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公開番号2025020479
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-13
出願番号2023123922
出願日2023-07-31
発明の名称変位センサ、変位解析装置、変位解析方法、変位解析プログラム
出願人国立大学法人信州大学,中央電子株式会社
代理人個人
主分類G01B 7/00 20060101AFI20250205BHJP(測定;試験)
要約【課題】被検出物の変位の検出精度を向上させる変位センサ、変位解析装置、変位解析方法、変位解析プログラムを提供することを目的とする。
【解決手段】導電性素子110が、複数の導電性線材111が重なるようにして、たとえば伸縮性基材120や低伸縮性基材130などの基材の一方向と交差する方向に交番させつつ一方向に沿って延在するように配置される。基材の変位に応じて導電性線材111同士の接触状態が密になれば抵抗値は減少し、導電性線材111同士の接触状態が疎になれば抵抗値は増加するので、基材の変位に追随するような抵抗値変化を得ることができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
導電性素子を用いた変位センサにおいて、
複数の導電性線材が重なるようにして、基材の一方向と交差する方向に交番させつつ前記一方向に沿って延在するように配置された導電性素子、
を備えることを特徴とする変位センサ。
続きを表示（約 890 文字）【請求項２】
前記導電性線材は、
絶縁被覆処理が施されていない導電糸であること、
を特徴とする請求項１記載の変位センサ。
【請求項３】
前記基材の一方向と交差する方向に交番させた交番ユニットは、
前記交番ユニットの途中または前記交番ユニットの端点で折り返された前記導電性線材からなること、
を特徴とする請求項１記載の変位センサ。
【請求項４】
前記基材の一方向と交差する方向に交番させた交番ユニットの幅によって、計測する前記導電性素子の抵抗値の検出範囲が調節可能なこと、
を特徴とする請求項１記載の変位センサ。
【請求項５】
前記基材は伸縮性基材であって、
前記導電性素子の抵抗値が増加する特性に基づいて、前記伸縮性基材の前記一方向への伸長変位が検出可能な請求項１記載の変位センサ。
【請求項６】
前記導電性素子の抵抗値が増加から減少に転じる特性に基づいて、前記伸長変位の停止が検出可能な請求項５記載の変位センサ。
【請求項７】
前記導電性素子の抵抗値が減少する特性に基づいて、前記伸長変位の停止が維持された状態が検出可能な請求項６記載の変位センサ。
【請求項８】
前記基材は伸縮性基材であって、
前記導電性素子の抵抗値が一時的な増加から減少に転じる特性に基づいて、前記伸縮性基材の前記一方向への収縮変位が検出可能な請求項１記載の変位センサ。
【請求項９】
基材は低伸縮性基材であって、
前記導電性素子の抵抗値が一時的に増加する特性に基づいて、前記低伸縮性基材における前記基材の一方向と前記導電性素子とが交差する面への曲げ変位が検出可能な請求項１記載の変位センサ。
【請求項１０】
前記導電性素子の抵抗値が一時的に増加する特性から減少に転じ、さらに一時的に増加する特性に基づいて、前記曲げ変位が緩和されたことを検出可能な請求項９記載の変位センサ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、変位センサ、変位解析装置、変位解析方法、変位解析プログラムに関し、特に導電性素子を用いた変位センサ、変位解析装置、変位解析方法、変位解析プログラムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、関節などの人体の動作の特徴となる部位の位置と動きを記録することで、人間の「動作」をデータ化するために変位センサが利用されている。データ化された動作は、身体の動きを再現する装置の開発等に利用される。また変位センサは「動作」をデータ化するだけでなく、人が利用する機械や素材の伸縮や反応などのデータ化にも役立っている。
【０００３】
たとえば柔らかな被検出物に生じる大きな歪みをシンプルな構造で感度よく検出できる変位センサとして導電性素子を用いた変位センサが開発されている（たとえば、非特許文献１参照）。
【０００４】
具体的に非特許文献１で開示された変位センサは、誘導性素子を用いた変位センサであって、伸縮性基材と、伸縮性基材の伸縮方向と交差する方向に往復しながら伸縮方向に沿う方向に導電性線材が延在するように伸縮性基材に配置された誘導性素子を備えている。
【０００５】
これにより、伸縮性基材の伸長に伴って誘導性素子のインダクタンスが増加し、収縮に伴って誘導性素子のインダクタンスが減少する特性に基づいて、伸縮性基材の変位または伸縮性基材が沿うように配された可動部の変位が検出される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
ＡｎｉｔａＶｏｇｌ，ＰａｔｒｉｃｋＰａｒｚｅｒ，ＴｅｏＢａｂｉｃ，ＪｏａｎｎｅＬｅｏｎｇ，ＡｌｅｘＯｌｗａｌ，ＭｉｃｈａｅｌＨａｌｌｅｒ， "ＳｔｒｅｔｃｈＥＢａｎｄ：ＥｎａｂｌｉｎｇＦａｂｒｉｃ－ＢａｓｅｄＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓｔｈｒｏｕｇｈＲａｐｉｄＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆＴｅｘｔｉｌｅＳｔｒｅｔｃｈＳｅｎｓｏｒｓ"，［ｏｎｌｉｎｅ］, ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＣＨＩ２０１７（ＳＩＧＣＨＩＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＨｕｍａｎＦａｃｔｏｒｓｉｎＣｏｍｐｕｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍｓ），ＡＣＭ，ｐｐ．２６１７－２６２７，［令和５年７月２６日検索］，インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐｓ：／／ｒｅｓｅａｒｃｈ．ｇｏｏｇｌｅ／ｐｕｂｓ／ｐｕｂ４６７２５．ｐｄｆ＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、非特許文献１で開示された変位センサは、伸縮性基材の伸長に伴って誘導性素子のインダクタンスが増加し、収縮に伴って誘導性素子のインダクタンスが減少するものの、被検出物の変位に抵抗値変化が追随しておらず、被検出物の変位検出精度が低いという問題があった。
【０００８】
図１３は、非特許文献１で開示された変位センサによって得られた時間に対する抵抗値変化と、伸縮性基材の伸び率との関係を示すグラフである。
図１３に示すように、非特許文献１で開示された変位センサは、伸縮性基材の伸長に追随するような抵抗値変化は得られていない。つまりこの抵抗値変化からだけでは、正確な被検出物の変位を測定することはできない。よって被検出物の変位検出精度が低いという問題があった。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、被検出物の変位の検出精度を向上させる変位センサ、変位解析装置、変位解析方法、変位解析プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では上記問題を解決するために、導電性素子を用いた変位センサにおいて、複数の導電性線材が重なるようにして、基材の一方向と交差する方向に交番させつつ前記一方向に沿って延在するように配置された導電性素子、を備えること特徴とする変位センサが提供される。
これにより、導電性素子が、複数の導電性線材が重なるようにして、基材の一方向と交差する方向に交番させつつ一方向に沿って延在するように配置される。
（【００１１】以降は省略されています）

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