而一面膨胀，另一面收缩。即，若施加电压则IPMC弯曲。IPMC具有柔软、轻量、无声、容易小型化等特征。
[0003]IPMC能够作为位移传感器来使用。专利文献3公开了一种技术，将带状的IPMC纵横编织而成的形成物作为压力传感器来使用。
[0004]对于如专利文献3那样编织了致动器片段(actuator segment)的形态的传感器而言，需要使用适于该传感器的驱动方法。
[0005]专利文献1:JP特开平4-275078号公报
[0006]专利文献2:JP特开平11-169393号公报
[0007]专利文献3:JP特开2013-148472号公报
【发明内容】
[0008]本发明提供一种在编织了致动器片段的形态的传感器中测量压力分布的技术。
[0009]本发明提供一种压力分布传感器，其具有:传感器元件，其将具有第I电极以及第2电极的电流驱动型的多个致动器片段沿第I方向以及与该第I方向不同的第2方向进行配置；和与所述致动器片段的数量相应的传感电路，所述传感电路具有:第I端子，其与所述第I电极电连接；第2端子，其与所述第2电极电连接；第3端子，其输入用于选择所述第I电极以及所述第2电极中的一方的电极选择信号；第4端子，其输入用于从所述多个致动器片段中选择致动器片段的片段选择信号；和第5端子，其输出从通过所述片段选择信号而选择的致动器片段中经由通过所述电极选择信号而选择的电极所得到的信号。
[0010]根据该压力分布传感器，能够使用编织了致动器片段的形态的传感器元件来测量压力分布。
[0011]在所述传感器元件中，所述多个致动器片段也可以在第I方向以及第2方向上分别交替地编织。
[0012]根据该压力分布传感器，能够用与I个致动器片段相当的分辨率来测量压力分布。
[0013]此外，本发明在具有沿着第I方向以及与该第I方向不同的第2方向配置了具有第I电极以及第2电极的电流驱动型的多个致动器片段的传感器元件的压力分布传感器中，提供一种压力分布测量方法，所述压力分布测量方法具有:供给用于根据所述传感器元件中的所述多个致动器片段的编法来选择所述第I电极以及所述第2电极中的一方的电极选择信号的步骤；供给从所述多个致动器片段中沿着所述第I方向I个单位I个单位地依次选择一部分的致动器片段的片段选择信号的步骤；输出从通过所述片段选择信号而选择的致动器片段中经由通过所述电极选择信号而选择的电极所得到的信号的步骤。
[0014]根据该压力分布测量方法，能够使用编织了致动器片段的形态的传感器元件来测量压力分布。
[0015]所述片段选择信号也可以包含在相当于在所述第I方向上编法的表面和背面发生改变的位置的定时，不选择I个单位的所述致动器片段的期间。
[0016]而且，本发明提供一种机械手，其具有:传感器元件，其沿着第I方向以及与该第I方向不同的第2方向配置了具有第I电极以及第2电极的电流驱动型的多个致动器片段；和与所述致动器片段的数量相应的传感电路，所述传感电路具有:第I端子，其与所述第I电极电连接；第2端子，其与所述第2电极电连接；第3端子，其输入用于选择所述第I电极以及所述第2电极中的一方的电极选择信号；第4端子，其输入用于从所述多个致动器片段中选择致动器片段的片段选择信号；和第5端子，其输出从通过所述片段选择信号而选择的致动器片段中经由通过所述电极选择信号而选择的电极所得到的信号。
[0017]根据该机械手，能够进行与压力分布相应的控制。
【附图说明】
[0018]图1是例示一实施方式所涉及的压力分布传感器I的构成的图。
[0019]图2是表示致动器片段11的结构的图。
[0020]图3是说明IPMC致动器的动作原理的图。
[0021]图4是表示传感器元件10的结构的立体图。
[0022]图5是说明传感电路20的电路构成的图。
[0023]图6是例示致动器片段11与传感电路20的接点构成的图。
[0024]图7是表不压力分布传感器I的动作的时序图。
[0025]图8是表示变形例I所涉及的机械手100的图。
【具体实施方式】
[0026]1.构成
[0027]图1是例示一实施方式所涉及的压力分布传感器I的构成的图。压力分布传感器I具有传感器元件10和传感电路20。压力分布传感器I是通过传感器元件10来测量压力分布的装置。传感电路20的详细情况在后面叙述。
[0028]传感器元件10具有多个致动器片段11。在该例中，致动器片段11具有沿I个方向较长地延伸的形状(例如带状的形状)。致动器片段11沿着纵向以及横向来配置(具体来说是编织)。分别将传感器元件10中的横向定义为X方向，将纵向定义为Y方向。以下，为了进行说明，将长边方向朝向X轴方向的致动器片段11表示为致动器片段111，将长边方向朝向Y轴方向的致动器片段11表示为致动器片段112。在该例中，传感器元件10具有m个致动器片段111和η个致动器片段112。另外，在不特别区分朝向时仅表示为致动器片段11。
[0029]此外，对一个致动器片段111与其他的致动器片段111进行区分时，将从上面数第i个致动器片段111表示为致动器片段111 (i)。同样地，将从左面数第j个致动器片段112表示为致动器片段112 (j)。
[0030]图2是表示致动器片段11的结构的图。致动器片段11是电流驱动型的致动器，在该例中是离子传导性高分子(1nic Polymer Metal Composite, I PMC)致动器。致动器片段11具有离子交换膜15、电极16和电极17。作为离子交换膜15，使用阳离子交换膜以及阴离子交换膜的哪一个都可以。作为阳离子交换膜，例如可以使用具有磺基或羧基的氟树脂系离子交换膜或聚苯乙烯磺酸膜。作为电极16以及电极17，例如可以使用铂、铱、钯以及钌等贵金属、导电性高分子、或石墨等。
[0031]IPMC是触感具有橡胶那样的弹性、轻量、能用剪刀简单地剪开的加工性良好的材料。
[0032]图3是说明IPMC致动器的动作原理的图。在使IPMC致动器执行动作时，需要离子交换膜15为含水状态。若在电极16(阳极)以及电极17(阴极)间施加电压，则阳离子向阴极侧移动。此时，伴随阳离子的移动而水分子在离子交换膜15内也向阴极侧移动。伴随水分子的移动，在阳极侧和阴极侧在水分量上产生差。此时，水分量多的部分(阴极侧)膨胀，水分量少的部分(阳极侧)收缩。即，离子交换膜15向阳极侧弯曲。
[0033]在此，IPMC致动器的弯曲因离子的移动即电流而起。这就是“电流驱动型”的来由。另外，若即使施加了电压，离子的移动也停住(电流不再流动)，则由于水分子的扩散，水分量的差随着时间而缓和。即，离子交换膜15的弯曲返回到原样。
[0034]再次参照图1。致动器片段111以及致动器片段112分别交替地编织。即，例如若对于致动器片段111(1)与致动器片段112的交点进行观察，则致动器片段112逐个交替地露出于上面(表面)。即在致动器片段111(1)与致动器片段112(1)