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高機能ロボットハンドのための滑り覚及び力覚を有するＭＥＭＳ集積化触覚センサ

用于高性能机器人手的具有滑动和力感的 MEMS 集成触觉传感器

基本信息

批准号：
16J04014
负责人：
森田伸友
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J04014/
关键词：
滑り覚センサ MEMS レーザドップラ速度計

项目摘要

様々な分野でのロボットによる作業援助を達成するため，ロボットが物体を把持する際の滑りを検出可能なセンサが望まれており，圧電材料，感圧導電性ゴム，微振動検出，熱流束変動など様々な方式が提案されているが，様々な把持物体に対して汎用的に使用可能な滑りセンサは実現していない．その他の滑り検出方式として過去の研究報告でレーザドップラ効果による滑り検出方法が示唆されていたものの，これまでのレーザドップラ速度計(LDV)は小さくとも一辺5cm～10㎝以上と大きく，ロボットの指先への搭載は不可能であった．本研究ではMEMS(MicroElectroMechanical Systems)プロセスによってLDVに必要なPD（Photo diode)，LD(Laser diode),ミラー，レンズ，及びそれらのパッケージ構造を高密度に集積することで開発したロボットハンドの指先に実装可能な 2.8 x 2.8 x 1 mm という超小型のLDV(μ-LDV)によって，様々な重量・表面材質(アルミ，木，白色アクリル）の把持対象に対して滑りを検出に成功し，またその滑り信号のみをフィードバック信号として各把持対象に対する把持力制御が可能であることを実証した．また，ピンホールを有する構造物をμ-LDV表面に設けることによって，S/N比の改善効果が得られた．また，特にこの改善効果は流体を計測した場合に顕著であることが明らかになり，高精度流量計としての応用の可能性も示唆された．本構造物は板状であり，MEMSの成膜プロセスを用いての製造へ置き換えることも可能であり，高い量産性を保持したまま滑り信号検出感度を高められることが示唆された．

For example, when the object is controlled, the sliding mode may be detected. For example, when the object is controlled, the piezoelectric material may be detected, the piezoelectric conductivity may be detected, the micro-vibration may be detected, and the thermal beam may be detected. Other slip detection methods and past research reports have shown that the speed meter (LDV) is smaller than 5cm~ 10cm, and the speed indicator is impossible to carry. This study is about MEMS (MicroElectroMechanical Systems) PDs required for LDV （Photo diode)，LD (Laser diode), laser diode, laser diode The control force of each control object can be controlled by a sliding signal. The result is that there is a structure called μ-LDV. This is especially true for fluid measurement applications where high accuracy flow meters are available. The structure has a plate-like shape, and the MEMS film formation process can be used to produce a high-quality film with high signal sensitivity.