2017 Fiscal Year Annual Research Report
Spray-coated tactile sensor using signal phase delay
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15H02760
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| Research Institution | Fukushima University |
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Principal Investigator |
高橋 隆行 福島大学, 共生システム理工学類, 教授 (70197151)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 接触センサ / 圧電 / 位置検出 / 塗布 / コーティング / 遅延時間 / ロボット / モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1次元のT型RC回路を用いた場合，幅の広いセンサのモデル化で大きな誤差が生じた。そこで新たに，T型RC回路が網目状に2次元的に接続されたモデルを提案し，より良い近似モデルとなることを明らかにした。さらに，円筒全面にセンサを塗布したセンサを試作し，センサとして機能することを実験により確認した。これにより，指全面にセンサを塗布することが可能であることがわかった。
続いて，多点接触について検討を行った。接触タイミングが完全に同時である場合には位置検出は不可能であるが，現実的な接触を想定して，わずかな時間差を置いて複数点が接触する多点連続接触であれば位置検出ができることを確認した。試作したセンサでは，その時間差が1[μs]程度であれば位置検出が可能であることが明らかとなった。
さらに，接触の速度について検討を行った。接触速度は，接触時の力の変化の周波数としてパラメトライズできる。実験ならびにシミュレーションの結果，本センサは接触速度によって応答特性が変化してしまうことがわかった。これを解決するために，新たに，センサの端子数を増やした3端子モデルとセンサ自体を増やした多層センサの2種類を提案し検討した。前者では，各出力端子へ信号が伝搬する速度を指標として応答特性の補正を試みたところ，誤差を±3[mm]程度とすることができた。一方後者では，抵抗膜を導電膜に変更して遅延が生じないようにした下層のセンサの出力で入力周波数を推定して位置の補正を試みた。シミュレーションにてその効果を検証し，誤差を±0.5[mm]以内に抑えられることを示した。
最後に，逆伝達関数による位置推定法を検討した。この方法は，信号伝播特性を表す伝達関数の逆関数を用いて接触位置を推定する方法であり，最終的に，誤差を±1[mm]程度に抑えられることを示した。この手法は，センサの構造を変えることなく適用できるメリットがある。
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| Research Progress Status |
平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(2 results)
