(57)【要約】      （修正有）【課題】ロボット、特にＳＣＡＲＡ型ロボットを覆う平坦でない形状のシェルに適合することができる電気回路を備える感知装置を提供する。【解決手段】平坦でない表面を有するロボットシェル内に挿入されるように配置された、またはロボットシェル上に配置された電気回路５０１を備える容量検出用感知装置であって、電気回路は、誘電体材料で形成された絶縁層と、絶縁層上に塗布され、かつ容量電極と呼ばれる複数の電極を備えた導電性材料の検出層とを有する可撓性基板２０１を備える。【選択図】図５ａ
0003234843.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
平坦でない表面を有するロボットシェル上又はロボットシェル内に挿入されるように配置された電気回路を備える容量検出用感知装置であって、前記電気回路が、
−誘電体材料で形成された絶縁層と、
−前記絶縁層上に塗布され、かつ容量電極と呼ばれる複数の電極を備えた導電性材料の検出層と
を有する可撓性基板を備える、感知装置。
【請求項２】
前記可撓性基板が、それぞれの方向の周りに曲げられるのに適した複数のサブ領域を含む、請求項１に記載の感知装置。
【請求項３】
前記複数のサブ領域が、ロボットシェルの前記内面に適合するように配置される、請求項２に記載の感知装置。
【請求項４】
前記可撓性基板が、２つのサブ領域を少なくとも部分的に分離する少なくとも１つの切欠きを備える、請求項２または３に記載の感知装置。
【請求項５】
同じ方向の周りに曲げられるように配置された複数のサブ領域を含む、請求項２〜４のいずれか一項に記載の感知装置。
【請求項６】
前記可撓性基板が、一方向の周りに折り畳まれるように配置された少なくとも１つのサブ領域を含む、請求項２〜５のいずれか一項に記載の感知装置。
【請求項７】
前記可撓性基板が、１つの容量電極の前記表面に実質的に対応する少なくとも１つのサブ領域を含む、請求項２〜６のいずれか一項に記載の感知装置。
【請求項８】
前記可撓性基板が、２つの容量電極を分離する領域内で互いに相対的に折り曲げられるまたは折り畳まれるように配置された少なくとも２つのサブ領域を含む、請求項２〜７のいずれか一項に記載の感知装置。
【請求項９】
前記容量電極の少なくとも１つとの容量結合に関する信号を測定するように構成された測定用電子機器をさらに備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の感知装置。
【請求項１０】
前記測定用電子機器が、前記容量電極の少なくとも１つに交流電圧を印加する手段を備える、請求項９に記載の感知装置。
【請求項１１】
前記測定用電子機器が、前記交流電圧を基準とする、請求項９または１０に記載の感知装置。
【請求項１２】
前記測定用電子機器が、前記可撓性基板上に少なくとも部分的に配置される、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の感知装置。
【請求項１３】
前記測定用電子機器が、前記可撓性基板とは別個のプリント回路基板を備える、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の感知装置。
【請求項１４】
前記検出層とは反対側の前記可撓性基板の前記絶縁層上に塗布され、ガード電極と呼ばれる少なくとも１つの電極を備える導電性材料のガード層をさらに備える、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の感知装置。
【請求項１５】
前記可撓性基板がプリント回路基板である、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の感知装置。
【請求項１６】
前記可撓性基板が、導電性材料の層内に作られ、容量電極に接続された少なくとも１つの導電性トラックを備える、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の感知装置。
【請求項１７】
前記可撓性基板が、容量電極を接続する少なくとも１つの導電性トラックが向けられる接続領域を備える、請求項１６に記載の感知装置。
【請求項１８】
前記接続領域が、前記可撓性基板の開口部に近接して、またはその中に配置される、請求項１７に記載の感知装置。
【請求項１９】
前記接続領域は、前記可撓性基板で作られたタブを含むか、または前記タブから形成される、請求項１７または１８に記載の感知装置。
【請求項２０】
電気回路基板であって、前記電気回路基板と前記接続領域とを接続するために、前記接続領域と協働するように配置された電気コネクタを有する、電気回路基板をさらに備える、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の感知装置。
【請求項２１】
ロボットカバー機器であって、ロボットシェルと、前記ロボットシェル内面を少なくとも部分的に覆うように前記ロボットシェル内に配置された請求項１〜２０のいずれか一項に記載の感知装置とを備える、ロボットカバー機器。
【請求項２２】
前記ロボットシェルは、導電性材料のガード層を備える、請求項２１に記載のロボットカバー機器。
【請求項２３】
請求項２２に記載のロボットカバー機器を備えたロボット。
【請求項２４】
ＳＣＡＲＡ型である、請求項２３に記載のロボット。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書における本考案は、容量検出システム用可撓性電気回路であって、ロボット保護シェルに適合するのに適した可撓性電気回路について説明する。
【０００２】
本考案の分野は、ロボット工学、より詳細には産業用ロボット工学、医療用ロボット工学またはサービスロボット工学に関し、より詳細には、コボットとも呼ばれる協働型ロボットの分野に関し、さらにより詳細には、ＳＣＡＲＡ型ロボット（ＳＣＡＲＡは「Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ／Ａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ  Ｒｏｂｏｔ  Ａｒｍ」の略である）の分野に関する。
【技術の状況】
【０００３】
産業用または家庭用ロボット、特に協働型ロボット（コボット）は、一般に、ツールまたはツールホルダを有する機能ヘッドが取り付けられ、環境内で１つまたは複数のタスクを実行することができる本体を備える。
【０００４】
例えば、ロボット化アームまたはＳＣＡＲＡ型ロボットなどのロボットまたはコボットを、人間および／または物体を含む環境内で、または人間と協働して使用または移動させるためには、事故リスクを回避する目的で、その環境内に位置するこれらの人間および物体を検出する機能を付与することが必要である。この検出機能を付与するための最近の解決策は、特定の範囲内の物体の接近またはこの物体との接触に敏感な容量性センサをロボットに取り付けることから成る。
【０００５】
１つのアプローチは、可動部に備え付けることに重点を置いて、ロボットの様々な部分の上や周りに容量性センサを分配することである。
【０００６】
容量性センサを、保護シェルまたは保護カバーの内側に配置することができる。これらはフレーム上およびロボットの周りに配置され、それぞれ異なる効果をもたらす。保護シェルは、例えば、電線、モータ、フレームなどのロボットの様々な機能要素を隠して閉じ込める。シェルはまた、優れた審美性や基本的な安全性も確保し、通常、外側に向かって鋭角にならないように設計される。ロボットシェルはまた、様々な面積および様々な曲率を含む非自明の形状構造を包み込む必要がある。
【０００７】
したがって、これらのシェルには独自の要件がある。多くの場合、検出機能をロボットに後付けする決定が下される前に、これらは既に設計され設置されている。
【０００８】
シェルの保護および態様から恩恵を受けるためには、容量性センサをシェルの後ろに配置し、その形状に合わせる必要がある。深さおよび方向性の検出範囲を最適化するためには、可能な限り多くのシェル表面を覆って検出領域を最大化することが期待される。
【０００９】
このような要件は、産業上の制約を満たすと同時に、高い性能、拡張性、コスト効果性、および信頼性を備えている必要がある。
【００１０】
本考案の目的は、これらの目的のうちの１つに対する解決策を提供することである。
【００１１】
本考案の目的はまた、ロボット、特にＳＣＡＲＡ型ロボットを覆う平坦でない形状のシェルに適合することができる可撓性電気回路および容量検出センサを提供することである。
【００１２】
本考案の目的はまた、性能、拡張性、コスト効果性、信頼性が高く、シェルにすぐに取り付けられる、可撓性電気回路および容量検出センサの設計を提供することである。
【考案の開示】
【００１３】
このような目的は、平坦でない表面を有するロボットシェル内に挿入されるように配置された、またはロボットシェル上に配置された電気回路を備える容量検出用感知装置を介して達成され、前記電気回路は、
−誘電体材料で形成された絶縁層と、
−絶縁層上に塗布され、かつ容量電極と呼ばれる複数の電極を備えた導電性材料の検出層と
を有する可撓性基板を備える。
【００１４】
既知の容量検出システムは、少なくとも１つの電極を備え、この電極を分極させるための電子的手段と、電極と物体および／または異なる電位で分極された別の電極との間に存在する静電容量関係を測定するための電子的手段とを備える。
【００１５】
本出願では、「物体」は、ロボットの環境内に配置される可能性のある任意の物体または人を意味する。
【００１６】
「ロボット」とは、任意のロボット化されたシステム、特にロボット化されたアーム、アームまたはハンドリングシステムを備えたトラックなどの車輪付き車両、または人型のロボット、または手足などの移動部材を取り付けたロボットを意味する。
【００１７】
本考案は、複数の電極を有する電気回路を備え、かつ平坦でない表面を有するロボットシェル内に挿入される、またはその上に存在する容量検出用感知装置を提案する。本考案による電気回路により、容量検出機能を有するロボットを製造すること、または元々容量検出機能を備えていないロボットに容量検出機能を追加することが可能になる。既存のロボットの構造を変更する必要はなく、ロボットを整備するために容量検出感知システムを容易に交換または維持することが可能である。いずれの場合でも、本考案の装置は、容量検出機能を提供または追加し、コスト効果が高く、時間効率が高く、信頼性が高く、性能が高い。
【００１８】
本考案の電気回路は、大量生産の方法によって前もって製造することができる。
【００１９】
電気回路によって構成された多電極システムは、平坦でないロボットシェル上に組み立てることができる。被覆を最大化することができ、必要な組立工程は非常に少ない。複数の電極でロボットシェルの被覆を最適化する機能により、統合された静電容量検出システムが実現され、該統合システムでは、シェルの異なる側面が覆われることによる指向性と、複数の電極によりロボットまたはロボットの一部に関連する物体の検出が可能になる空間分解能とが同時に得られる。
実施形態によれば、可撓性基板は、それぞれの方向の周りに曲げられるのに適した複数のサブ領域を備えることができる。
【００２０】
可撓性基板については、最初に、ロボットカバーシェルのサイズに合わせて成形することができる。これは、電気回路製造プロセスの工程が実行される前後のいずれかで可撓性基板シートから切断することによって行うことができる。しかしながら、前者は、標準的な製造ツールを使用することができるため、大量生産により適合する。本考案のいくつかの電気回路は、同じ材料シートを使用して作られ、次いであるサイズに切断されて分離され得る。したがって、本考案の電気回路の並行製造が可能である。
【００２１】
次いで、可撓性基板の各サブ領域を平坦でない表面に合うようにそれぞれの方向の周りに曲げることができる。したがって、電気回路の可撓性基板は、カバーシェルに適合し、このカバーシェルの異なる側面に近接してまたは接触して適用することができる。本考案の結果、電気回路および電極を含む単一の基板を適用するだけで、ロボットシェルのいくつかの側面を１パスで覆うことができる。このアプローチは、シェルに対する位置合わせの要件が非常に少なく、電極を互いに調整する要件がないことを意味する。
【００２２】
実施形態によれば、可撓性基板の複数のサブ領域は、ロボットシェルの内面に適合するように配置されてもよい。
【００２３】
次いで、容量検出用感知装置は、ロボットシェルの背後に隠され、その保護から利益を得ることができる。平坦でなくても、ロボットシェルの形状をマッピングすることができる。
【００２４】
実施形態によれば、可撓性基板は、少なくとも部分的に２つのサブ領域を分離する少なくとも１つの切欠きを備える場合がある。
【００２５】
これらの切欠きには、いくつかの利点がある。第１に、これらの切欠きにより、可撓性基板は、ロボットシェルの内面に存在する突起物、壁、または隔壁を回り込むことができる。第２に、これらの切欠きにより、可撓性基板の隣接する他のサブ領域から解放されて、より自由に曲げることができる各サブ領域により大きな柔軟性が与えられる。
【００２６】
実施形態によれば、可撓性基板は、同じ方向に曲がるように配置された複数のサブ領域を備えることができる。
【００２７】
これは、ロボットシェルが同じ方向に曲がる構成に対応する。
【００２８】
実施形態によれば、可撓性基板は、一方向の周りに折り畳まれるように配置された少なくとも１つのサブ領域を備えてもよい。
【００２９】
これらのサブ領域により、可撓性基板は、異なる側面の間に小さい曲率半径を有する鋭角を呈するシェルを覆うのに適している。折り畳み角度は、例えば、約９０度とすることができる。次いで、折り畳まれたサブ領域を有する可撓性基板は、可撓性基板のサブ領域とそれぞれのシェル側面との間の近接性が最大になるように、鋭角のシェル側面に少なくとも部分的に接触してもよい。好ましい実施形態によれば、可撓性基板に切欠きを作り、隣接する２つの領域を優先的に分離して、それらが比較的自由に動くようにする場合に、折り畳みが行われる。
【００３０】
実施形態によれば、可撓性基板には、１つの容量電極の表面に実質的に対応する少なくとも１つのサブ領域が含まれていてもよい。
【００３１】
各サブ領域は、通常、ロボットシェルのそれぞれの側面に関連付けられているため、容量電極は、それぞれの側面に配置されて異なる方向を向いていてもよく、検出方向に方向性を持たせることができる。
【００３２】
実施形態によれば、可撓性基板は、２つの容量電極を分離する領域内で互いに相対的に折り曲げられるように、または折り畳まれるように配置された少なくとも２つのサブ領域を含んでもよい。
【００３３】
次いで、例えば、電極が最終位置でロボットシェルの異なる側面を覆ってもよい。
【００３４】
実施形態によれば、本考案の容量検出用感知装置は、容量電極のうちの少なくとも１つとの容量結合に関する信号を測定するように構成された測定用電子機器をさらに備えてもよい。
【００３５】
この容量結合は、例えば、検出層の前記容量電極と、接触または近接した近くの物体との間の電極−物体間容量に対応し得る。
【００３６】
実施形態によれば、測定用電子機器は、例えば、電荷増幅器のトランスインピーダンスなどの電流検出器を備えてもよい。電流検出器は、出力と反転入力との間の、容量成分を含むフィードバックインピーダンスを有する演算増幅器を実装する回路であり得、１つまたは複数の容量電極は、前記演算増幅器の反転入力に接続される。測定用電子機器は、例えば、フィードバック容量を有する電荷増幅器を利用することができる。演算増幅器を搭載した回路は、特にアナログでもデジタルでも、どのような形でも製造可能で、演算増幅器の機能を実行することができる。演算増幅器は、非反転入力および反転入力が理想的な無限インピーダンスを有し、理想的な無限利得で増幅された、入力に印加された電位の差に対応する信号を出力において生成する、当業者に周知のコンポーネントモデルであることが想起される。
【００３７】
本考案による容量検出用感知装置はまた、電荷を電気信号またはデジタル信号に変換するための回路（スイッチドキャパシタンス等）を実装する回路を搭載した測定用電子機器を備えることができる。
【００３８】
いくつかの実施形態では、測定用電子機器は、各測定電極専用であり得る。代替的または追加的に、本考案の感知装置は、いくつかまたは全ての容量電極に共通の測定用電子機器を備えることができる。この場合、測定用電子機器はまた、個別にまたはグループで順次容量電極を探査することができるようにポーリング手段を備えることができる。このようなポーリング手段は、例えば、電荷増幅器を各容量電極に順次接続するためのスイッチを備えることができる。
【００３９】
実施形態によれば、測定用電子機器は、前記容量電極のうちの少なくとも１つに交流電圧を印加する手段を備えてもよい。
【００４０】
電極には交流の電位または電圧を非限定的に印加することができるが、これは、電極をこの電位に電気的に接続することによって、または電極を直接に、または電極を電子部品および／もしくはトラック、または接続ワイヤおよび／もしくは任意の他の電気的結合手段（電界、誘導）を介して、この電位またはこの電位の発生源に曝すことによって行える。
【００４１】
同様に、本考案の文脈において、ある電位で電極を電気的に分極させることは、例えば、これらの電極を前記電位に曝すこと、または電極に電位を印加することを意味し得る。
【００４２】
本特許出願では、２つの交流電位が、所定の周波数で同一であるのは、それぞれが所定の周波数で同一または同様の交流成分を含む場合である。したがって、前記周波数において２つの同一電位のうちの少なくとも一方はまた、直流成分、および／または前記所定の周波数とは異なる周波数を有する交流成分を含むこともできる。同様に、２つの交流電位が、動作周波数において異なるのは、それぞれがこの動作周波数において同一または同様の交流成分を有していない場合である。
【００４３】
本特許出願では、「接地電位」または「一般接地電位」という用語は、例えば、電気的アースまたは接地電位とすることができる電子機器の、ロボットのまたはその環境の基準電位を示す。この接地電位は、アース電位、またはアース電位に接続されているか否かにかかわらず、別の電位に対応することができる。さらにまた、一般に、特定の電位と直接電気的に接触していない物体（電気的に浮遊している物体）は、これらの物体と環境の物体（または電極）との間の重なりの表面領域が十分に大きい場合、例えば、アースまたは電極などのその環境内に存在する他の物体の電位での容量性結合によって分極される傾向があることに留意すべきである。
【００４４】
交流電位は、正弦波、正方形、三角形など、または非周期的な関数であり得る。
【００４５】
電気分極手段は、交流励起電圧を生成する発振器を効果的に備えることができる。交流励起電位を使用して、検出層の容量電極の全部または一部を分極することができる。本考案によれば、本考案の容量性感知装置は、単一の分極源または複数の分極源を備えることができる。
【００４６】
本考案による装置は、制御モジュールによって制御される少なくとも１つの制御可能なスイッチを備えることができ、制御可能なスイッチは、
−第１の位置では、少なくとも１つの電極または電極群を接地電位に接続する、および
−第２の位置では、電極または電極群を交流励起電位に接続する。
【００４７】
本考案による装置は、制御モジュールによって制御される少なくとも１つの制御可能なスイッチを備えることができ、制御可能なスイッチは、
−第１の位置では、測定信号を取得するために、少なくとも１つの電極または電極群を測定用電子機器および演算増幅器の反転位置に接続する。
−第２の位置では、少なくとも電極または電極群を交流励起電位または接地電位に接続する。
【００４８】
この構成は、第１の位置にあるときに容量電極または容量電極群を順次探索し、制御可能スイッチが第２の位置にあるときに、隣接する電極の電気ガードとして同じ容量電極または容量電極群を使用するという利点がある。
【００４９】
実施形態によれば、本考案による装置は、
−同期復調器、
−振幅検出器、
−デジタル復調器
の要素のうちの少なくとも１つを利用する少なくとも１つの復調手段を有する測定用電子機器を備えることができる。
【００５０】
一般に、同期復調器は、測定信号とキャリア信号との乗算を実行する乗算器およびローパスフィルタで表す（または備える）ことができる。キャリア信号は、交流励起電圧（または少なくとも接地と励起電位との間の電位差）であり得るか、それを含み得るか、またはそれから導出され得る。
【００５１】
振幅検出器（または非同期復調器）は、ダイオード整流器、セレクタスイッチまたは二次検出器などの整流素子と、ローパスフィルタとによって表すことができる（または構成される）。これにより、電流検出器から生じる変調された測定信号の振幅を得ることが可能になる。
【００５２】
復調手段はまた、復調器の前に配置された通過帯域またはアンチエイリアスローパスフィルタを備えることができる。
【００５３】
もちろん、復調手段は、デジタルおよび／またはアナログ形式で生成することができる。それらは、特に、アナログ−デジタル変換器と、同期復調、振幅検出、または任意の他の復調動作をデジタル的に実行するマイクロプロセッサおよび／またはＦＰＧＡとを備えることができる。
【００５４】
実施形態によれば、測定用電子機器は、交流電圧を基準としてもよい。
【００５５】
このような実施形態は、測定用電子回路基板を容量電極に対して電気的に見えないようにして、漏れ容量を回避することができる。実施形態の一例では、演算増幅器を実装する測定用電子機器は、ガード電位を基準とする電源によって供給することができる。本実施形態は、いわゆる自己容量方式の動作モードに特に適合している。
【００５６】
本考案の別の実施形態によれば、測定用電子機器の基準を接地電位とするように、可撓性電気回路は接地基準で分極される。一例では、演算増幅器を実装する測定用電子機器は、接地を基準とする電源によって供給することができる。
【００５７】
実施形態によれば、測定用電子機器を可撓性基板上に少なくとも部分的に配置してもよい。この場合、可撓性基板上に取り付けられた、またははんだ付けされた電子部品を備えてもよい。
【００５８】
一実施形態によれば、測定用電子機器は、容量電極を備えた電気回路の可撓性基板とは別個のプリント回路基板を備えてもよい。
【００５９】
実施形態によれば、測定用電子機器プリント回路基板は、別の測定用電子機器プリント回路基板および／または容量電極を備えかつコネクタも備えた可撓性電気回路に接続するための１つまたはいくつかのコネクタを含むことができる。
【００６０】
実施形態によれば、コネクタは、ゼロ挿入力（ＺＩＦ）コネクタタイプのものとすることができる。
【００６１】
実施形態によれば、容量電極を備える可撓性電気回路用の少なくとも１つのコネクタは、容量電極を分極するための交流電圧を受電することができる。
【００６２】
実施形態によれば、容量電極を備える可撓性電気回路用の少なくとも１つのコネクタは、別の容量性電気回路または測定用電子基板に接続するために交流電圧を出力するように設定することができる。
【００６３】
他の実施形態によれば、測定用電子機器プリント回路基板は、パラレル通信またはシリアル通信を介して制御基板と通信するようになっている。
【００６４】
１つの制御される基板は、いくつかの測定用電子機器システムと共有することができる。１つのロボットは、いくつかのシェルを備えることができる。各シェルは、１つまたはいくつかの可撓性電気回路を備えることができる。各可撓性電気回路を、１つまたはいくつかの測定用電子基板に接続することができる。各測定用電子基板を、１つまたはいくつかの可撓性電気回路に接続することができる。測定用電子基板を、１つまたはいくつかの制御基板に接続することができる。
【００６５】
実施形態によれば、制御基板は、非網羅的な方法で、以下の機能のうちの少なくとも１つを満たす。
−各測定用電子機器システムをポーリングまたは駆動する
−測定用電子機器システムから受信した測定データを分析し、必要に応じて、ロボットコントローラまたは任意の遠隔装置にコマンドを送信する。
【００６６】
実施形態によれば、本考案の感知装置は、検出層とは反対側の可撓性基板の絶縁層上に塗布され、ガード電極と呼ばれる少なくとも１つの電極を備える導電性材料のガード層をさらに備えてもよい。
【００６７】
ガード電極は、例えば、ロボットの内側部分との漏れ容量または寄生結合を避けるために、検出層の容量電極を電気的に保護する目的を果たす。ガード電極は、通常、対面する測定用容量電極と同じ電圧で分極される。実施形態に応じて、この電圧は、交流電圧または接地電位であってもよい。
【００６８】
好ましい実施形態では、検出層の容量電極を分極させるための分極手段を用いてガード電極を分極させてもよい。
【００６９】
自己容量方式検出と呼ばれる第１の動作モードでは、検出層の少なくとも１つの容量電極は交流電圧で分極される。その容量電極と近接または接触している物体との間の静電容量は、電極を検出用電子機器に接続することによって測定することができる。注目する容量電極に隣接する容量電極もまた、好ましくは同じ交流電位で分極される。このような構成では、周囲電極は、測定を行う電極に対する電気ガードとして作用する。この場合、容量電極の下に配置されたガード電極も、アクティブ電気ガードとしても機能するように同じ交流電位で分極され得る。
【００７０】
相互容量方式検出と呼ばれる第２の動作モードでは、検出層の少なくとも２つの容量電極は異なる電位で分極される。一方の電極は交流電圧で分極されるが、第２の電極は接地電位で分極される。このモードでは、交流電位にある分極電極と物体との間の静電容量は、２つの容量電極によって形成される静電容量と並列になって「見える」。いくつかの実施形態によれば、少なくとも１つの容量電極および／またはガード電極は、交流電圧または接地電位において適切に分極されて、電気ガードとして機能し、漏れ容量を回避することができる。
【００７１】
容量検出用感知装置の動作モードに応じて、異なる分極方式を容量電極に、および適用可能であればガード電極に適用することができる。
【００７２】
ガード層のガード電極の結果、容量電極は、容量電極の観点から見てガード電極の背後に配置された物体による摂動を受けない。このような物体は、ロボットの任意の部分とすることができ、通常、容量電極の動作電位とは異なる電位にある。
【００７３】
１つの構成では、１層の導電層が可撓性基板の裏側の全面を覆い、絶縁層を形成することができる。検出層の全ての容量電極は、この単一のガード電極によって保護される。他の構成では、ガード層を形成する導電層は、１つのガード電極を検出層の１つのそれぞれの容量電極に関連付けて保護することができるようにパターニングされる。ガード電極表面は、通常、容量電極表面と同じサイズであるか、または好ましくは容量電極表面よりも大きい。
【００７４】
実施形態によれば、可撓性基板は、プリント回路基板（ＰＣＢ）であってもよく、またはそれを使用して作られてもよい。
【００７５】
可撓性基板は、大量生産方法に適することが知られている他の既知の可撓性回路であってもよく、またはそれを使用して作ってもよい。したがって、それらは、本考案の可撓性電気回路の製造および複数の電極の統合に使用することができる。
【００７６】
特定の実施形態では、可撓性基板は、既知の方法で片面または両面に銅箔が堆積された平坦な絶縁材料シートから成るプリント回路基板（ＰＣＢ）であってもよい。フォトリソグラフィおよび化学エッチングプロセスの工程を連続して適用することで、銅箔に以下のような異なる電気回路要素を形成するパターンを生成する。
−電極、特に、容量電極およびガード電極、
−トラックとも呼ばれる導電ライン、
−接続用パッド、
−銅の層と層の間を接続させるビア、
−電磁シールドまたは他の目的のための固体導電性領域などのフィーチャ。
【００７７】
別の実施形態では、銅層の堆積およびパターニングは、積層プロセスによって作ることもできる。
【００７８】
ＰＣＢのプリント回路表面は、銅を腐食から保護するコーティングを有してもよい。
【００７９】
ＦＲ−４ガラスエポキシは、絶縁基板を作るために使用される最も一般的な材料である。これは、ガラス繊維織布にエポキシ樹脂を含浸させたものである。本考案の好ましい実施形態では、ＰＣＢの厚さは２００〜３５０ミクロンの間である。
【００８０】
本考案の他の実施形態では、可撓性絶縁基板は、ＰＥＴ、Ｋａｐｔｏｎ（ポリイミド箔）またはＰｙｒａｌｕｘ（ポリイミド−フルオロポリマ複合箔）などの材料で作ることができるが、これらに限定されない。
【００８１】
ＰＣＢ製作はまた、両面回路基板の製造に適している。両面回路が利用可能である結果、ガード電極を同じ可撓性絶縁基板に集積し、容量電極と同時に製造することができる。
【００８２】
実施形態によれば、容量電極は、ワイヤまたはケーブルを介して接続されてもよい。接続は、同じ可撓性基板上の電極間であってもよいし、異なる可撓性基板上の電極間であってもよい。
【００８３】
実施形態によれば、可撓性基板は、導電性材料の層内に作られ、かつ容量電極に接続される少なくとも１つの導電性トラックを備えてもよい。
【００８４】
導電性トラック（または接続ワイヤ）を使用すると、電位を生成するソースまたはこの電位で分極された要素と電極との間の電気的接続を行うことによって、または接地基準で要素に接続することによって、交流電位を、または接地電位などの基準電位を電極に印加することが可能になる。これらの要素は、例えば、容量検出用感知装置の別の点であり得る。また、導電性トラックにより、静電容量を測定するために容量電極を電子機器に接続することが可能になる。
【００８５】
実施形態によれば、導電性トラックは、異なる容量電極または１つの容量電極の異なる部分に接続されてもよい。
【００８６】
実施形態によれば、導電性トラックは、容量電極をコネクタに接続してもよい。
【００８７】
実施形態によれば、可撓性基板は、従来のＰＣＢ技術によって作られるビアまたは貫通孔を備えてもよい。これらのビアまたは貫通孔は、２つの導電層の導電性トラック間の電気的接続を可能にするか、または両方の層に対して１つの共通接続領域を有する。ビアおよび／または貫通孔は、検出層またはガード層のいずれかの層の一方に電位をもたらし、この電位を他方の層に印加および分配するために使用してもよい。通常、これらのビアまたは貫通孔の壁面には導電層が塗布されている。
【００８８】
貫通孔を使用して、取付けねじを貫通させ、電気回路をロボットシェルに取り付けるために使用することもできる。取付けねじは、非導電性材料で作ることができる。より好都合には、これらは導電性であり得、貫通孔上に塗布された導電層に接触するときに分極され得る。この導電層は、ガード電極の電位で分極され、ねじを容量電極に対して電気的に見えないようにする。
【００８９】
実施形態によれば、可撓性基板は、容量電極（および／またはガード電極）を接続する少なくとも１つの導電性トラックが向けられる接続領域を備えてもよい。
【００９０】
接続領域は、特に、いくつかの容量電極および／またはガード電極から向けられるいくつかの導電性トラックを有してもよい。このような構成には、導電性トラックの全部または大部分を１つの位置に集中させることができるという利点がある。好ましくは、検出層上に位置する導電性トラックおよびガード層上に位置する導電性トラックは、同じ接続領域に向けられる。
【００９１】
実施形態によれば、接続領域は、電気回路に形成された開口部に近接して、またはその中に配置されてもよい。電気回路のこの開口部は、測定用電子回路基板に適合し、次いで、該基盤を周知の技術を介してロボットシェルに取り付けることができる。
【００９２】
実施形態によれば、接続領域は、可撓性基板で作られたタブを備えてもよく、または該タブで形成されてもよい。
【００９３】
実施形態によれば、測定用電子回路基板を、貫通孔を使用して可撓性電気回路に直接取り付けてもよい。
【００９４】
実施形態によれば、接続領域は、電気回路の縁部に配置されてもよく、電子回路基板は、この縁部の近くに、またはこの縁部と部分的に交差して取り付けられてもよい。
【００９５】
実施形態によれば、感知装置は、電気回路基板であって、前記電気回路基板と前記接続領域とを接続するために、接続領域と協働するように構成された電気コネクタを有する、電気回路基板をさらに備えてもよい。
【００９６】
実施形態によれば、可撓性基板の他の部分から自由に移動することができる可撓性基板の一部分を自由にするように、可撓性基板に開口部を設けてもよい。自由移動部分はタブを形成し、該タブの上に容量電極や必要に応じてガード電極に接続された導電性トラックを持ってきて接続領域を形成する。好都合には、好ましくはＺＩＦ型コネクタを使用して、このタブにワイヤコネクタを接続することができる。
【００９７】
別の態様によれば、本考案は、ロボットシェルと、少なくとも部分的にその内面を覆うように前記ロボットシェル内に配置された本考案の感知装置とを備えるロボットカバー機器に関する。
【００９８】
好ましくは、ロボットシェルは、その内面が可撓性電気回路で部分的にまたは完全に覆われる。ロボットカバー機器は、電気回路に接続され、ロボットシェルに取り付けることができる電子機器測定回路を備えることができる。
【００９９】
いくつかの実施形態によれば、ロボットカバー機器は、導電性材料のガード層を備えてもよい。
【０１００】
このガード層は、可撓性基板とは異なっていてもよい。これは、例えば、ロボットシェルの内面にコーティングまたは堆積された材料の層を備えてもよい。
【０１０１】
ロボットシェルは、ロボットフレームおよび／またはロボットの他のシェルに取り付けられる手段を備える。測定用電子回路は、他のロボットシェルに関連する他の測定用電子回路および分極手段に接続されるワイヤコネクタなどの手段を備える。分極手段を、各ロボットシェルに関連付けることができ、またはいくつかのロボットシェルが共有することができる。ロボットシェルはまた、コントローラに接続される手段を備えてもよい。
【０１０２】
別の態様によれば、本考案は、本考案のロボットカバー機器を備えたロボットに関する。
【０１０３】
ロボットは、例えば、移動車両上のロボット、移動ロボット、無人搬送車（ＡＧＶ）、人型ロボット、産業用ロボット、多関節ロボット、ロボット化アームであり得る。
【０１０４】
より具体的には、ロボットはＳＣＡＲＡ型であり得る。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
本考案の実施形態による方法は、図面を参照してよりよく理解することができ、図面は、例示のみを目的として与えられており、限定することを意図するものではない。本考案の他の態様、目的および利点は、以下に与えられる説明から明らかになるであろう。
【図１】自己容量モードで動作する容量検出装置の動作原理の一例を示す。
【図２】相互容量モードまたはエミッタ／レセプタモードで動作する容量検出装置の動作原理の一例を示す。
【図３】本考案の容量検出用感知装置を収容する概略的な非平面ロボットシェルを示す。
【図４ａ】本考案の実現において実装することができる可撓性電気回路の概略図を示す。
【図４ｂ】本考案の実現において実装することができる可撓性電気回路の概略図を示す。
【図５ａ】本考案による可撓性電気回路の一実施形態の一例を示す。
【図５ｂ】本考案による可撓性電気回路の一実施形態の一例を示す。
【図５ｃ】本考案による可撓性電気回路の別の実施形態の一例を示す。
【図６】図５ａの可撓性電気回路の異なる図である。
【図７】本考案の可撓性電気回路の一例を備えたロボットシェルの概略図である。
【図８】本考案の容量検出用感知装置を装備したＳＣＡＲＡ型ロボットの一例である。
【０１０６】
以下に記載される実施形態は決して限定的ではないことが十分に理解される。本考案の変形例は、そのフィーチャの選択が技術的利点を与えるのに十分である場合、または先行技術に対して本考案を差別化するのに十分である場合、記載される他のフィーチャとは別に、以下に記載されるフィーチャの選択のみから成るものを特に想定することができる。この選択は、構造的詳細を有しないか、またはその部分が単独で技術的利点を与えるかもしくは先行技術に対して本考案を区別するのに十分である場合には、構造的詳細の一部のみを有する少なくとも１つの好ましくは機能的なフィーチャを備え得る。
【０１０７】
特に、説明された全ての変形例および実施形態は、これらの組合せに技術的観点から異議がなければ、組み合わせることができる。
【０１０８】
図面において、いくつかの図に共通する要素は、同じ参照番号を保持する。
【０１０９】
図１は、本考案の可能な実施形態による容量検出装置の動作原理の概略図である。
【０１１０】
図示の例では、容量検出装置１００は、その周囲の１つまたは複数の物体１０２を検出するように構成される。
【０１１１】
容量検出装置１００は、自己容量方式検出に基づく。これは、電極１０４、即ち、測定電極と物体１０２との間に現れる電極−物体間容量Ｃｅｏと呼ばれる容量が測定されることを意味する。
【０１１２】
容量検出装置１００は、複数の測定電極１０４を備える。
【０１１３】
容量検出装置１００は、好ましくは、測定電極から見てガード電極の背後の任意の物体から測定電極１０４を電気的に保護する目的で、１つまたは複数のガード電極１０６を備えてもよい。
【０１１４】
容量検出装置１００は、電子機器測定手段１１０を備える。好ましい実施形態では、電子機器測定手段１１０は、演算増幅器（ＯＡ）１１４と、ＯＡ１１４の出力をその反転入力「−」に接続するフィードバック容量１１６とを含むトランスインピーダンス増幅器または電荷増幅器１１２を備える。
【０１１５】
図１に記載の特定の例では、ＯＡ１１４の反転入力「−」が、例えば、各測定電極１０４または複数の測定電極１０４のうちの一群の測定電極を順次探査することができるスイッチ１１８などのポーリング方式を介して、各測定電極１０４に接続されることを意味する。
【０１１６】
図１の例では、交流電位、前記動作電位Ｖｅは、ＯＡ１１４の非反転入力「＋」を分極させる。少なくとも動作周波数で、基準電位Ｍとは異なるこの交流電位は、ＯＡ１１４を介して測定電極１０４を分極するために使用される。例えば、動作電位Ｖｅは、電位Ｍを基準とする発振器１２０によって供給され得る。図１に示す同じ例では、１つまたはいくつかのガード電極１０６は、動作電位Ｖｅにおいて分極される。このガード電極またはこれらのガード電極は、環境からの寄生容量または結合の影響を低減することによって、測定電極１０４用の電気的ガードとして機能する。特定の一構成において、スイッチ１１８は、動作電位Ｖｅで電子機器測定手段１１０によって調査されていない１つまたは複数の測定電極を分極させるように配置され、結果として、これらはガード電極として機能することができる。
【０１１７】
非限定的な例では、動作電位Ｖｅは正弦関数である。
Ｖｅ＝Ｅ．ｃｏｓ（ｗｔ）
【０１１８】
これらの条件では、電荷増幅器１１２、より具体的には演算増幅器ＯＡ１１４は、その出力で、反転入力「−」に接続された測定電極１０４と、この測定電極１０４に近接または接触している物体１０２との間の結合容量Ｃｅｏの関数である振幅を有する電位Ｖｓを生成する。
【０１１９】
容量検出装置１００は、励起電位信号Ｖｅと同じ周波数、好ましくは同じ位相を有する、ＯＡ１１４によって提供される信号Ｖｓおよびキャリア信号Ｖ１の同期復調を実行するための同期復調モジュール１２２をさらに備える。
【０１２０】
非限定的な例では、Ｖ１＝ｃｏｓ（ｗｔ）である。
同期復調器１２２は、容量Ｃｅｏを表す、したがって物体１０２の有無および／またはその距離を表す、信号Ｖｕを与える。
【０１２１】
図１には示されていないが、復調器１２２の後にアナログ−デジタル変換器を使用することができる。次いで、デジタルデータは、パラレルライン通信またはシリアルライン通信を介して別の回路基板またはコントローラに送信され得る。もちろん、電子機器測定手段１１０および復調器１２２は、少なくともいくつかの部分において数値的に行うこともできる。特に、同期復調器１２２は、デジタル復調器の直前で使用されるアナログ−デジタル変換器を有するマイクロプロセッサ上で動作するＦＰＧＡまたはソフトウェアコードによって行うことができる。
【０１２２】
図２は、本考案の可能な実施形態による容量検出装置の動作原理の別の概略図である。
【０１２３】
この容量検出装置２００では、異なる電位に分極された２つの容量電極、即ち、測定電極１０４と励起電極１０８との間の静電容量Ｃｅｒの変化を測定することにより、物体１０２の容量検出が行われる。図２によって説明される非限定的な例では、励起電極１０８は、電位Ｍを基準とする発振器１２０によって供給される動作電位Ｖｅに分極される。測定電極１０４は、基準電位Ｍに分極される。図２の特定の例を続けると、容量検出装置２００は、電子機器測定手段１１０を備える。好ましい実施形態では、電子機器測定手段１１０は、前述のように、演算増幅器（ＯＡ）１１４と、ＯＡ１１４の出力をその反転入力「−」に接続するフィードバック容量１１６とを含むトランスインピーダンス増幅器または電荷増幅器１１２を備える。ＯＡ１１４の非反転入力「＋」は電位Ｍで分極される。次いで、この電位は、ＯＡ１１４の反転入力「−」に接続された測定電極１０４に印加される。電極１０４と１０８との間の電位差のために、静電容量Ｃｅｒが検出電子回路ユニット１２５によって測定される。基準電位Ｍは、例えば、接地電位とすることができる。物体１０２は、通常、接地電位または基準電位Ｍで分極される。物体１０２が接近すると、測定電極１０４との間に容量Ｃｅｏが形成され、これは電極１０４と１０８との間の容量Ｃｅｒと並列であり、測定された容量の値を変化させるため、物体１０２および／またはその距離の検出が可能になる。この構成では、容量検出は、通常、相互容量検出と呼ばれる。
【０１２４】
他の実施形態では、図２に示す容量性測定装置は、一方を他方に対して相対的に移動させることができる測定電極１０４と励起電極１０８との間の距離または結合を測定することを目的としてもよい。前述のように、励起電極１０８は動作電位Ｖｅに分極され、測定電極１０４は基準電位Ｍで分極される。電子機器は、２つの電極間の静電容量Ｃｅｒを測定する。
【０１２５】
他の実施形態では、図２に示すような容量性測定装置は、測定電極１０４と動作電位Ｖｅに分極された物体１０２との間の距離または結合を測定することを目的としてもよい。その場合、測定電極１０４は依然として基準電位Ｍで分極される可能性がある。電子機器は、２つの電極間の静電容量Ｃｅｒを測定する。
【０１２６】
これらの２つの最新の実施形態により、特定の物体または電極の検出および／またはその距離を測定することが可能になる。これらの構成では、容量検出はエミッタ／レセプタ容量検出と呼ばれる。
【０１２７】
以下の説明では、明確にするために、機能または設計に関する制限なしに、要素１１０〜１２２の一群は、検出電子回路ユニット１２４または検出電子回路ユニット１２５のいずれかと呼ばれる。
【０１２８】
図３は、モータ、フレーム、関節、ワイヤ、ケーブルなどのロボットの機能要素を保護するために使用されるロボットシェルまたはロボットカバーの例を示す。ロボットシェルまたはロボットカバーは、ロボットの全体的な形状および外観を生み出す。それらはまた、保護層または衝撃吸収層によって覆われ得る。いくつかの実施形態では、それらは、それらに取り付けられた他のシェルまたはカバーを支持することができる。
【０１２９】
ロボットシェルまたはロボットカバーの形態は、通常、設計段階で設定され、ロボットの全体的な要件に適合する必要がある。これらは、好ましくは、射出成形、熱成形、熱硬化性、三次元印刷などのプロセスを使って、剛性または半剛性のプラスチックまたは熱硬化性材料で作られる。その他の適切な材料または技術も考慮することができる。
【０１３０】
図３の図は、実用的なロボットを表すものではない。これは、これらのシェルのある特定の特徴を示すために使用される。たまに、これらのシェルは、通常、平坦でない表面や目立たない幾何学的基本形状を有する。これらのシェルは、ロボット部分のいくつかの側面を少なくとも部分的に覆って延びるように、異なる方向に沿って延びる。しかしながら、これらのシェルは、通常、有害である可能性がある、または単に審美的でない可能性がある鋭角な部分がないことが要求される。覆われて保護されるロボット要素によるが、シェルの異なる部分を異なる方向に、異なる角度で曲げる必要がある。
【０１３１】
さらにまた、ロボットシェルまたはロボットカバーは、ロボットのフレームまたは隣接するシェルまたはカバーに取り付ける手段を有する。これらの手段は、シェルの上または中に現れるブラケット、突起または穴として実現することができる。
【０１３２】
本考案のいくつかの実施形態では、ロボットを改造し、その既存のシェルに本考案の容量検出センサを装備する。異なる実施形態では、既存のロボットシェルは、本考案の容量検出センサを収容するために特別に作られたシェルで置き換えられる。他の実施形態では、本考案の容量検出センサを備えたシェルは、ロボットの既存のシェル上に取り付けられる。
【０１３３】
図４ａおよび図４ｂは、本考案の容量検出用感知装置の電気回路例の概略図である。
【０１３４】
図４ａでは、可撓性基板は、検出層と呼ばれる一方の基板表面上に容量電極１０４、１０８を含む。図１に示すような自己容量モードでは、測定電極１０４のみが使用される。図２に示すような相互検出モードまたはエミッタ／レセプタ検出モードでは、容量電極が測定電極１０４と場合によっては励起電極１０８との間に配される。特定の場合には、ガード電極１０６も、容量電極１０４、１０８と同じ平面内で検出層上に作ることができる。それらは、容量電極の一部、具体的にはロボットおよび／または電気装置の部分を環境から遮蔽するという目的と、電磁遮蔽を行うという目的とに適うことができる。
【０１３５】
図４ａおよび図４ｂの電気回路は、好ましくは誘電材料によって形成された絶縁層である中央層２０１を備える。
【０１３６】
本考案の好ましい実施形態では、電気回路は、絶縁材料（ＦＲ−４ガラスエポキシなど）の平坦なシートから成るプリント回路基板（ＰＣＢ）であり、その上に容量電極が作られる。
【０１３７】
図４ｂに示すように、ＰＣＢは、２つの銅層の間に絶縁材料を有することができる。図４ｂの電気回路の導電性下層はガード電極１０６を含む。いくつかの実施形態では、異なる層上の導体は、ビアまたは貫通孔（図４ｂには示さず）に接続される。
【０１３８】
図５ａには、本考案の容量検出用感知装置の電気回路５０１の概略図が示されている。
【０１３９】
電気回路５０１は、可撓性基板２０１上に作られ、複数の電極１０４を備える。簡略化のため、測定電極１０４のみを示した。別の実施形態では、容量電極１０４および１０８を可撓性基板上に作り、図２に記載の検出モードで動作する容量検出センサを実現することができる。
【０１４０】
可撓性基板は、図３に示すロボットシェル３０１の形状に適合するように成形される。この特定の実施形態では、ロボットシェル３０１に画定された４つのサブ領域のそれぞれを覆う目的で、４つの電極１０４が使用される。先に進むと、これらの４つのサブ領域Ａ〜Ｄが図６に示されている。サブ領域Ａ〜Ｃはロボットシェル３０１の湾曲した側面を表し、サブ領域Ｄは平坦領域を表すことが分かる。
【０１４１】
電気回路５０１は、電極１０４を接続領域５０２に接続するための導電性トラック５０５を備える。必要に応じて、それらを使用して電極を動作電位に分極し、電極から容量測定信号を搬送することができる。好都合には、例えば、ＺＩＦ型コネクタなどのコネクタを使用して接続を容易にするように、または電気回路５０１上に電子回路基板を取り付けて直接接続するように、導電性トラック５０５は電気回路の同じ領域５０２に導かれる。
【０１４２】
コネクタまたは電子回路基板の取付けの一例を図５ｂに示す。
図示の実施形態では、接続領域５０２は、可撓性基板２０１内の開口部の形態を有し、全ての導電性トラック５０５は、開口部内に延在し、電子回路基板５１０または外部コネクタを接続することを可能にするタブ５１２に集結する。
【０１４３】
この構成では、電気回路５０１を非常に少ない簡単な工程でロボットシェル３０１に取り付けることができる。例えば、図５ａに示すように、固定手段（例えば、ねじ山またはねじ）および予め作られた孔５０３を使用する結果、電気回路５０１をロボットシェル３０１に接続するだけでよい場合がある。固定手段は、電気回路および／またはロボットシェルの表面に塗布されるか、または両面テープを介して塗布される接着剤を含んでもよい。固定手段は、異なるアプローチの組合せであってもよい。
【０１４４】
異なる構成では、接続領域５０２に配置された電気回路を、導電性トラックに、または導電性トラックの端部に形成することができる導電性パッドに直接はんだ付けしてもよい。
【０１４５】
図５ｃは、一方の側面に延びるタブ５１２を有する可撓性基板２０１を備えた別の実施形態を示す。次いで、可撓性基板２０１の側面に取り付けられた電気回路に接続するための接続領域としてこのタブを使用してもよい。特定の例では、電気回路は、可撓性基板２０１に隣接する第２の可撓性基板の上または下に取り付けられてもよく、特に、可撓性基板に開口部を形成しないことによって、容量電極の受持範囲の最適化を可能にする。
【０１４６】
一般に、可撓性基板に作られた可撓性タブ５１２は、高さおよび位置の可撓性を実現し、電気回路への接続を容易にするのに適している。
【０１４７】
電子回路基板５１０は、図１の検出電子回路ユニット１２４または図２の検出電子回路ユニット１２５の一部または全部を含んでもよい。ポーリング構成要素１１８を駆動するための全てのコマンド信号、分極電位および容量検出信号は、異なる測定用電子基板および少なくとも１つのコントローラ基板を接続することができるコネクタおよびワイヤを使用して電子回路基板との間でやり取りされる。
【０１４８】
本考案の優先的な実施形態では、各サブ領域により大きい可撓性を与えるために、電気回路に切欠き５０４が入れられる。
【０１４９】
図６に戻ると、電気回路５０１の説明図は、ロボットシェル３０１に配置されていることを意味する作業位置で表されている。それぞれの電極１０４を有するいくつかのサブ領域Ａ〜Ｄは、ロボットシェル３０１の形状に適合するように成形され曲げられる。また、軸６０１〜６０３も示されており、この軸を中心に電気回路がいくつかのサブ領域で曲げられる。図６に示すように成形され適所に配置されると、電気回路５０１は、複数の方向で物体を検出および識別するように適合される。このように、切欠き５０４は、電気回路５０１のサブ領域間の分離および独立性を高め、それぞれのサブ領域を曲げるためのより良好な可撓性および範囲を提供することができる。
【０１５０】
図６には示されていないが、電気回路５０１はまた、切欠き５０４に対応する軸で折り畳むこともできる。次いで、本考案の容量検出用感知装置を使用して、鋭角またはほぼ鋭角のロボットシェルを覆うことができる。
【０１５１】
図７は、本考案の一実施形態を示し、本考案の電気回路を収容するロボットカバー機器７０１を示す。この例では、電気回路５０１は、ロボットシェル３０１の表面に適用されるか、または少なくともこの表面の近くにもたらされる。最終要素は、装備されたロボットシェル７０１を形成する。検出電子回路ユニット１２４、１２５は、図７には示されていないが、装備されたロボットシェル７０１の一部であり得る。
【０１５２】
図８は、ＳＣＡＲＡ型ロボットである機器８００を示す。これは、固定垂直部８０４に取り付けられた可動部８０１および８０２を備える。この特定の例では、要素８０１はまた、ツールまたはツールキャリアを取り付けることができる機能ヘッド８０５を持ち運ぶように適合される。
【０１５３】
図８に示すように、いくつかの装備されたシェルまたはロボットカバー機器７０１ａおよび７０１ｂが、ＳＣＡＲＡ型ロボットの可動部８０１に取り付けられる。装備されたシェルの配置および数量の選択、ならびに該シェルのそれぞれの位置は、純粋に説明のためのものであり、限定的な例ではない。この実施形態では、例えば、図７に示すようにシェル３０１および電気回路５０１をそれぞれ備える２つの装備されたシェル７０１ａおよび７０１ｂは、ロボットの可動部８０１を覆い、いくつかの方向で、かつ適切な空間分解能で容量検出を行うのに十分である。電気回路およびＳＣＡＲＡ型ロボットは、有線または無線の通信手段（ここでは図示せず）を介してコントローラ８０６との通信を確立するように構成される。
【０１５４】
本考案をいくつかの実施形態と併せて説明してきたが、多くの代替形態、修正形態および変形形態が、適用可能な技術分野の当業者には明らかであろう、または明らかであろうことは明らかである。したがって、本考案の趣旨および範囲内にある全てのこのような代替形態、修正形態、均等物および変形形態を包含することを目的とする。
【符号の説明】
【０１５５】
１００  容量検出装置
１０２  物体
１０４  測定電極
１０６  ガード電極
１０８  励起電極
１１０  電子機器測定手段
１１２  電荷増幅器
１１４  演算増幅器
１１６  フィードバック容量
１１８  スイッチ、ポーリング構成要素
１２０  発振器
１２２  同期復調器
１２４  検出電子回路ユニット
１２５  検出電子回路ユニット
２００  容量検出装置
２０１  可撓性基板、中央層
３０１  ロボットシェル
５０１  電気回路
５０２  接続領域
５０３  孔
５０４  切欠き
５０５  導電性トラック
５１０  電子回路基板
５１２  可撓性タブ
６０１〜６０３  軸
７０１  ロボットシェル、ロボットカバー機器
７０１ａ、７０１ｂ  装備されたロボットカバー機器
８００  機器（ＳＣＡＲＡ型ロボット）
８０１、８０２  可動部
８０４  固定垂直部
８０５  機能ヘッド
８０６  コントローラ
【図１】
0003234843.tif 000003
【図２】
0003234843.tif 000004
【図３】
0003234843.tif 000005
【図４ａ】
0003234843.tif 000006
【図４ｂ】
0003234843.tif 000007
【図５ａ】
0003234843.tif 000008
【図５ｂ】
0003234843.tif 000009
【図５ｃ】
0003234843.tif 000010
【図６】
0003234843.tif 000011
【図７】
0003234843.tif 000012
【図８】
0003234843.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】令和3年9月7日(2021.9.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
平坦でない表面を有するロボットシェル上又はロボットシェル内に挿入されるように配置された電気回路を備える容量検出用感知装置であって、前記電気回路が、
−誘電体材料で形成された絶縁層と、
−前記絶縁層上に塗布され、かつ容量電極と呼ばれる複数の電極を備えた導電性材料の検出層と
を有する可撓性基板を備える、感知装置。
【請求項２】
前記可撓性基板が、それぞれの方向の周りに曲げられるのに適した複数のサブ領域を含む、請求項１に記載の感知装置。
【請求項３】
前記複数のサブ領域が、ロボットシェルの内面に適合するように配置される、請求項２に記載の感知装置。
【請求項４】
前記可撓性基板が、２つのサブ領域を少なくとも部分的に分離する少なくとも１つの切欠きを備える、請求項２または３に記載の感知装置。
【請求項５】
同じ方向の周りに曲げられるように配置された複数のサブ領域を含む、請求項２〜４のいずれか一項に記載の感知装置。
【請求項６】
前記可撓性基板が、一方向の周りに折り畳まれるように配置された少なくとも１つのサブ領域を含む、請求項２〜５のいずれか一項に記載の感知装置。
【請求項７】
前記可撓性基板が、前記複数の容量電極の１つの表面に実質的に対応する少なくとも１つのサブ領域を含む、請求項２〜６のいずれか一項に記載の感知装置。
【請求項８】
前記可撓性基板が、２つの容量電極を分離する領域内で互いに相対的に折り曲げられるまたは折り畳まれるように配置された少なくとも２つのサブ領域を含む、請求項２〜７のいずれか一項に記載の感知装置。
【請求項９】
前記容量電極の少なくとも１つとの容量結合に関する信号を測定するように構成された測定用電子機器をさらに備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の感知装置。
【請求項１０】
前記測定用電子機器が、前記容量電極の少なくとも１つに交流電圧を印加する手段を備える、請求項９に記載の感知装置。
【請求項１１】
前記測定用電子機器が、前記交流電圧を基準とする、請求項１０に記載の感知装置。
【請求項１２】
前記測定用電子機器が、前記可撓性基板上に少なくとも部分的に配置される、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の感知装置。
【請求項１３】
前記測定用電子機器が、前記可撓性基板とは別個のプリント回路基板を備える、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の感知装置。
【請求項１４】
前記検出層とは反対側の前記可撓性基板の前記絶縁層上に塗布され、ガード電極と呼ばれる少なくとも１つの電極を備える導電性材料のガード層をさらに備える、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の感知装置。
【請求項１５】
前記可撓性基板がプリント回路基板である、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の感知装置。
【請求項１６】
前記可撓性基板が、導電性材料の層内に作られ、容量電極に接続された少なくとも１つの導電性トラックを備える、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の感知装置。
【請求項１７】
前記可撓性基板が、容量電極を接続する少なくとも１つの導電性トラックが向けられる接続領域を備える、請求項１６に記載の感知装置。
【請求項１８】
前記接続領域が、前記可撓性基板の開口部に近接して、またはその中に配置される、請求項１７に記載の感知装置。
【請求項１９】
前記接続領域は、前記可撓性基板で作られたタブを含むか、または前記タブから形成される、請求項１７または１８に記載の感知装置。
【請求項２０】
電気回路基板であって、前記電気回路基板と前記接続領域とを接続するために、前記接続領域と協働するように配置された電気コネクタを有する、電気回路基板をさらに備える、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の感知装置。
【請求項２１】
ロボットカバー機器であって、ロボットシェルと、前記ロボットシェル内面を少なくとも部分的に覆うように前記ロボットシェル内に配置された請求項１〜２０のいずれか一項に記載の感知装置とを備える、ロボットカバー機器。
【請求項２２】
前記ロボットシェルは、導電性材料のガード層を備える、請求項２１に記載のロボットカバー機器。
【請求項２３】
請求項２２に記載のロボットカバー機器を備えたロボット。
【請求項２４】
ＳＣＡＲＡ型である、請求項２３に記載のロボット。