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力覚センサーについての概要、用途、原理などをご説明します。また、力覚センサーのメーカー16社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。力覚センサー関連企業の2024年6月注目ランキングは1位:三菱電機株式会社、2位:株式会社ワコーテック、3位:オムロンエフエーストア株式会社となっています。
力覚センサーと関連するカテゴリ
力覚センサー (英: force sensor) とは、力やモーメントの大きさを測定するセンサーです。
物理的な力の量とその方向を検出し、人間の触力覚を再現する目的で使用されます。おもな用途は、ロボットです。
力をX、Y、Zの3方向に分けて検出し、またX、Y、Zの各軸回りのモーメントも検出するため、6軸型の力覚センサーが基本です。
力覚センサーは、産業用ロボットなどに使用され、従来人手に頼らざるを得なかった作業を自動化できるようになります。
力覚センサーは、力とモーメントを同時に測定することが可能です。ロボットの作業端に設置し、外力・反力を測定しながら、適切な力で作業ができます。
力覚センサーで正確な力やモーメントが測定できるので、ロボットが適切な力で作業ができます。精密作業のロボットによる自動化が出来るようになります。
具体的な作業は、端子が柔らかい電子部品やコネクタの挿入、遊びが少ない嵌合、精密なねじ締め、バリ取り、微妙な力加減での研磨、ピッキング作業、2足歩行ロボットの自立制御などです。
力覚センサーを取り付けた端末を患者側に配置し、力覚センサーで読み取った力やモーメントを医師側が読み取ることで、遠隔触覚診断が可能です。
力覚センサーは、力によって生じる変形量を検出して、力やモーメントに換算します。
力覚センサーの検出方法の中で、ひずみゲージ式、圧電式、光学式、静電容量式が代表的です。
ひずみゲージ式は、センサー部にかかる引張力・圧縮力により、電気抵抗が変化する金属抵抗材料の性質を利用して、力やトルクに換算する方法です。小型で精度が高く、応答性も高いことから、力覚センサとして、多く使われる方式です。
圧電式は、水晶やPZT (ジルコン酸チタン酸鉛) などの圧電効果を有する材料をセンサー部に使用して、力を測定する力覚センサです。小型で応答性が高く、コストも比較的優れています。ただし、精度は、ひずみゲージ式や静電容量式には及びません。
静電容量式の構造は、センサー部を金属材料の電極が向かい合わせに配置されたコンデンサ型としたものです。力により、導体間にひずみが生じて距離が変わることによる静電容量の変化を検知する方式です。
静電容量式は、構成が比較的簡単で低コストなことが特徴です。電極をフィルム状にすると、小型化・薄型化が可能です。精度や応答性も優れています。
光学式は、計測対象物に一定間隔で模様をマーキングしておき、力が加わった時に生じる模様の変化を、カメラやレーザーなどの光学センサで検出して、力の大きさを計算して求める方式です。
光学式は、非接触で測定できることが最大のメリットです。一方、精度、応答性、小型化、コストは、他の方式より劣ります。非接触測定が必要な特殊な用途に限定されます。
HDR (ハイダイナミックレンジ) 力覚センサーと呼ばれるものがあります。HDR力覚センサーは、ダイナミックレンジが、例えば10gから20kgまでの広範囲であることが特徴です。
AIとロボット技術にHDR力覚センサーを組み合わせることによって、微小な力を調整しながら、細微な組み立て作業ができます。生産現場では、ロボットによる組み立て作業の自動化・高度化が進んでいます。
静電容量型力覚センサーの特徴は、2枚の平行板の距離変化の検出により6軸成分を測定できる点です。シンプルな構造を実現でき、かつ価格を安価に抑えることが可能です。
また、過負荷対策ストッパー機構がセンサー内部に搭載された力覚センサーがあります。最近では産業用ロボット分野で多く利用されます。製造業では自動化が進んでいることから、ますます需要が伸びていくことが予想されます。
力覚センサーを使用したロボットを、人が操作することによって、人とロボットとの協調作業が実現可能です。微小な力加減を必要とする細かな作業もできます。
特に製造現場では、熟練の職人しかできない作業を力覚センサーを用いることによって、作業の自動化を実現し、生産性を向上させています。医療分野での活用例では、患部の状態を触覚診断により把握する遠隔診療に、力覚センサーの活用が期待されます。
参考文献
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjspe/84/4/84_303/_pdf/-char/ja
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jrsj1983/9/6/9_6_759/_pdf/-char/ja
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jacc/49/0/49_0_361/_pdf
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjspe/84/4/84_307/_pdf/-char/ja
https://www.mirai-lab.co.jp/info/4741
https://www.adcom-media.co.jp/news/2020/01/25/33224/
https://robotaward.jp/archive/2014/prize/robot02.pdf
https://wacoh-tech.com/solution/movie.html
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
2024年6月の注目ランキングベスト10
注目ランキング導出方法| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | 三菱電機株式会社 |
15.2%
|
| 2 | 株式会社ワコーテック |
12.4%
|
| 3 | オムロンエフエーストア株式会社 |
9.5%
|
| 4 | 株式会社テック技販 |
8.6%
|
| 5 | 株式会社レプトリノ |
8.6%
|
| 6 | Honeywell International Inc. |
5.7%
|
| 7 | 株式会社サンエテック |
5.7%
|
| 8 | シュンク・ジャパン株式会社 |
5.7%
|
| 9 | 新東工業株式会社 |
5.7%
|
| 10 | ビー・エル・オートテック株式会社 |
4.8%
|
注目ランキング導出方法について
注目ランキングは、2024年6月の力覚センサーページ内でのクリックシェアを基に算出しています。クリックシェアは、対象期間内の全企業の総クリック数を各企業のクリック数で割った値を指します。社員数の規模
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歴史のある会社
製品の閲覧数をもとに算出したランキング
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新東工業株式会社
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返信の比較的早い企業
100.0% 返答率
34.4時間 平均返答時間
新東工業の6軸力覚センサ『ZYXer (ジクサー) 』は、3軸 (XYZ) の荷重 (F) と各軸周りのモーメント (M) を同時に検出するセンサです。この技術により今までロ...
10種類の品番
株式会社ワコーテック
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株式会社ワコーテック
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株式会社ワコーテック
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■概要 DynPick® (ダインピック) WEF-6Aシリーズは6方向の力 (Fx,Fy,Fz,Mx,My,Mz) を同時に検出する事ができる力覚センサです。シンプルな原理構造で低価格・...
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■特長 ・小型でモーメント強化型の6軸力覚センサ ・荷重3軸 (Fx,Fy, Fz) とモーメント3軸 (Mx,My,Mz) を同時に検出 ・素早い変化を捉える1kHzの高応答性 ・セ...
3種類の品番
三友電子工業株式会社
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100.0% 返答率
3方向の力を同時に計測するセンサーです。小型にすることが可能で、把持力の検出等に適しています。PCと接続するためのデジタルトランスミッターなどもご提供...
株式会社サンエテック
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3種類の品番
三友電子工業株式会社
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100.0% 返答率
3方向の力を同時に計測するセンサーです。小型にすることが可能で、把持力の検出等に適しています。PCと接続するためのデジタルトランスミッターなどもご提供...
三友電子工業株式会社
40人以上が見ています
100.0% 返答率
3方向の力を同時に計測するセンサーです。小型にすることが可能で、把持力の検出等に適しています。PCと接続するためのデジタルトランスミッターなどもご提供...
株式会社サンエテック
40人以上が見ています
最新の閲覧: 11時間前
■特長 ・荷重3軸 (Fx,Fy,Fz) を同時に検出 ・中心穴にケーブルを通すことが可能な小型センサ ・静的及び動的な測定が可能 ・素早い変化を捉える1kHｚの高応答...
ロボセンサー技研株式会社
50人以上が見ています
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■微細な力・振動も見逃さない "超センサー" 電源不要で多くの現場で導入されています。 ロボセンサー技研が開発した超センサーは、従来のセラミックス製セン...
