1995 Fiscal Year Annual Research Report

皮膚の機械的変形特性を利用した情報処理に基づく触覚センサ

Research Project

Project/Area Number	07650313
Research Category	Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
Research Institution	Shizuoka Institute of Science and Technology
Principal Investigator	大岡昌博静岡理工科大学, 理工学部, 助教授 (50233044)
Keywords	ロボット工学 / 触覚センサ / 市松模様状ゴムシート / ピラミッド突起 / 三軸力 / 硬さ検出 / 三次元面情報 / 光導波路
Research Abstract	ロボットがヒト並の知能的な作業を行うためには,触覚の機能が不可欠である.光導波路は,ゴムの被覆に分布する圧力を光の分布に変換するものである.この原理を応用して,光の分布をCCDカメラにて撮像することによって触覚センサを構成できる.このゴムの被覆の材質・形状を種々変更すると,圧力以外の情報も獲得できる.研究代表者はこの特色に着目し,ゴムの被覆の両面にそれぞれ円柱状と円すい状の触子のアレイを形成することによって三軸力の分布を検出するセンサを開発した.本研究では,これをさらに発展させて,特性の異なる素子を分布させたゴムシートの変形を用い,その機械変換能力によって硬さや形状などの高次な情報を得るセンサを開発する.以下に本年度の成果をまとめる. (1)表面にピラミッド状突起をアレイ状に配列した光導派路を製作し,硬・軟二種類の硬さのゴムパッチを市松模様状に配列させて一枚としたゴムシートと組み合わせる構造の触覚センサを開発した. (2)一つのゴムパッチは,4つのピラミッド状突起と接触するように配列してあるので,4箇所の接触面積の大小関係から,三軸力を検出できることを実験で明らかにした. (3)硬・軟のゴムパッチの間には段差があるため,対象物体が硬くなるほど同一加圧力でも両パッチ間の接触面積の差は小さくなる.この接触面積差を硬さ検出の尺度にできることを一連のFEMによる接触解析によって明らかにするとともに最適段差値を求めた. (4)解析で求めた段差を有するゴムシートを製作し,ヤング率が異なる5種類の試験片を用いた硬さ検出実験を行い,解析で予測した硬さ検出能力があることを明らかにした. (5)ピラミッド突起がゴムシートに圧入するときの圧入深さの分布を計測することによって対象物体の三次元面情報を得ることができることを実験によって明らかにした.

Research Products
(5 results)

All Other

All Publications (5 results)

[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)
[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識" IIP'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)
[Publications] M. Ohka, Y. Mitsuya, S. Takeuchi, H. Ishihara and O. Kamekawa,.: "A Three- axis Prtical 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)
[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 Robotic Tactile sensing System Using Iuage Date Processing Techniguo" Internationl Conherence on Comptational Engineering Scionce. 1492-1497 (1995)
[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)

1995 Fiscal Year Annual Research Report

皮膚の機械的変形特性を利用した情報処理に基づく触覚センサ

Principal Investigator

大岡 昌博 静岡理工科大学, 理工学部, 助教授 (50233044)

Research Products

[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)

[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識" IIP'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)

[Publications] M. Ohka, Y. Mitsuya, S. Takeuchi, H. Ishihara and O. Kamekawa,.: "A Three- axis Prtical 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)

[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)

大岡昌博静岡理工科大学, 理工学部, 助教授 (50233044)