協働ロボットの表面に巻き付け可能な紐状近接覚・触覚センサ

可以缠绕在协作机器人表面的绳状接近/触觉传感器

• 批准号: 22K04021
• 负责人: 辻 聡史
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Fukuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04021/
• 关键词: 協働ロボット; 近接覚センサ; ToFセンサ; 安全対策; 近接覚・触覚センサ; 紐状

本研究は、協働ロボットの安全対策のためのロボット全体を覆うことが可能な近接覚・触覚センサの開発を目的とする。センサを協働ロボット表面全体に実装する場合、ロボットの形状が様々であることから、ロボットの形状に合わせセンサを作製するか、多数の小型センサモジュールにより表面を覆う必要があり、ロボット全体を覆うことは容易ではない。そこで申請者は、センサ構造を紐状にすることにより様々なロボット表面にセンサを容易に実装することを考案した。今年度は、(1)対象までの距離を検出可能なToFセンサを紐状にするため、5個のToFセンサとマイコンなどをフレキシブル基板に実装したToFセンサアレイを試作した。本試作センサの大きさは約17×170 mmであり、一方向に柔軟に曲げることが可能である。試作センサによりセンサアレイを曲げた状態で、各ToFセンサが距離を検出できることを確認した。(2)上記結果をもとに6個のToFセンサから構成されるToFセンサアレイを試作した。このセンサアレイを8個作製し、連結することにより紐状のセンサを実現した。本センサは、実装する面に合わせ接続するToFセンサアレイの数を変更することにより長さを変更できる。試作した紐状センサをロボットアームに巻き付け実装し、ロボット表面における対象までの距離を検出できることを確認した。更に、センサにより取得した情報によりロボットアームが制御可能であることを確認した。

这项研究旨在开发邻近性和触觉传感器，这些传感器可以涵盖整个机器人的协作机器人安全措施。当传感器安装在协作机器人的整个表面上时，机器人具有多种形状，因此有必要制造传感器以适合机器人的形状或用大量的小传感器模块覆盖表面，并且不容易覆盖整个机器人。因此，申请人设计了一种通过使传感器结构为弦形结构来轻松将传感器安装在各种机器人表面上的方法。今年，为了形成一个带有五个TOF传感器和安装在柔性板上的微控制器的弦形TOF传感器阵列，我们创建了一个原型TOF传感器阵列，该原型TOF传感器阵列可以检测到目标（1）到字符串中的距离。该原型传感器的尺寸约为17 x 170 mm，可以在一个方向上灵活弯曲。已证实，每个TOF传感器可以检测到传感器阵列弯曲原型传感器时的距离。 （2）基于上述结果，创建了由六个TOF传感器组成的原型TOF传感器阵列。制造了八个传感器并相互连接以实现弦乐传感器。可以通过更改连接到要安装的表面的TOF传感器阵列的数量来更改该传感器的长度。原型弦乐传感器被包裹在机器人臂上并安装，并确认可以检测到机器人表面上的物体的距离。此外，可以根据传感器获得的信息来控制机器人臂。

项目成果

Proximity and Tactile Sensor Combining Multiple <scp>ToF</scp> Sensors and a Self‐Capacitance Proximity and Tactile Sensor

结合多个 <scp>ToF</scp> 传感器和自电容接近和触觉传感器的接近和触觉传感器

• DOI: 10.1002/tee.23779
• 发表时间: 2023
• 期刊: IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering
• 影响因子: 1
• 作者: Tsuji Satoshi;Kohama Teruhiko
• 通讯作者: Kohama Teruhiko

ロボットに巻き付け可能なひも状ToFセンサアレイの提案

提议可缠绕在机器人周围的线状 ToF 传感器阵列

• 发表时间: 2022
• 作者: 辻聡史;小浜輝彦;辻聡史
• 通讯作者: 辻聡史

複数ToF・自己容量近接覚・触覚センサの提案,

多个ToF/自电容接近/触觉传感器的提议，

• 发表时间: 2022
• 作者: 辻聡史;小浜輝彦
• 通讯作者: 小浜輝彦