机械手的带触觉传感器的指头及使用其的带触觉传感器的机械手的制作方法

本发明涉及机械手的带触觉传感器的指头，能够抑制由持握对象物与指部的掌面以外的部分接触而引起的破损、故障。

背景技术：

1、现在，机器人不仅在制造业中，还在服务产业、健康护理产业等广泛的领域中活跃着。在这些机器人中，多是具备机械手以便能够与人同样地拿着各种各样物体进行搬运或抓着工具进行作业的机器人。

2、在机械手中，持握力自不待言，还需要测定产生于对持握对象物进行持握的指部的掌面的剪断力等各种接触状态。例如，通过检测机械手从持握对象物受到的剪断力，能够求出机械手进行持握而不使持握对象物落下所需的最低限度的持握力。

3、所以，在专利文献1中，提出了在机械手的指部的掌面中设置能够测量三分力的触觉传感器的方案。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：日本特开2008-281403号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的技术问题

2、但是，在上述专利文献1所图示的机械手的例子中，两根指部的形状呈长方体形状，由于仅在长方体的六个面中的作为掌面的一个面积宽广的面中设置有触觉传感器主体的压敏区域，故而存在各种问题。

3、例如，有时在使机械手11相对于载置于预定位置处的球状的持握对象物w下降时，若持握对象物w滚动而位置偏离了预定位置，则指部2的前端面21c会触碰到持握对象物w(参照图18)。此时，机械手11无法检查指部2的前端面21c与持握对象物w的接触。其结果是，机械手11保持原样不变地持续下降直到对持握对象物w进行持握的位置，因此在机械手11与持握对象物w之间会附加所需以上的负荷，故而会发生持握对象物w破损或机械手11故障。

4、另外，作为别的例子，有时当使机械手11的两根指部2从两侧接近像树的枝杈那样的复杂形状的持握对象物w时，在持握对象物w触碰到指部2的两掌面21a之前，持握对象物w会触碰到指部2的侧面21d(参照图19)。此时，机械手11无法检查指部2的侧面21d与持握对象物w的接触。其结果是，由于两根指部2从持握对象物w的两侧进一步持续接近，在机械手11与持握对象物w之间会附加所需以上的负荷，故而仍旧会发生持握对象物w破损或机械手11故障。

5、因此，本发明的目的在于解决上述技术问题，并提供一种机械手的带触觉传感器的指头，能够抑制在使用带触觉传感器的机械手时由持握对象物与指部的掌面以外的部分接触引起的破损、故障。

6、用于解决技术问题的技术方案

7、下面，对多个方式进行说明以作为用于解决技术问题的方案。这些方式可以根据需要任意组合。

8、本发明的机械手的带触觉传感器的指头是对持握对象物进行持握的机械手的指头，具备指部和触觉传感器主体。指部具有与持握对象物接触的掌面。另外，指部具有与掌面相反的一侧的背面。另外，指部具有在掌面和背面的延伸方向的前端与掌面和背面相邻的前端面。另外，指部具有在与掌面和背面的延伸方向交叉的方向上与掌面和背面相邻的两个侧面。触觉传感器主体是贴合于构成指部的壳体外表面的薄膜状物，具有跨掌面和前端面及两个侧面中的至少一者而重叠的压敏区域。

9、具备这样的构成的机械手的带触觉传感器的指头因为将压敏区域一直扩大到指部的前端面、侧面并具备触觉传感器主体，所以能够检查指部的前端面、侧面与持握对象物的接触。其结果是，能够抑制由持握对象物与指部的掌面以外的部分接触引起的破损、故障。

10、另外，作为一个方面，优选地，触觉传感器主体为具备在第一基材薄膜上设置有第一电极图案的第一电极薄膜、在与第一基材薄膜对置的第二基材薄膜上设置有第二电极图案的第二电极薄膜以及夹在第一电极薄膜与第二电极薄膜之间的绝缘体的静电电容式压敏传感器，

11、第一基材薄膜侧贴合于指部。

12、根据上述构成，因为触觉传感器主体只是薄膜图案的电极隔着绝缘体层叠而成的简单构造，所以即便沿着构成指部的壳体外表面的多个面立体地贴合，业能够充分地发挥触觉传感器主体的检测功能。

13、另外，作为一个方面，优选地，当将第一基材薄膜、第二基材薄膜的拉伸弹性模量分别设为e1、e2，将第一基材薄膜、第二基材薄膜的厚度分别设为t1、t2时，处于e1×t1＞e2×t2的关系。

14、根据上述构成，因为作为指部侧的第一基材薄膜比作为外侧的第二基材薄膜硬，所以即便沿着构成指部的壳体外表面立体地贴合薄膜状的触觉传感器主体，也难以发生触觉传感器主体的尺寸变化。因此，检测精度提高。

15、另外，作为一个方面，优选地，指部的掌面、前端面和两个侧面中的至少一者由多个面构成且与压敏区域重叠。

16、根据上述构成，通过在更多的面中设置压敏区域，能够测定多种与持握对象物的接触状态。

17、另外，作为一个方面，优选地，触觉传感器主体具有去除了不沿着构成指部的壳体外表面的部分后的展开图案。

18、根据上述构成，因为作为触觉传感器主体不需要的部分不会妨碍弯折，所以变得容易使薄膜状的触觉传感器主体沿着指部的外表面弯折。

19、另外，作为一个方面，优选地，触觉传感器主体的压敏区域与触觉传感器主体弯折后的形状匹配地被分割成多个。

20、根据上述构成，因为压敏区域不跨两个以上的面连续存在，所以能够准确地测量要检测的力的三维矢量是哪个朝向。

21、另外，作为一个方面，优选地，触觉传感器主体由保护层覆盖，以面向比触觉传感器主体的压敏区域更靠外侧的非压敏区域的方式，保护层的触觉传感器主体侧形成缺口以设置缺口部。

22、根据上述构成，当持握对象物与指部在压敏区域的外侧接触时，由于以面向非压敏区域的方式在保护层的触觉传感器主体侧设置有缺口部，故而保护层因缺口部的空间而大幅变形。其结果是，由于变形也会波及到靠近触觉传感器主体的非压敏区域的压敏区域，故而能够检测持握对象物与指部在非压敏区域中的接触。

23、另外，作为一个方面，优选地，缺口部的空间由比保护层柔软的缓冲层填埋。

24、根据上述构成，能够将因有缺口部存在而导致的触觉传感器主体的耐久性劣化抑制在最小限度内。

25、另外，作为一个方面，优选地，指部的没有贴合触觉传感器主体的部分由局部地或整体地扩展后的保护层覆盖。

26、根据上述构成，不仅是触觉传感器主体的保护，还能够扩大指部的保护区域。

27、另外，作为一个方面，优选地，在触觉传感器主体具有跨掌面和前端面而重叠的压敏区域的构成中，触觉传感器主体的整个面和指部的两个侧面中的一部分或全部由保护层连续覆盖，保护层在指部的掌面上且覆盖触觉传感器主体的压敏区域的部分处具有比覆盖指部的掌面与两个侧面的边界附近的部分更向厚度方向突出的突出部。

28、根据上述构成，不仅触觉传感器主体的保护，还能够扩大指部的保护区域。

29、另外，因为保护层在指部的掌面上且覆盖触觉传感器主体的压敏区域的部分处向厚度方向突出，所以在持握对象物在指部的掌面与两个侧面的边界附近处接触之前，能够通过压敏区域检查持握对象物。

30、需要说明的是，与先前描述的将缺口部设置于保护层的触觉传感器主体侧的构成相比，更容易形成保护层。例如，能够通过嵌入成形等来形成。

31、另外，本发明的带触觉传感器的机械手具备多根上述任一项记载的机械手的带触觉传感器的指头，还具备支承这些指部的后端的支承部、以及驱动指部以对持握对象物进行持握或释放的驱动部。

32、作为一个方面，优选地，具备两根指部，这些指部配置为掌面彼此面对面，各个指部是无关节的，并设为通过平行的掌面彼此接近来对持握对象物进行持握。

33、发明效果

34、本发明的机械手的带触觉传感器的指头能够抑制在利用使用其的带触觉传感器的机械手时由持握对象物接触指部的掌面以外的部分引起的破损、故障。