(57)【要約】      （修正有）【課題】高感度で、爆発抵抗能力の高い力覚センサレイを提供する。【解決手段】回路基板２と、回路基板に配布された複数の気体圧力センサ３と、及びそれぞれ気体圧力センサのノズルに被覆した、一定の弾性変形機能を有して衝撃運動エネルギーを熱エネルギーまで転化可能なエネルギー吸収フィルム４と、を備え、エネルギー吸収フィルム、回路基板などの構成要素の配置を通じて、ゆっくりと加圧する時には、エネルギー吸収フィルムは固体状態で、圧力を積み替え、応力時に、それぞれの気体圧力センサは異なる圧力の値を感応する。回路基板は各々の気体圧力センサがフィードバックした圧力の値によって、応力の空間分布を表示可能である。エネルギー吸収フィルムは、衝撃発破力を受けた時に、運動エネルギーを熱エネルギーに転化した後散逸させ、衝撃を緩和し、９５％を超えるような衝撃エネルギーを吸収することができる。【選択図】図１
2019100991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と、前記回路基板に配布された複数の気体圧力センサと、及びそれぞれの前記気体圧力センサのノズルに被覆した、一定の弾性変形機能を有して衝撃運動エネルギーを熱エネルギーまで転化可能なエネルギー吸収フィルムと、を備えた、ことを特徴とする力覚センサレイ。
【請求項２】
前記気体圧力センサは平面構造をし、前記回路基板に前記気体圧力センサの前記ノズルと対応した気流貫通穴が配設された、ことを特徴とする請求項１に記載の力覚センサレイ。
【請求項３】
底部に前記回路基板が支柱によってぶら下げて設置した溝はその上に設けられたケースを含む、ことを特徴とする請求項２に記載の力覚センサレイ。
【請求項４】
前記ノズルは前記気体圧力センサの頂部から突出して設置し、各々の前記気体圧力センサはガム基材の中にパッケージされた、ことを特徴とする請求項１に記載の力覚センサレイ。
【請求項５】
前記エネルギー吸収フィルムは、一層や多層のポリマー材料のケース、及び前記ポリマー材料のケース内にパッケージされ、ナノ多孔質材料と非濡れ性液体を混合後に生成したナノ多孔質材料混合液から構成された前記ナノ多孔質材料のエネルギー吸収構造を採用する、ことを特徴とする請求項１に記載の力覚センサレイ。
【請求項６】
前記エネルギー吸収フィルムは、ゆっくりと加圧する時に固体状態として、圧力を積み替え、応力期間では、それぞれの前記気体圧力センサが異なる圧力の値を感応し得ることで、前記回路基板は各々の前記気体圧力センサがフィードバックした圧力の値によって、応力の空間分布を表示可能になった、ことを特徴とする請求項５に記載の力覚センサレイ。
【請求項７】
前記エネルギー吸収フィルムは、衝撃発破力を受けた時に、その中の前記非濡れ性液体が、流動状態とすることでエネルギーを吸収し、運動エネルギーを熱エネルギーまで転化した後散逸させる、ことを特徴とする請求項５に記載力覚センサレイ。
【請求項８】
各々の前記気体圧力センサは前記回路基板にアレイを形成するように分布した、ことを特徴とする請求項１に記載に力覚センサレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセンサ技術分野に関し、特に力覚センサレイを開示するものである。
【背景技術】
【０００２】
力覚センサは、広く使用されているセンサとして、計量、接触検出、形態検査などに適用可能であり、ロボットアプリケーションでは接触検出として利用することができる。このような製品は様々な原理に基づいて実現できるが、応力による変形や応力の変化を基礎とする状況は大多数である。
【０００３】
従来の力覚センサは高感度で作業できるが、過負荷の抵抗能力や耐爆性は不足であるため、過負荷による圧力、や迅速に変化する衝撃高圧の作用で特に破壊されやすい。米国のハネウェル会社が生産した、医療分野での精密計量に適用可能、高価格で付属回路のないFSS力覚センサシリーズは、過負荷を受ける能力がフルスケースの１．５倍しかないので、高衝撃の環境下で、シリコン膜は非常に割れやすい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術問題に対し、本発明は目的として、高感度で、爆発抵抗能力の高い力覚センサレイを提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的に達するためには、本発明が下記実施形態を採用した。
【０００６】
回路基板と、回路基板に配布された複数の気体圧力センサと、及びそれぞれ気体圧力センサのノズルに被覆した、一定の弾性変形機能を有して衝撃運動エネルギーを熱エネルギーまで転化可能なエネルギー吸収フィルムと、を備えた力覚センサレイである。
上記実施形態の更なる説明として、前記気体圧力センサは平面構造をし、回路基板に気体圧力センサのノズルと対応した気流貫通穴が配設される。
【０００７】
上記実施形態の更なる説明として、前記力覚センサレイは、底部に前記回路基板が支柱によってぶら下げて設置した溝がその上に設けられたケースを含む。
【０００８】
上記実施形態の更なる説明として、前記ノズルは気体圧力センサの頂部から突出して設置し、各々の気体圧力センサはガム基材の中にパッケージされる。
【０００９】
上記実施形態の更なる説明として、前記エネルギー吸収フィルムは、一層や多層のポリマー材料のケース、及びポリマー材料のケース内にパッケージされ、ナノ多孔質材料と非濡れ性液体を混合後に生成したナノ多孔質材料混合液から構成されたナノ多孔質材料のエネルギー吸収構造を採用する。
【００１０】
上記実施形態の更なる説明として、前記エネルギー吸収フィルムは、ゆっくりと加圧する時に固体状態として、圧力を積み替え、応力期間では、それぞれの気体圧力センサが異なる圧力の値を感応し得ることで、回路基板は各々の気体圧力センサがフィードバックした圧力の値によって、応力の空間分布を表示可能である。
【００１１】
上記実施形態の更なる説明として、前記エネルギー吸収フィルムは、衝撃発破力を受けた時に、その中の非濡れ性液体が流動状態とすることでエネルギーを吸収し、運動エネルギーを熱エネルギーまで転化した後散逸させる。
【００１２】
上記実施形態の更なる説明として、前記各気体圧力センサは回路基板にアレイを形成するように分布する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、エネルギー吸収フィルム、回路基板を含む構成要素の配置を通じて、前記エネルギー吸収フィルムが、ゆっくりと加圧する時に固体状態として、圧力を積み替え、応力期間で、それぞれの気体圧力センサが異なる圧力の値を感応し得ることで、回路基板が各々の気体圧力センサがフィードバックした圧力の値によって、応力の空間分布を表示可能になるほか、前記エネルギー吸収フィルムが、衝撃発破力を受けた時に、運動エネルギーを熱エネルギーまで転化した後散逸させ、衝撃を緩和し、９５％を超えるような衝撃エネルギーを吸収することができ、センサレイ全体の爆発抵抗能力を向上させ、パフォーマンスの高い有益効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１に係る力覚センサレイを示す構造図である。
【図２】本発明の実施例２に係る力覚センサレイを示す構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００１６】
本発明に関する説明では、方位詞について、例えば「中心」、「横方向」、「縦方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」などの専門用語が示した方位と位置関係は、図面に表示した方位や位置関係に基づくものであり、本発明に対する説明の容易化及び説明の簡略化を図っており、指示された位置や部品が特定の方位を備える、特定の方位で構成・操作しないといけないということを明示または黙示するものではなく、本発明の具体的な保護範囲を限るわけでもないことを説明する必要はある。
【００１７】
本発明においては、明示的に規定され、制限されていない限り、「組立」、「連結」、「接続」を含む専門用語を広義に、例えば、固定的に接続、着脱可能に接続、や一体的に接続したり、機械的に接続したり、また直接的に接続、媒介を経由して接続、両部品の内部が連通したりしてもよいように理解すべきもの。当業者であれば、具体な事情に従って上記用語の本発明における具体的な意味を理解すればよい。
【００１８】
本発明においては、明示的に規定され、制限されていない限り、第一特徴が第二特徴の「上」や「下」にあることは例えば、第一特徴と第二特徴との直接的な接触と、それに第一特徴と第二特徴との直接接触に代わり、両者間の別の特徴を通じる接触とも含む。そして、第一特徴が第二特徴の「上」、「下」、「上面」にあることは、第一特徴が第二特徴のちょうど上と斜め上にあること、または、単に第一特徴の水平高さが第二特徴の高さより高いことを示す可能性がある。第一特徴が第二特徴の「上」、「下」、「下面」にあることは、第一特徴が第二特徴のちょうど下と斜め下にあること、または、単に第一特徴の水平高さが第二特徴の高さより低いことを示す可能性がある。
【００１９】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態及びその有益効果を、より詳細で、明確にさせるように、更に説明したが、これらの図面による実施形態の説明は、例として本発明を提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。
【実施例１】
【００２０】
図１に示すように、ケース１と、支柱６によって前記ケース１に配設した溝５の底部にぶら下げて設置した回路基板２と、前記回路基板２でアレイを形成するように配布された複数の気体圧力センサ３と、前記気体圧力センサのノズルに被覆したエネルギー吸収フィルム４とを備えた力覚センサレイ。
【００２１】
ここにおいて、前記気体圧力センサ３は平面構造をし、検知の正確性を向上させるように、回路基板２に気体圧力センサのノズルと対応した気流貫通穴７が配設された。
【００２２】
一定の弾性変形機能を有して衝撃運動エネルギーを熱エネルギーまで転化可能な柔軟なフィルムである前記エネルギー吸収フィルム４は、耐衝撃性が優れ、本実施例において、優先的に一層や多層のポリマー材料のケース、及びポリマー材料のケース内にパッケージされ、ナノ多孔質材料と非濡れ性液体を混合後に生成したナノ多孔質材料混合液から構成されたナノ多孔質材料のエネルギー吸収構造を採用する。
【００２３】
前記エネルギー吸収フィルムは、ゆっくりと加圧する時に固体状態として、圧力を積み替え、応力期間で、それぞれの気体圧力センサは異なる圧力の値を感応し得ることで、回路基板は各々の気体圧力センサがフィードバックした圧力の値によって、応力の空間分布を表示可能になるほか、前記エネルギー吸収フィルムは、衝撃発破力を受けた時に、その中の非濡れ性液体が、流動状態とすることでエネルギーを吸収し、運動エネルギーを熱エネルギーまで転化した後散逸させ、衝撃を緩和し、９５％を超えるような衝撃エネルギーを吸収することができ、センサレイ全体の爆発抵抗能力を向上させる効果を有する。
【実施例２】
【００２４】
図２に示すように、本実施例が提供した力覚センサレイは、実施例１と一致した構造を備え、区別した処として、ケースを却下し、気体圧力センサ３の頂部にノズルが突出して設置され、おのおのの気体圧力センサ３はガム基材８の中にパッケージされる。
【００２５】
上記は本実用新案に関する構造と原理を説明したが、当業者にとっては、本発明これらの実施例に限るわけではなく、本発明を基礎として、本分野の既知技術に対する変更や修正は、全部本実用新案の範囲に限定されるものであり、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものであると理解すべき。
【符号の説明】
【００２６】
１  ケース
２  回路基板
３  気体ガスセンサ
４  エネルギー吸収フィルム
５  溝
６  支柱
７  気流貫通穴
８  ガム基材
【図１】
2019100991.tif 000003
【図２】
2019100991.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月27日(2018.8.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と、前記回路基板に配布された複数の気体圧力センサと、及びそれぞれの前記気体圧力センサの開口に被覆した、一定の弾性変形機能を有して衝撃運動エネルギーを熱エネルギーまで転化可能なエネルギー吸収フィルムと、を備え、
前記エネルギー吸収フィルムは、一層や多層のポリマー材料のケース、及び前記ポリマー材料のケース内にパッケージされ、ナノ多孔質材料と非濡れ性液体を混合後に生成したナノ多孔質材料混合液から構成された前記ナノ多孔質材料のエネルギー吸収構造を採用し、
前記エネルギー吸収フィルムは、前記弾性変形機能による弾性変形の限界以下の弾性変形を引き起こす衝撃を受けた場合に、固体状態として、衝撃エネルギーを吸収し、応力期間では、それぞれの前記気体圧力センサが異なる圧力の値を感応し得ることで、前記回路基板は各々の前記気体圧力センサがフィードバックした圧力の値によって、応力の空間分布を表示可能とし、
前記エネルギー吸収フィルムは、前記弾性変形機能による弾性変形の限界を上回る弾性変形を引き起こす衝撃を受けた場合に、その中の前記非濡れ性液体が、流動状態とすることでエネルギーを吸収し、運動エネルギーを熱エネルギーまで転化した後散逸させる、ことを特徴とする力覚センサレイ。
【請求項２】
前記気体圧力センサは平面構造をし、前記回路基板に前記気体圧力センサの前記開口と対応した気流貫通穴が配設された、ことを特徴とする請求項１に記載の力覚センサレイ。
【請求項３】
各々の前記気体圧力センサは前記回路基板にアレイを形成するように分布した、ことを特徴とする請求項１に記載に力覚センサレイ。