Development of proximity and tactile sensor module to improve safety and operability of cooperative robot

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K14952
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
• Research Institution: Fukuoka University
• Principal Investigator: Tsuji Satoshi 福岡大学, 工学部, 助教 (40632021)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 協働ロボット / 触覚センサ / 近接覚センサ

Outline of Final Research Achievements

As a safety measure for collaborative robots, we have developed proximity and tactile sensors that can detect objects with and without contact. In this study, we mainly proposed 3 sensors that (1) proximity and contact sensor by combining ToF (Time-of-Flight) and self-capacitance sensors, (2) proximity and tactile sensor by combining ToF and self-capacitance sensors, and (3) safety light curtain using ToF sensors for end effector. We showed that these prototype sensors mounted on the robot arm can detect objects at proximity range and on contact. In addition, the robot arm was controlled using measurement data.

Free Research Field

センサ工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、人と同じ場所で、人と協働して作業できる協働ロボットが注目されている。これらのロボットが安全に作業するには、ロボットと人との衝突を避けることが重要であり、ロボット周囲の状態を常に測定する必要がある。更に安全、確実に作業するためには、対象との接触状態を検出し、その情報をフィードバックさせロボットを操作することも重要である。そのためのセンサの一つとして、ロボット表面を覆う触覚センサや近接覚センサがあげられる。本研究で提案した近接覚・触覚センサは、協働ロボットの安全対策の一つになりえると考える。