1995 Fiscal Year Annual Research Report
超小型物体の認識が可能な光導波形マイクロ触覚センサの開発
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07555057
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
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| Research Institution | Shizuoka Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
大岡 昌博 静岡理工科大学, 理工学部, 助教授 (50233044)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上柳 勝道 (株)富士電機総合研究所, 応用装置研究所, 副主任研究員
小林 光男 (株)富士電機総合研究所, 応用装置研究所, 主任研究員
三矢 保永 名古屋大学, 工学部, 教授 (10200065)
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| Keywords | マイクロマシン / 触覚センサ / 光導波路 / 触子移動 / 負荷実験 / 放電加工 / 三軸力計測 / 親指サイズ |
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| Research Abstract |
微細構造の認識・検査やその一部に手を加えるためのマイクロマシンにおいて,触覚センサを搭載すると対象物の理解や衝突回避に有効である.本研究では,現在ロボット用に研究が進められている光導波形触覚センサをマイクロスコープ先端に搭載できるほど小形化することを目的とする.マイクロ加工を可能とするため,センサの構造を単純化し,そのために縮退化した機能をソフトウェアで補うことを設計方針とした.本年度では,フィージビリティスタディのために,ヒトの親指大の大きさの触覚センサ(検出面の大きさ:10×15mm)を開発した.またアルゴリズムの検証を行うため,前年度までに開発を完了した据え置き形センサ(検出面の大きさ:70×80mm)に6軸力覚センサを搭載した5軸マニピュレータにて三軸力を載荷させる実験を行った.以下に成果を要約する.
(1)ゴムシート作成のための鋳型加工において,底面直径200μmの円すい状穴のアレイを形成する場合,穴を一つ加工する度に電極を再形成する必要があることがわかった.
(2)光導波路,ゴムシート,ボアスコープ,CCDカメラから構成されるヒトの親指大の触覚センサを試作した.
(3)電子天秤と超精密Zステージを組み合わせ,試作した触覚センサに既知荷重を加えるための負荷装置を試作した.
(4)ゴムシートのヤング率が0.6と2MPaの場合,それぞれ100および300mNまでの微小荷重に対し高精度の荷重検出器として機能することを明らかにした.
(5)据え置き形触覚センサに三軸の複合負荷を加える実験を行い,その結果触子の接触面積と水平移動量から垂直力と水平力をそれぞれ求めるアルゴリズムの妥当性がを確認した.
その結果垂直力の大きさに従って,水平力の計測値を修正する必要があることがわかった.
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[Publications] 大岡昌博,三矢保永,竹内修一,亀川修: "有限要素法による接触変形解析に基づく光導波形三軸触覚センサの設計" 日本機械学会論文集(C編). 61巻585号. 1949-1954 (1995)
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[Publications] 大岡昌博,三矢保永,竹内修一,亀川修: "光導波形三軸触覚センサシステムの試作" 日本機械学会論文集(C編). (掲載決定). (1996)
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[Publications] 大岡昌博: "光学式マイクロ触覚センサ(触子移動による三動力計測と拡大モデルによる検討)" 日本機械学会 第3期通常総会講演会講演論文集. (発表予定). (1996)
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[Publications] 大岡昌博,三矢保永,竹内修一,石原秀樹: "ロボットマニピュレータの触運動による表面性状の認認" IDD'95情報・知能・精密機器部門講演会講演論文集. No.95-49. 55-56 (1995)
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[Publications] M. Ohka, Y. Mitsuya, S. Takeuchi, H. Ishihara and O. Kamekawa,.: "A Three- axis Pptical Tactile Sensor(FEM Contact Anulysey and Sensing Experimeuts Using a Large- sized Tactile. Sensor" 1995 IEEE Int, Conf. on Robotic and Automation. 817-824 (1995)
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[Publications] M. Ohka, Y. Mitsuya, S. Takeuchi and O. Kamekawa,.: "Desiyn of Three- olimensional Tactile Sensor Applying Optical Waveguid Plate Based on FEM contact Analysis and Implementation of Robotrc Tactile gensing System Using Iuage Date Processing Techniguo" Internationl Conherence on Comptational Engineering Scionce. 1492-1497 (1995)
