触覚センサーの動作とそのタイプ

WSG-DSAは、把持中の高解像度プロファイルフィードバックのための触覚センシングを統合するグリッパーフィンガーです。センシングの目的で、DSA9205iインテリジェント触覚トランスデューサーを使用します。 WSGのベースジョーの上部に収まり、ベースジョー内の統合センサーポートを介してグリッパーコントローラーと直接接続されるため、ハンドリングアプリケーションに触覚デバイスを含めるために外部コンポーネントやケーブルは必要ありません。これらのタイプの指センサーは、WSGによって自動的に検出され、パラメーター化されます。圧力プロファイルは、強力なスクリプトインターフェイスを使用して、グリッパーコントローラーの内部から使用できます。この記事では、触覚の種類について説明します センサーとその動作 。

触覚センサーとは何ですか？

触覚センサーはデバイスです。これは、環境との物理的な相互作用に応じて、今後の情報を測定します。人間の触覚は、一般的にモデル化されています。つまり、皮膚感覚と運動感覚です。皮膚の接触には、機械的刺激、痛み、および温度から生じる刺激を検出する機能があります。運動感覚のタッチは、筋肉、腱、関節の内部にある受容体からセンサー入力を受け取ります。

触覚センサー

触覚センサーの種類

以下に示すさまざまなタイプの触覚センサーがあります

• 力/トルクセンサー
• ダイナミックセンサー
• 熱センサー

力/トルクセンサー

力/トルクセンサーは、力制御のための情報を提供するために触覚アレイと組み合わせて使用​​されます。これら センサーの種類 マニピュレータの遠位リンクのようにどこでも負荷を感知でき、皮膚センサーとして拘束されます。皮膚センサーは一般に、より高い帯域幅でより正確な力の測定を提供します。マニピュレータリンクが一般的に定義され、信号点の接触が想定される場合、力/トルクセンサーは、力とモーメントの接触位置に関する情報を提供できます。これは、固有の触覚センシングと呼ばれます。トルクセンサーの画像を以下に示します。

力またはトルクセンサー

ダイナミックセンサー

動的センサーは小さい 加速度計 指のストリップまたはロボットの指の皮膚に。人間のパチニ小体のような一般的な機能は、それぞれ同じ大きさのフィールドを持っているため、1つまたは2つの皮膚加速度計で指全体に十分です。これらのセンサーは、接触の形成と破壊、テクスチャ表面上でのスライドに関連する振動を効果的に検出します。

ダイナミックセンサー

応力率センサーは、動的触覚センサーの2番目のタイプです。指先が表面の全体的に小さな隆起またはくぼみ全体で数cm / sの速度でスライドしている場合、皮膚の一時的な変化が重要になりました。 圧電 PVDFなどのポリマーは、変化の範囲に正比例する電流を生成するために適用できる損傷に応答して電荷を生成します。

熱センサー

熱センサーは、作られた物体の材料を識別する人間の能力にとって重要ですが、ロボット工学でも使用されるものもあります。熱感知は、物体の温度と熱伝導率の両方に対応する皮膚の温度勾配を検出することを含みます。ロボット熱センサーは、ペルチェ接合と組み合わせて関与しています サーミスタ 。

熱センサー

触覚センサーの動作原理と回路図

触覚センサーは、遠隔操作マニピュレーターやインテリジェントロボットに触覚センシング機能を提供するために開発されました。触覚センサーは、力制御と触覚画像を魅了し、物体認識を生成するために、触覚ピクセルに適用される垂直力を識別できます。ただし、触覚画像と法線力を取得するには、力の制御とスライド防止のために接線方向の情報が重要であり、タスクの成功に魅了されます。したがって、3次元の触覚センサーが必要です。

触覚センサーの回路図

ピエゾ抵抗、静電容量、およびオプションのセンシング要素を使用して開発されたいくつかの3次元触覚センサーがあり、これらの触覚センサーは MEMS技術 。統合されたセンシング要素と前処理回路はコンパクト化のためのものですが、これらは弱すぎてほとんどのアプリケーションで簡単に壊れます。たとえば、触覚センサーの力の範囲はわずか0.01 N w4xであり、他の触覚センサーはそうではありません。 MEMS技術によって提供されます。下の回路図は、触覚センサー回路を示しています。

ロボット工学における触覚センサー

NASAロボットで使用されている触覚センサーを以下に示します。

• 惑星探査に直接関連する例の1つ。
• NASAは、国際宇宙ステーションでこれらのセンサーを使用して、人間が環境の修理/保守を行うのを支援しています
  • NASAは、初期段階にあるロボット工学で多くの触覚センサーを試しました。彼らは使用しました フォースセンシング抵抗 、そして現在、量子トンネル複合材料が使用されています
• 複数のロードボタンとセルが、産業用ロボットによって製造された触覚センサーを開発するために実践されています

触覚センサーアプリケーション

接する センサーアプリケーション で使用されています

• ロボット工学
• コンピューターハードウェア
• セキュリティシステム
• タッチスクリーン 携帯電話のデバイス
• コンピューティング

触覚センサーの利点

触覚センサーの利点を以下に示します。

• 使いやすい触覚センサーソリューションを提供します
• 触覚センサーには外付け部品やケーブルはありません
• コンパクトな抽出
• ロボット工学による検証済みの触覚センシング技術。

これは、触覚センサーの動作原理とアプリケーションについてです。与えられた情報が、プロジェクトの良い情報と理解を提供するのに役立つことを願っています。さらに、この概念に関する質問がある場合は、 電気および電子プロジェクト 、以下のセクションでコメントできます。ここにあなたへの質問があります–触覚センサーの機能は何ですか？

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