JP7306453B2 - 触覚センサ、ロボットハンド、及びロボット - Google Patents

Description

本開示は、触覚センサ、ロボットハンド、及びロボットに関する。

例えば、日本国特許出願公開２０１６－２０５９４２号公報（特許文献１）には、ロボットハンドの指先に取り付けられる多軸力センサが記載されている。

この多軸力センサは、複数の圧力センサを備えたセンサユニットと、センサユニットを覆うカバーとを備えている。カバーに入力された外力は、センサユニットの圧力センサに伝達される。

しかしながら、従来の多軸力センサにあっては、外力がカバーの例えば縁部に入力された場合、カバーが傾斜する。

そして、入力される外力が大きくなると、カバーの傾斜も大きくなる。このとき、カバーは、外力の入力位置が基部に近づく方向へ大きく変位する。一方、カバーは、外力の入力位置から離れた部位が基部から離れる方向へ大きく変位する。

ここで、基部に近づく方向へ大きく変位する位置に圧力センサが配置されている場合、この圧力センサに予期せぬ過負荷が加わる。また、基部から離れる方向へ大きく変位する位置に圧力センサが配置されており、この圧力センサの接触子がカバーに接着されている場合、カバーと接触子とが剥離する。これらにより、多軸力センサの耐久性の低下が懸念される。

本開示は、カバーに加わる力の位置に拘わらず故障を抑制することができる触覚センサ、ロボットハンド、及びロボットを提供することを目的とする。

本開示の触覚センサは、基部の少なくとも一部を覆うように設けられたカバーと、該カバーと前記基部との間に配置され、前記カバーに加わる力を検出する検出部と、前記基部に対する前記カバーの傾きを制限する制限構造と、を備えている。

本開示によれば、カバーに加わる力の位置に拘わらず故障を抑制することができる。

第一実施形態に係るロボットハンドを備えたロボットを示す模式図である。 第一実施形態に係る触覚センサを有するロボットハンドの要部を示す断面図である。 図２の矢印Ａ方向から見たロボットハンドの要部を示す一部透明図である。 第二実施形態に係る触覚センサを有するロボットハンドの要部を示す断面図である。 図４の矢印Ｂ方向から見たロボットハンドの要部を示す一部透明図である。 第三実施形態に係る触覚センサを有するロボットハンドの要部を示す断面図である。 図６の矢印Ｃ方向から見たロボットハンドの要部を示す一部透明図である。 第四実施形態に係る触覚センサを有するロボットハンドの要部を示す断面図である。 図８の矢印Ｄ方向から見たロボットハンドの要部を示す一部透明図である。

＜第一実施形態＞
以下、図１から図３を参照しつつ、第一実施形態を説明する。

図１は、本実施形態に係るロボット１０を示す図である。このロボット１０は、ロボット本体１２と、ロボット本体１２より延び出したロボットアーム１４と、ロボットアーム１４の先端に設けられたロボットハンド１６とを備えている。

ロボットアーム１４は、第一関節部１４Ａを介してロボット本体１２に支持されており、ロボットアーム１４は、ロボット本体１２に対して回転及び傾動可能である。また、ロボットアーム１４は、第二関節部１４Ｂ及び第三関節部１４Ｃを備えており、各関節部１４Ｂ、１４Ｃにおいて任意の方向へ傾倒可能である。ロボットハンド１６は、第四関節部１４Ｄを介してロボットアーム１４に支持されており、ロボットハンド１６は、ロボットアーム１４に対して回転及び傾動可能である。

ロボットハンド１６は、互いに対向して配置された第一指２０と第二指２２とを備えおり、両指２０、２２間に対象物２４を挟んで保持することができる。第一指２０は、触覚センサ２６を備えており、第二指２２は、触覚センサ２６を備えた第一指２０に対向する対向部を構成する。

ロボット本体１２には、コントローラ２８が接続されている。ロボット本体１２は、コントローラ２８からの制御信号に基づいて、ロボットアーム１４及びロボットハンド１６のアクチュエータに駆動信号を出力し、ロボットアーム１４及びロボットハンド１６を駆動する。

図２は、第一指２０を示す要部の断面図であり、第一指２０を構成する基部３０は、第二指２２と共に対象物２４を把持する際に、対象物２４に対して両指２０、２２の相対的な変位に応じた把持力を印加する（図１参照）。この基部３０は、触覚センサ２６を備えている。

［触覚センサ］
触覚センサ２６は、基部３０の少なくとも一部を覆うように設けられたカバー３２と、カバー３２と基部３０との間に配置されカバー３２に加わる力Ｆ１を検出する検出部（詳細は後述）とを備えている。また、触覚センサ２６は、基部３０に対するカバー３２の傾きを制限する制限構造３４を備えている。そして、カバー３２には、対象物２４の対象箇所に接するコンタクト部３６が交換可能に取り付けられている。

（カバー）
カバー３２は、基部３０における第二指２２側に位置する面である基部側面３８に沿って配置される側面被覆部４０と、側面被覆部４０の先端より延出し基部３０の先端側の基部端面４２に沿って配置される端面被覆部４４とを有する。カバー３２は、一例としてステンレス製の板材で構成されている。このカバー３２は、例えばアクリル板で構成してもよい。

側面被覆部４０及び端面被覆部４４は、任意の形状である矩形板状に形成され、カバー３２は、断面Ｌ字状である。側面被覆部４０及び端面被覆部４４の形状は、矩形状に限定されるものでなく、他の形状であっても良い。

（検出部）
検出部は、図２及び図３に示すように、基部側面３８及び側面被覆部４０の間に設けられた側面検出部５０と、基部端面４２及び端面被覆部４４の間に設けられた端面検出部５２とを備える。側面検出部５０は、第二指２２側から見て側面被覆部４０の中央部に対応した部位に配置されており、端面検出部５２は、端面被覆部４４の幅方向中央部に対応した部位に配置されている。

なお、基部側面３８及び側面被覆部４０の間に複数の側面検出部５０を設けたり、基部端面４２及び端面被覆部４４の間に複数の端面検出部５２を設けたりしてもよい。

側面検出部５０及び端面検出部５２は、印加された力Ｆ１、Ｆ２を電気的変化として検出し、検出した電気的変化を図示しないハーネスを介してコントローラ２８に伝達する。電気的変化としては、静電容量変化、抵抗値変化、電流変化、インダクタンス変化、電荷移動、及び共振周波数変化などが挙げられる。

両検出部５０、５２は、センサで構成され、このセンサは、荷重センサ又は力覚センサと言い換えることができる。

両検出部５０、５２は、同一の構成とされており、矩形状のセンサ本体５０Ａ、５２Ａと、センサ本体５０Ａ、５２Ａから突出した円柱状の接触子５０Ｂ、５２Ｂとを備えている。なお、両検出部５０、５２は、異なる方式の検出部でも、測定レンジが異なる検出部であってもよい。

側面検出部５０のセンサ本体５０Ａは、基部側面３８に固定されており、側面検出部５０の接触子５０Ｂの先端は、カバー３２の側面被覆部４０に接着されている。端面検出部５２のセンサ本体５２Ａは、基部端面４２に固定されており、端面検出部５２の接触子５２Ｂの先端は、カバー３２の端面被覆部４４に接着されている。これにより、カバー３２は、各検出部５０、５２を介して基部３０に支持されており、側面被覆部４０及び端面被覆部４４は、基部３０に対して一体的に変位可能である。

各検出部５０、５２の各接触子５０Ｂ、５２Ｂは、一例として印加される力Ｆ１、Ｆ２に応じてセンサ本体５０Ａ、５２Ａ側へ後退するように構成されており、各接触子５０Ｂ、５２Ｂに加えられた力Ｆ１、Ｆ２を各接触子５０Ｂ、５２Ｂの後退量から計測する。これにより、各検出部５０、５２は、基部３０に対するカバー３２の相対的な変位から当該カバー３２に加わる力Ｆ１、Ｆ２を検出する。

（制限構造）
制限構造３４は、カバー３２の基部３０に近づく方向への移動を制限するストッパで構成されている。ストッパは、側面検出部５０を囲むように配置されており、側面被覆部４０の四隅に配置されている。これにより、ストッパは、カバー３２の周縁部の移動を制限し、ストッパは、触覚センサ２６に過負荷が加えられる前に、その力Ｆ１、Ｆ２を側面検出部５０と分担して受ける。

このストッパは、基部側面３８に設けられた側面ストッパ５４と、基部端面４２に設けられた端面ストッパ５６とを有している。側面ストッパ５４は、基部３０に固定されているが、カバー３２に固定してもよい。

側面ストッパ５４の端面５４Ａから側面被覆部４０までの離間寸法Ｒ１は、側面検出部５０に定格荷重が加えられた際に接触子５０Ｂがセンサ本体５０Ａから突出する突出寸法Ｔ１より小さい。端面ストッパ５６の側面５６Ａから端面被覆部４４の端面４４Ｂまでの離間寸法Ｒ２は、側面検出部５０に定格荷重が加えられた際に接触子５０Ｂがセンサ本体５０Ａから突出する突出寸法Ｔ１より小さい。

カバー３２に力Ｆ１が印加され側面検出部５０の接触子５０Ｂが大きく後退すると、カバー３２が各ストッパ５４、５６に当たる。すると、各ストッパ５４、５６は、印加された力Ｆ１を側面検出部５０と分担して受ける。これにより、側面被覆部４０の基部側面３８側への移動を規制することで、側面検出部５０における接触子５０Ｂの許容量を超えた後退を制限し、側面検出部５０への過負荷の入力を抑制する。

側面ストッパ５４は、図３に示したように、側面被覆部４０のロボットアーム１４側の両角部と対向する箇所に配置されており、矩形状の側面被覆部４０は、基部３０の基端側の二箇所が側面ストッパ５４に当たり得る。また、端面ストッパ５６は、図２に示したように、端面被覆部４４の端面４４Ｂの長さ方向の両端部と対向する箇所に配置されており、矩形状の側面被覆部４０は、基部３０の先端側の二箇所が端面被覆部４４を介して端面ストッパ５６に当たり得る。

これにより、矩形状の側面被覆部４０は、各ストッパ５４、５６によって基部側面３８側への移動が周縁部である四隅で規制され、基部３０に対して許容量を超えた傾きが制限される。

（コンタクト部）
コンタクト部３６は、板状に形成されたゴム材で構成されており、コンタクト部３６は、第一指２０と第二指２２とで対象物２４を把持する際に、第一指２０と対象物２４との衝突及び衝撃を和らげる。

コンタクト部３６の四隅には、凹部５８が形成されており、凹部５８の底面には、裏面に貫通する貫通穴６０が形成されている。この貫通穴６０に対応した側面被覆部４０の部位には、ネジ穴６２が形成されており、コンタクト部３６の貫通穴６０に挿入されたネジ６４をネジ穴６２に捩じ込むことで、コンタクト部３６をカバー３２に交換可能に取り付けることができる。

（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

本実施形態のロボット１０において、ロボットハンド１６の第一指２０には、触覚センサ２６が設けられている。この触覚センサ２６は、第一指２０を構成する基部３０の一部を覆うカバー３２と、カバー３２及び基部３０間に配置されカバー３２に加わる力Ｆ１を検出する各検出部５０、５２と、基部３０に対するカバー３２の傾きを制限する制限構造３４とを備えている。

これにより、第一指２０と第二指２２とで対象物２４を把持する際に、カバー３２の一部に大きな力Ｆ１（把持力）が印加された場合であっても、基部３０に対するカバー３２の傾きが制限構造３４によって制限される。

このため、カバー傾斜時に基部３０側へ最も近づく方向へ変位する部位に何れかの検出部５０、５２が配置されている場合であっても、当該検出部５０、５２への予期せぬ過負荷の印加を抑制することができる。これにより、当該検出部５０、５２の故障を抑制することができる。

一方、カバー傾斜時に基部３０から最も離れる方向へ変位する部位に何れかの検出部５０、５２が配置されている場合であっても、当該検出部５０、５２における接触子５０Ｂ、５２Ｂのカバー３２からの剥離を抑制することができる。

これらにより、触覚センサ２６の耐久性の低下を抑制し、故障の発生率を低下することができる。したがって、カバー３２に加わる力Ｆ１、Ｆ２の位置に拘わらず、故障に起因した損失を抑制することができる。

また、各検出部５０、５２は、基部３０に対するカバー３２の相対的な変位から当該カバー３２に加わる力Ｆ１、Ｆ２を検出する。このため、各検出部５０、５２の故障に起因した検出精度の低下を抑制することができる。

そして、カバー３２は、基部３０の基部側面３８に沿って配置される側面被覆部４０と、側面被覆部４０の先端部より延び出し基部３０の基部端面４２に沿って配置される端面被覆部４４とを有している。また、各検出部５０、５２は、基部側面３８及び側面被覆部４０の間と、基部端面４２及び端面被覆部４４の間とに配置されている。

これにより、基部３０の側面から印加される力Ｆ１（把持力）に加えて、基部３０の先端側からの力Ｆ２（押圧力）も検出することができる。

また、制限構造３４は、カバー３２の基部３０に近づく方向への移動を制限する各ストッパ５４、５６で構成されている。このため、カバー３２に許容する傾きに応じて、各ストッパ５４、５６の配置を調整することが可能となる。

さらに、各ストッパ５４、５６は、任意の形状に形成されたカバー３２の周縁部の移動を制限する。このため、各ストッパ５４、５６が、任意の形状に形成されたカバー３２の中心部の移動を制限する場合と比較して、カバー３２の傾きを安定的に抑制することができる。

そして、カバー３２には、対象箇所に接するコンタクト部３６が交換可能に取り付けられている。このため、把持する対象物２４やロボットハンド１６で行う作業内容に適したコンタクト部３６を選択して取り付けることができる。

具体的に説明すると、例えば滑りやすい対象物２４を把持する際には、摩擦係数の高いコンタクト部３６を取り付けることが可能となり、ロボット１０による作業性を向上することができる。

また、コンタクト部３６が劣化した場合、コンタクト部３６だけ交換することができる。これにより、ロボットハンド１６のメンテナンス性が向上する。

＜第二実施形態＞
図４及び図５は、第二実施形態を示す図であり、第一実施形態と同一又は同等部分については同符号を付して説明を割愛するとともに、異なる部分についてのみ説明する。

本実施形態に係るロボットの第一指２０に設けられた触覚センサ２６は、第一実施形態と比較して、基部３０に対するカバー３２の傾きを制限する制限構造３４が異なる。具体的には、第一実施形態と比較して、制限構造３４を構成するストッパの形状、及びコンタクト部３６の形状が異なる。

（制限構造）
すなわち、制限構造３４は、カバー３２の基部３０に近づく方向への移動を制限する側面ストッパ５４と端面ストッパ５６とで構成されている。

（側面ストッパ）
側面ストッパ５４は、側面被覆部４０の裏面４０Ａに接して側面被覆部４０の基部側面３８に近づく方向への移動を制限する側方面接触部７０を有する。また、側面ストッパ５４は、側面被覆部４０の端面４０Ｂに接して端面被覆部４４の基部端面４２に近づく方向への移動を制限する側方端接触部７２を有する。

側面ストッパ５４は、断面Ｌ字状に形成されており、側方面接触部７０は、側面被覆部４０の裏面４０Ａに対向した平坦面で構成されている。また、側方端接触部７２は、側面被覆部４０の端面４０Ｂに対向した平坦面で構成されている。

（端面ストッパ）
端面ストッパ５６は、端面被覆部４４の裏面４４Ａに接して端面被覆部４４の基部端面４２に近づく方向への移動を制限する端側面接触部７４を有する。また、端面ストッパ５６は、端面被覆部４４の端面４４Ｂに接して側面被覆部４０の基部側面３８に近づく方向への移動を制限する端側端接触部７６を有する。

端面ストッパ５６は、断面Ｌ字状に形成されており、端側面接触部７４は、端面被覆部４４の裏面４４Ａに対向した平坦面で構成されている。また、端側端接触部７６は、端面被覆部４４の端面４４Ｂに対向した平坦面で構成されている。

側面ストッパ５４の側方面接触部７０から側面被覆部４０までの離間寸法Ｒ３は、側面検出部５０に定格荷重が加えられた際に接触子５０Ｂがセンサ本体５０Ａから突出する突出寸法Ｔ１より小さい。端面ストッパ５６の端側端接触部７６から端面被覆部４４の端面４４Ｂまでの離間寸法Ｒ４は、側面検出部５０に定格荷重が加えられた際に接触子５０Ｂがセンサ本体５０Ａから突出する突出寸法Ｔ１より小さい。

端面ストッパ５６の端側面接触部７４から端面被覆部４４までの離間寸法Ｒ５は、端面検出部５２に定格荷重が加えられた際に接触子５２Ｂがセンサ本体５２Ａから突出する突出寸法Ｔ２より小さい。側面ストッパ５４の側方端接触部７２から側面被覆部４０の端面４０Ｂまでの離間寸法Ｒ６は、端面検出部５２に定格荷重が加えられた際に接触子５２Ｂがセンサ本体５２Ａから突出する突出寸法Ｔ２より小さい。

カバー３２の側面側から力Ｆ１が印加され側面検出部５０の接触子５０Ｂが大きく後退すると、カバー３２が側面ストッパ５４の側方面接触部７０、及び端面ストッパ５６の端側端接触部７６に当たる。すると、各ストッパ５４、５６は、印加された力Ｆ１を受ける。これにより、側面被覆部４０の基部側面３８側への移動を規制することで、側面検出部５０における接触子５０Ｂの許容量を超えた後退を制限し、側面検出部５０への過負荷の入力を抑制する。

また、カバー３２の先端側から力Ｆ２が印加され端面検出部５２の接触子５２Ｂが大きく後退すると、カバー３２が側面ストッパ５４の側方端接触部７２、及び端面ストッパ５６の端側面接触部７４に当たる。すると、各ストッパ５４、５６は、印加された力Ｆ２を受ける。これにより、端面被覆部４４の基部端面４２側への移動を規制することで、端面検出部５２における接触子５２Ｂの許容量を超えた後退を制限し、端面検出部５２への過負荷の入力を抑制する。

そして、矩形状の側面被覆部４０は、各ストッパ５４、５６によって基部側面３８側への移動が四隅で規制され、基部側面３８に対して許容量を超えた傾きが制限される。また、矩形状の端面被覆部４４は、各ストッパ５４、５６によって基部端面４２側への移動が四隅で規制され、基部端面４２に対して許容量を超えた傾きが制限される。

（コンタクト部）
コンタクト部３６は、カバー３２の側面被覆部４０に沿って配置される側面部３６Ａと、端面被覆部４４に沿って配置される端面部３６Ｂとを有し、コンタクト部３６は、断面Ｌ字状に形成されている。

コンタクト部３６の側面部３４Ａ及び端面部３６Ｂの四隅には、凹部５８が形成されており、凹部５８の底面の貫通穴６０に挿入されたネジ６４をカバー３２のネジ穴６２に捩じ込むことで、コンタクト部３６をカバー３２に交換可能に取り付けることができる。

（作用及び効果）
本実施形態においても、第一実施形態と同一又は同等部分については、同様の作用及び効果を得ることができる。

また、本実施形態では、基部３０の先端側からカバー３２に加えられた力Ｆ２を各ストッパ５４、５６によって端面被覆部４４の四隅で受けることができる。これにより、基部端面４２に対するカバー３２の端面被覆部４４の傾きを制限することができる。

このため、端面検出部５２への予期せぬ過負荷の印加を抑制することができ、端面検出部５２の故障を抑制することができる。また、端面検出部５２における接触子５２Ｂのカバー３２からの剥離を抑制することができる。

これらにより、触覚センサ２６の耐久性の低下を抑制し、故障の発生率を低下することができ、カバー３２に加わる力Ｆ１、Ｆ２の位置に拘わらず、故障に起因した損失を抑制することができる。

さらに、本実施形態では、端側面接触部７４及び端側端接触部７６を有した端面ストッパ５６と、側方端接触部７２及び側方面接触部７０を有した側面ストッパ５４とを用いている。これにより、基部端面４２に対するカバー３２の端面被覆部４４の傾きと、基部側面３８に対するカバー３２の側面被覆部４０の傾きとを制限することができる。

＜第三実施形態＞
図６及び図７は、第三実施形態を示す図であり、第一実施形態及び第二実施形態と同一又は同等部分については同符号を付して説明を割愛するとともに、異なる部分についてのみ説明する。

本実施形態に係るロボット１０の第一指２０に設けられた触覚センサ２６は、第一実施形態及び第二実施形態と比較して、基部３０に対するカバー３２の傾きを制限する制限構造３４が異なる。具体的には、第一実施形態及び第二実施形態と比較して、制限構造３４を構成するストッパが異なる。

（制限構造）
すなわち、制限構造３４を構成するストッパは、基部側面３８に設けられた第一側面ストッパ８０と、側面被覆部４０に設けられた第二側面ストッパ８２とを有している。また、制限構造３４を構成するストッパは、基部端面４２に設けられた第一端面ストッパ８４と、端面被覆部４４に設けられた第二端面ストッパ８６とを有している。

第二側面ストッパ８２及び第一端面ストッパ８４は、側面被覆部４０の基部側面３８に近づく方向への移動を制限する。第一側面ストッパ８０及び第二端面ストッパ８６は、端面被覆部４４の基部端面４２に近づく方向への移動を制限する。

第二側面ストッパ８２から基部側面３８までの離間寸法Ｒ７、及び第一端面ストッパ８４の側面８４Ａから端面被覆部４４の端面４４Ｂまでの離間寸法Ｒ８は、側面検出部５０に定格荷重が加えられた際に接触子５０Ｂが突出する突出寸法Ｔ１より小さい。第一側面ストッパ８０の側面８０Ａから側面被覆部４０の端面４０Ｂまでの離間寸法Ｒ９、及び第二端面ストッパ８６から基部端面４２までの離間寸法Ｒ１０は、端面検出部５２に定格荷重が加えられた際に接触子５２Ｂが突出する突出寸法Ｔ２より小さい。

カバー３２の側面側から力Ｆ１が印加され側面検出部５０の接触子５０Ｂが大きく後退すると、第二側面ストッパ８２が基部側面３８に当たる。また、端面被覆部４４の端面４４Ｂが第一端面ストッパ８４の側面８４Ａに当たる。すると、各ストッパ８２、８４は、印加された力Ｆ１を受ける。これにより、側面被覆部４０の基部側面３８側への移動を規制することで、側面検出部５０における接触子５０Ｂの許容量を超えた後退を制限し、側面検出部５０への過負荷の入力を抑制する。

また、カバー３２の先端側から力Ｆ２が印加され端面検出部５２の接触子５２Ｂが大きく後退すると、側面被覆部４０の端面４０Ｂが第一側面ストッパ８０の側面８０Ａに当たる。また、第二端面ストッパ８６が基部端面４２に当たる。すると、各ストッパ８０、８６は、印加された力Ｆ２を受ける。これにより、端面被覆部４４の基部端面４２側への移動を規制することで、端面検出部５２における接触子５２Ｂの許容量を超えた後退を制限し、端面検出部５２への過負荷の入力を抑制する。

そして、矩形状の側面被覆部４０は、各ストッパ８２、８４によって基部側面３８側への移動が四隅で規制され、基部側面３８に対して許容量を超えた傾きが制限される。また、矩形状の端面被覆部４４は、各ストッパ８０、８６によって基部端面４２側への移動が四隅で規制され、基部端面４２に対して許容量を超えた傾きが制限される。

（作用及び効果）
本実施形態においても、第一実施形態及び第二実施形態と同一又は同等部分については、同様の作用及び効果を得ることができる。

＜第四実施形態＞
図８及び図９は、第四実施形態を示す図であり、第一実施形態から第三実施形態と同一又は同等部分については同符号を付して説明を割愛するとともに、異なる部分についてのみ説明する。

本実施形態に係るロボット１０の第一指２０に設けられた触覚センサ２６は、第一実施形態から第三実施形態と比較して、基部３０に対するカバー３２の傾きを制限する制限構造３４が異なる。

（基部）
ロボットハンド１６の第一指２０を構成する基部３０には、第二指２２側の基部側面３８の先端部、及び基部端面４２における第二指２２側に、内側へ後退したカバー収容部９０が形成されている。このカバー収容部９０には、カバー３２が配置されており、基部３０の一部は、カバー３２で覆われている。

カバー３２には、コンタクト部３６が取り付けられている。コンタクト部３６の側面部３６Ａの表面３６Ｃと基部側面３８とは、同一面上に位置するように構成されている。コンタクト部３６の端面部３６Ｂの表面３６Ｄと基部端面４２とは、同一面上に位置するように構成されている。

基部側面３８より後退したカバー収容部９０の側部底面９２の中央部には、側面取付穴９４が形成されており、側面取付穴９４には、側面検出部５０が配置されている。側面取付穴９４は、配置された側面検出部５０の接触子５０Ｂが側部底面９２より突出する深さに設定されており、側面検出部５０の接触子５０Ｂは、カバー３２の側面被覆部４０に接着されている。

基部端面４２より後退したカバー収容部９０の端部底面９６の中央部には、端面取付穴９８が形成されており、端面取付穴９８には、端面検出部５２が配置されている。端面取付穴９８は、配置された端面検出部５２の接触子５２Ｂが端部底面９６より突出する深さに設定されており、端面検出部５２の接触子５２Ｂは、カバー３２の端面被覆部４４に接着されている。

（制限構造）
カバー３２の側面側から力Ｆ１が印加され側面検出部５０の接触子５０Ｂが大きく後退すると、側面被覆部４０の裏面４０Ａが側部底面９２に当たる。すると、側部底面９２は、印加された力Ｆ１を受ける。これにより、側面被覆部４０の移動を規制することで、側面検出部５０における接触子５０Ｂの許容量を超えた後退を制限し、側面検出部５０への過負荷の入力を抑制する。

また、カバー３２の先端側から力Ｆ２が印加され端面検出部５２の接触子５２Ｂが大きく後退すると、端面被覆部４４の裏面４４Ａが端部底面９６に当たる。すると、端部底面９６は、印加された力Ｆ２を受ける。これにより、端面被覆部４４の移動を規制することで、端面検出部５２における接触子５２Ｂの許容量を超えた後退を制限し、端面検出部５２への過負荷の入力を抑制する。

そして、側面被覆部４０は、側面取付穴９４の外周部の側部底面９２によって基部３０側への移動が規制されるので、側部底面９２に対して許容量を超えた傾きが制限される。また、端面被覆部４４は、端面取付穴９８の外周部の端部底面９６によって基部３０側への移動が規制されるので、端部底面９６に対して許容量を超えた傾きが制限される。

側部底面９２、端部底面９６、側面取付穴９４の深さ、及び端面取付穴９８の深さによって、触覚センサ２６に制限構造３４が構成される。

（作用及び効果）
本実施形態においても、第一実施形態から第三実施形態と同一又は同等部分については、同様の作用及び効果を得ることができる。

また、基部３０又はカバー３２にストッパを設けて制限構造３４を構成する場合と比較して、構成の簡素化を図ることができる。

なお、各実施形態では、触覚センサ２６を、ロボットハンド１６の第一指２０に設けた場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えばロボット１０の手首部分に触覚センサ２６を設けてもよい。また、第一指２０及び第二指２２の両方に触覚センサ２６を設けてもよい。さらに、端面検出部５２は、省略してもよい。また、各検出部５０、５２は、カバー３２側に設けてもよい。

以下に符号の説明を記載する。
１０ ロボット
１２ ロボット本体
１６ ロボットハンド
２０ 第一指
２２ 第二指
２４ 対象物
２６ 触覚センサ
３０ 基部
３２ カバー
３４ 制限構造
３６ コンタクト部
３８ 基部側面
４０ 側面被覆部
４２ 基部端面
４４ 端面被覆部
５０ 側面検出部
５２ 端面検出部
５４ 側面ストッパ
５６ 端面ストッパ
７０ 側方面接触部
７２ 側方端接触部
７４ 端側面接触部
７６ 端側端接触部
８０ 第一側面ストッパ
８２ 第二側面ストッパ
８４ 第一端面ストッパ
８６ 第二端面ストッパ

＜＜付記＞＞
本明細書からは、以下の態様が概念化される。

態様１は、
基部の少なくとも一部を覆うように設けられたカバーと、
該カバーと前記基部との間に配置され、前記カバーに加わる力を検出する検出部と、
前記基部に対する前記カバーの傾きを制限する制限構造と、
を備えた触覚センサ。

態様２は、
前記検出部は、前記基部に対する前記カバーの相対的な変位から当該カバーに加わる力を検出する態様１に記載の触覚センサ。

態様３は、
前記カバーは、前記基部の基部側面に沿って配置される側面被覆部と、該側面被覆部より延出し前記基部の基部端面に沿って配置される端面被覆部とを有し、
前記検出部は、前記基部側面及び前記側面被覆部の間と、前記基部端面及び前記端面被覆部の間とに配置されている態様１又は態様２に記載の触覚センサ。

態様４は、
前記制限構造は、前記カバーの前記基部に近づく方向への移動を制限するストッパで構成されている態様３に記載の触覚センサ。

態様５は、
前記ストッパは、任意の形状に形成された前記カバーの周縁部の移動を制限する態様４に記載の触覚センサ。

態様６は、
前記ストッパは、前記基部側面に設けられた側面ストッパと、前記基部端面に設けられた端面ストッパとを有し、
前記側面ストッパは、前記側面被覆部に接して当該側面被覆部の前記基部側面に近づく方向への移動を制限する側方面接触部と、前記側面被覆部の端面に接して前記端面被覆部の前記基部端面に近づく方向への移動を制限する側方端接触部とを有し、
前記端面ストッパは、前記端面被覆部に接して当該端面被覆部の前記基部端面に近づく方向への移動を制限する端側面接触部と、前記端面被覆部の端面に接して前記側面被覆部の前記基部側面に近づく方向への移動を制限する端側端接触部とを有する態様４又は態様５に記載の触覚センサ。

態様７は、
前記ストッパは、前記基部側面に設けられた第一側面ストッパと、前記側面被覆部に設けられた第二側面ストッパと、前記基部端面に設けられた第一端面ストッパと、前記端面被覆部に設けられた第二端面ストッパとを有し、
前記第二側面ストッパ及び前記第一端面ストッパは、前記側面被覆部の前記基部側面に近づく方向への移動を制限し、前記第一側面ストッパ及び前記第二端面ストッパは、前記端面被覆部の前記基部端面に近づく方向への移動を制限する態様４又は態様５に記載の触覚センサ。

態様８は、
前記カバーには、対象箇所に接するコンタクト部が交換可能に取り付けられている態様１から態様７の何れかに記載の触覚センサ。

態様９は、
態様１から態様８のいずれかに記載の触覚センサと、
該触覚センサに対向して配置され、当該触覚センサとの間に対象物を把持する対向部と、
を備えたロボットハンド。

態様１０は、
態様９に記載のロボットハンドと、
該ロボットハンドを駆動するロボット本体と、
を備えたロボット。

本明細書に記載されたすべての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (9)

1. 基部の少なくとも一部を覆うように設けられたカバーと、
   該カバーと前記基部との間に配置され、前記カバーに加わる力を検出する検出部と、
   前記基部に対する前記カバーの傾きを制限する制限構造と、
   を備え、
   前記検出部は、センサ本体と接触子とを有し、前記接触子の前記センサ本体側への後退による前記基部に対する前記カバーの相対的な変位から当該カバーに加わる力を検出する、触覚センサ。
2. 前記カバーは、前記基部の基部側面に沿って配置される側面被覆部と、該側面被覆部より延出し前記基部の基部端面に沿って配置される端面被覆部とを有し、
   前記検出部は、前記基部側面及び前記側面被覆部の間と、前記基部端面及び前記端面被覆部の間とに配置されている請求項１に記載の触覚センサ。
3. 前記制限構造は、前記カバーの前記基部に近づく方向への移動を制限するストッパで構成されている請求項２に記載の触覚センサ。
4. 前記ストッパは、任意の形状に形成された前記カバーの周縁部の移動を制限する請求項３に記載の触覚センサ。
5. 前記ストッパは、前記基部側面に設けられた側面ストッパと、前記基部端面に設けられた端面ストッパとを有し、
   前記側面ストッパは、前記側面被覆部に接して当該側面被覆部の前記基部側面に近づく方向への移動を制限する側方面接触部と、前記側面被覆部の端面に接して前記端面被覆部の前記基部端面に近づく方向への移動を制限する側方端接触部とを有し、
   前記端面ストッパは、前記端面被覆部に接して当該端面被覆部の前記基部端面に近づく方向への移動を制限する端側面接触部と、前記端面被覆部の端面に接して前記側面被覆部の前記基部側面に近づく方向への移動を制限する端側端接触部とを有する請求項３又は請求項４に記載の触覚センサ。
6. 前記ストッパは、前記基部側面に設けられた第一側面ストッパと、前記側面被覆部に設けられた第二側面ストッパと、前記基部端面に設けられた第一端面ストッパと、前記端面被覆部に設けられた第二端面ストッパとを有し、
   前記第二側面ストッパ及び前記第一端面ストッパは、前記側面被覆部の前記基部側面に近づく方向への移動を制限し、前記第一側面ストッパ及び前記第二端面ストッパは、前記端面被覆部の前記基部端面に近づく方向への移動を制限する請求項３又は請求項４に記載の触覚センサ。
7. 前記カバーには、対象箇所に接するコンタクト部が交換可能に取り付けられている請求項１から請求項６の何れか一項に記載の触覚センサ。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の触覚センサと、
   該触覚センサに対向して配置され、当該触覚センサとの間に対象物を把持する対向部と、
   を備えたロボットハンド。
9. 請求項８に記載のロボットハンドと、
   該ロボットハンドを駆動するロボット本体と、
   を備えたロボット。

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