JPH0663882B2 - 圧覚センサ出力信号前処理装置 - Google Patents
圧覚センサ出力信号前処理装置Info
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- JPH0663882B2 JPH0663882B2 JP61301187A JP30118786A JPH0663882B2 JP H0663882 B2 JPH0663882 B2 JP H0663882B2 JP 61301187 A JP61301187 A JP 61301187A JP 30118786 A JP30118786 A JP 30118786A JP H0663882 B2 JPH0663882 B2 JP H0663882B2
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- pressure detection
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- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、例えばロボットのハンドに取付けられてその
把持部の圧力分布を測定することにより、物をつかむ、
はなす、すべる等の把持状態を検知する圧覚センサの出
力信号を計算機処理し易くするための圧覚センサ出力信
号前処理装置に関する。
把持部の圧力分布を測定することにより、物をつかむ、
はなす、すべる等の把持状態を検知する圧覚センサの出
力信号を計算機処理し易くするための圧覚センサ出力信
号前処理装置に関する。
[従来の技術] 本発明が適用される圧覚センサの圧力検出部は、例え
ば、受圧面のX軸,Y軸,Z軸方向の力を検出する3組
の圧力センサとその圧力センサの温度特性補償のための
1組の温度センサを1単位とし(以下、これを圧力セン
サモジュールと称する)、その圧力センサモジュールを
マトリックス状に多数配置したものなどであり、その圧
力および温度信号の出力回路総数は数百回路におよぶ。
ば、受圧面のX軸,Y軸,Z軸方向の力を検出する3組
の圧力センサとその圧力センサの温度特性補償のための
1組の温度センサを1単位とし(以下、これを圧力セン
サモジュールと称する)、その圧力センサモジュールを
マトリックス状に多数配置したものなどであり、その圧
力および温度信号の出力回路総数は数百回路におよぶ。
この種の圧覚センサの出力信号前処理装置は現在のとこ
ろ見当らないが、極く少数の圧力センサモジュールから
なるものについては、出力回路個々に例えば第5図に示
すような温度特性補償回路を接続する手段をとることが
できる。
ろ見当らないが、極く少数の圧力センサモジュールから
なるものについては、出力回路個々に例えば第5図に示
すような温度特性補償回路を接続する手段をとることが
できる。
第5図において、半導体ストレンゲージのような半導体
のブリッジで構成された圧力検出部1の出力は、温度補
償回路2で半導体ストレンジケージの温度特性による影
響が除去される。すなわち、この温度補償回路2では、
圧力検出部1からの信号がアナログ集積回路3およびア
ナログ集積回路4で受信され、これらの集積回路とスパ
ン調整抵抗5およびオフセット調整抵抗6とで信号のス
パンおよびオフセットが調整され、また零点調整抵抗7
とアナログ集積回路8とで信号の零点が調整される。さ
らに、零点温度特性補償抵抗9とアナログ集積回路8お
よびスパン温度特性補償抵抗10とアナログ集積回路11と
により圧力信号の温度補償が行われた後、信号出力信号
12から出力信号が出力される。13は電源端子、14はアナ
ログ用アース端子である。
のブリッジで構成された圧力検出部1の出力は、温度補
償回路2で半導体ストレンジケージの温度特性による影
響が除去される。すなわち、この温度補償回路2では、
圧力検出部1からの信号がアナログ集積回路3およびア
ナログ集積回路4で受信され、これらの集積回路とスパ
ン調整抵抗5およびオフセット調整抵抗6とで信号のス
パンおよびオフセットが調整され、また零点調整抵抗7
とアナログ集積回路8とで信号の零点が調整される。さ
らに、零点温度特性補償抵抗9とアナログ集積回路8お
よびスパン温度特性補償抵抗10とアナログ集積回路11と
により圧力信号の温度補償が行われた後、信号出力信号
12から出力信号が出力される。13は電源端子、14はアナ
ログ用アース端子である。
[発明が解決しようとする問題点] ところが、このような従来技術を上述のような多数の圧
力センサモジュールに適用しようとすると、第6図に示
すように圧力検出部個々に温度補償回路を接続すること
になるので、千個を超えるアナログ集積回路、抵抗器な
どを取付けなければならない。さらに各圧力センサモジ
ュールの信号出力が並列になるので、信号処理を行う例
えばマイクロコンピュータ部との接続点数が多大にな
る。従って、ロボットハンド用圧覚センサに要求される
小形,軽量化が達成できず、また甚だ不経済でもあると
いう欠点があった。
力センサモジュールに適用しようとすると、第6図に示
すように圧力検出部個々に温度補償回路を接続すること
になるので、千個を超えるアナログ集積回路、抵抗器な
どを取付けなければならない。さらに各圧力センサモジ
ュールの信号出力が並列になるので、信号処理を行う例
えばマイクロコンピュータ部との接続点数が多大にな
る。従って、ロボットハンド用圧覚センサに要求される
小形,軽量化が達成できず、また甚だ不経済でもあると
いう欠点があった。
そこで、本発明は、上述の欠点を除去し、圧力分布を経
済的に測定できる圧覚センサ出力信号前処理装置を提供
することを目的とする。
済的に測定できる圧覚センサ出力信号前処理装置を提供
することを目的とする。
[問題点を解決するための手段] 本発明によれば、上記の目的を達成するために、 固有のアドレスを有する複数の圧力検出モジュール部、 該圧力検出モジュール部内に配設された複数の圧力検出
部、 前記圧力検出モジュール部内に配設され、前記圧力検出
部の温度を検出する温度検出部、 前記圧力検出モジュール部内に配設され、前記圧力検出
部および前記温度検出部の双方の出力を開閉する第1の
アナログスイッチ、 前記圧力検出モジュール部内に配設され、当該圧力検出
モジュール部に与えられた第1のアドレスで前記第1の
アナログスイッチを制御する第2のアナログスイッチ、 前記圧力検出モジュール部の前記第1のアナログスイッ
チを介して送られた前記圧力検出部および前記温度検出
部の双方の出力群から1つの出力を第2のアドレス順次
に選択するアナログ信号切換器、 前記圧力検出モジュール部の前記第1のアドレスと前記
圧力検出モジュール部の前記圧力検出部および前記温度
検出部の各出力信号毎の前記第2のアドレスとを発生す
るアドレス再生部、 前記圧力検出モジュール部、アナログ信号切換器および
アドレス再生部からなる触覚部、 前記アドレス再生部に接続され、前記第1および第2の
アドレスを発生するアドレス発生部、 前記アドレス再生部によりアドレス指定された前記圧力
検出部および前記温度検出部から前記アナログ信号切換
器を介して送られた圧力信号と温度信号とをアナログデ
ジタル変換するアナログデジタル変換器、および 該アナログデジタル変換器によりデジタル化された前記
圧力信号と前記温度信号とを用いてあらかじめ定めた所
定の演算式で演算することにより前記圧力信号の温度補
償を行うと同時に前記アドレス発生部に前記第1および
第2のアドレスの符号値を供給する情報処理部 を具備すると共に、 前記アドレス発生部からアドレス再生部へ供給する前記
第1および第2のアドレスを所定の同期クロックのタイ
ミングでシリアル転送するように構成するものとする。
部、 前記圧力検出モジュール部内に配設され、前記圧力検出
部の温度を検出する温度検出部、 前記圧力検出モジュール部内に配設され、前記圧力検出
部および前記温度検出部の双方の出力を開閉する第1の
アナログスイッチ、 前記圧力検出モジュール部内に配設され、当該圧力検出
モジュール部に与えられた第1のアドレスで前記第1の
アナログスイッチを制御する第2のアナログスイッチ、 前記圧力検出モジュール部の前記第1のアナログスイッ
チを介して送られた前記圧力検出部および前記温度検出
部の双方の出力群から1つの出力を第2のアドレス順次
に選択するアナログ信号切換器、 前記圧力検出モジュール部の前記第1のアドレスと前記
圧力検出モジュール部の前記圧力検出部および前記温度
検出部の各出力信号毎の前記第2のアドレスとを発生す
るアドレス再生部、 前記圧力検出モジュール部、アナログ信号切換器および
アドレス再生部からなる触覚部、 前記アドレス再生部に接続され、前記第1および第2の
アドレスを発生するアドレス発生部、 前記アドレス再生部によりアドレス指定された前記圧力
検出部および前記温度検出部から前記アナログ信号切換
器を介して送られた圧力信号と温度信号とをアナログデ
ジタル変換するアナログデジタル変換器、および 該アナログデジタル変換器によりデジタル化された前記
圧力信号と前記温度信号とを用いてあらかじめ定めた所
定の演算式で演算することにより前記圧力信号の温度補
償を行うと同時に前記アドレス発生部に前記第1および
第2のアドレスの符号値を供給する情報処理部 を具備すると共に、 前記アドレス発生部からアドレス再生部へ供給する前記
第1および第2のアドレスを所定の同期クロックのタイ
ミングでシリアル転送するように構成するものとする。
[作用] 本発明では、複数個の圧力検出部で立体的に構築された
圧力検出モジュールをマトリックス状に多数配置し、こ
のモジュールごとに縦軸アドレスおよび横軸アドレスで
選択掃引し、さらに選ばれたモジュール内の各圧力検出
部の出力を信号アドレスで一つづつ選択掃引して行き、
個々の圧力検出部ごとのオフセット、スパンなどの温度
補償を温度検出部の出力とマイクロコンピュータとを用
いて行うことにより2次元平面状さらには3次元立体面
状の圧力分布の測定を行う。
圧力検出モジュールをマトリックス状に多数配置し、こ
のモジュールごとに縦軸アドレスおよび横軸アドレスで
選択掃引し、さらに選ばれたモジュール内の各圧力検出
部の出力を信号アドレスで一つづつ選択掃引して行き、
個々の圧力検出部ごとのオフセット、スパンなどの温度
補償を温度検出部の出力とマイクロコンピュータとを用
いて行うことにより2次元平面状さらには3次元立体面
状の圧力分布の測定を行う。
また、本発明では、温度検出部を複数のブリッジからな
る圧力検出モジュールごとに設け、温度測定回路の増幅
器を圧力検出回路の増幅器と共用するようにしているの
で、構成が簡略化し、小型化が達成される。
る圧力検出モジュールごとに設け、温度測定回路の増幅
器を圧力検出回路の増幅器と共用するようにしているの
で、構成が簡略化し、小型化が達成される。
さらに、本発明では圧力検出モジュールとその信号のア
ドレス値を信号処理部から触覚部へ供給するためにアド
レスを発生および再生する回路をそれぞれに設け、その
データの転送をシリアル方式としたので、互の接続点数
が少量ですみ、小型化を達成できる。
ドレス値を信号処理部から触覚部へ供給するためにアド
レスを発生および再生する回路をそれぞれに設け、その
データの転送をシリアル方式としたので、互の接続点数
が少量ですみ、小型化を達成できる。
[実施例] 以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第1図は本発明の実施例の回路構成を示す。ここで、15
は圧覚や触覚等の圧力感覚の検出を温度検出とともに行
う圧力検出ブロック、16は圧力検出ブロック15の出力の
増幅を行う増幅器、51は圧力検出モジュールを選択掃引
するアドレス再生部、49は上記各部15,16,51で構成さ
れ、例えばロボットハンドなどに装着される触覚部であ
る。17は増幅部16の出力の温度補償等を行うマイクロコ
ンピュータ部、52はマイクロコンピュータ部17の指令を
受けて、触覚部49内の任意の検出器の信号を採り出すア
ドレス発生部である。50は上記各部17,52で構成され、
複数の触覚部(実施例では1個)を制御し、例えばロボ
ットの腕に装着される信号処理部である。この実施例は
これらの回路要素49,50から成る。
は圧覚や触覚等の圧力感覚の検出を温度検出とともに行
う圧力検出ブロック、16は圧力検出ブロック15の出力の
増幅を行う増幅器、51は圧力検出モジュールを選択掃引
するアドレス再生部、49は上記各部15,16,51で構成さ
れ、例えばロボットハンドなどに装着される触覚部であ
る。17は増幅部16の出力の温度補償等を行うマイクロコ
ンピュータ部、52はマイクロコンピュータ部17の指令を
受けて、触覚部49内の任意の検出器の信号を採り出すア
ドレス発生部である。50は上記各部17,52で構成され、
複数の触覚部(実施例では1個)を制御し、例えばロボ
ットの腕に装着される信号処理部である。この実施例は
これらの回路要素49,50から成る。
圧力検出ブロック15は複数の圧力検出モジュール18と単
一のアナログ信号切換器19とで構成する。図面上省略さ
れているが、圧力検出モジュール18は縦・横にマトリッ
クス状に多数配置されて、固有のアドレスを与えられ、
各々の圧力検出モジュール18には後述のアドレス再生部
のデコードライン群43およびデコードライン群44とが接
続されている。
一のアナログ信号切換器19とで構成する。図面上省略さ
れているが、圧力検出モジュール18は縦・横にマトリッ
クス状に多数配置されて、固有のアドレスを与えられ、
各々の圧力検出モジュール18には後述のアドレス再生部
のデコードライン群43およびデコードライン群44とが接
続されている。
各圧力検出モジュール18内には、3次元の圧力測定等を
考慮して設けた複数の圧力検出部1X,1Y,1Zと、
この圧力検出部の温度を検出する1個の温度検出部20と
を配設する。圧力検出部1X,1Y,1Zは、半導体ス
トレンゲージ等のブリッジからなり、温度検出部20はサ
ーミスタ等からなる。また、21X,21Y,21Zおよび21Tは
圧力検出部1X,1Y,1Zおよび温度検出部20の検出
出力を開閉するアナログスイッチとしての信号用スイッ
チ部、22はこの信号用スイッチ部を介して各モジュール
18単位に検出出力の開閉制御を行うアナログスイッチと
してのモジュール用スイッチであり、このスイッチ22の
指示信号により上述の1組のスイッチ部21X,21Y,2
1Z,21Tが開閉動作を行う。
考慮して設けた複数の圧力検出部1X,1Y,1Zと、
この圧力検出部の温度を検出する1個の温度検出部20と
を配設する。圧力検出部1X,1Y,1Zは、半導体ス
トレンゲージ等のブリッジからなり、温度検出部20はサ
ーミスタ等からなる。また、21X,21Y,21Zおよび21Tは
圧力検出部1X,1Y,1Zおよび温度検出部20の検出
出力を開閉するアナログスイッチとしての信号用スイッ
チ部、22はこの信号用スイッチ部を介して各モジュール
18単位に検出出力の開閉制御を行うアナログスイッチと
してのモジュール用スイッチであり、このスイッチ22の
指示信号により上述の1組のスイッチ部21X,21Y,2
1Z,21Tが開閉動作を行う。
各モジュール用スイッチ22は所属の圧力検出モジュール
18のアドレスを示す横軸および縦軸のデコード信号の指
示を受けて開閉動作をするスイッチSXおよびSYと、この
開閉動作を電位的に符号化する抵抗Rとで構成し、その
横軸および縦軸は後述のデコーダの選択により所属の圧
力検出モジュール18が選択された時にスイッチSXおよび
SYを閉じて、その所属するモジュール内の全ての信号用
スイッチ部21X,21Y,21Z,21Tを同時に開くことによっ
て指定される。
18のアドレスを示す横軸および縦軸のデコード信号の指
示を受けて開閉動作をするスイッチSXおよびSYと、この
開閉動作を電位的に符号化する抵抗Rとで構成し、その
横軸および縦軸は後述のデコーダの選択により所属の圧
力検出モジュール18が選択された時にスイッチSXおよび
SYを閉じて、その所属するモジュール内の全ての信号用
スイッチ部21X,21Y,21Z,21Tを同時に開くことによっ
て指定される。
さらに、共通の電源端子13とアナログ用アース端子14に
対して、1組の圧力検出部1X,1Y,1Z毎に1個の
温度検出部20を接続し、これらの検出部の出力端子に上
述の1組の信号用スイッチ部21X,21Y,21Z,21Tを接続
する。
対して、1組の圧力検出部1X,1Y,1Z毎に1個の
温度検出部20を接続し、これらの検出部の出力端子に上
述の1組の信号用スイッチ部21X,21Y,21Z,21Tを接続
する。
アナログ信号切換器19は第2図に示すように、複数のス
イッチからなり、各圧力検出モジュール18からの信号を
受け取って、その中の一組の信号を後述の信号デコーダ
25の出力値に基づいて選択出力する。
イッチからなり、各圧力検出モジュール18からの信号を
受け取って、その中の一組の信号を後述の信号デコーダ
25の出力値に基づいて選択出力する。
アナログ信号切換器19の出力端子に接続する増幅部16
は、第3図に示すように、差動増幅器として作動するア
ナログ集積回路3,4および11と複数抵抗R0〜R3と
で構成する。この増幅部16の出力e0は入力e1,e2
とすると、次式(1)で与えられる。
は、第3図に示すように、差動増幅器として作動するア
ナログ集積回路3,4および11と複数抵抗R0〜R3と
で構成する。この増幅部16の出力e0は入力e1,e2
とすると、次式(1)で与えられる。
この増幅部16は、誘導ノイズに強いので同相電圧ノイズ
が少なく、検出部1のブリッジと増幅部16のグランド共
通(接地線共通接続)によりフローティング電源が不要
である等の利点を有する。
が少なく、検出部1のブリッジと増幅部16のグランド共
通(接地線共通接続)によりフローティング電源が不要
である等の利点を有する。
マイクロコンピュータ部17は複数の構成要素からなる。
ここで、26は増幅部16の出力端子と接続するA/D(アナ
ログ−デジタル)変換器であり、増幅部16で増幅された
圧力信号および温度信号をA/D変換する。27はA/D変換器
26から出力するデジタル信号を一時記憶する一時記憶用
RAM(ランダムアクセスメモリ)、28および29はA/D変換
器26でデジタル化したデータを温度補償するための演算
をする乗算用プロセッサと除算用プロセッサである。
ここで、26は増幅部16の出力端子と接続するA/D(アナ
ログ−デジタル)変換器であり、増幅部16で増幅された
圧力信号および温度信号をA/D変換する。27はA/D変換器
26から出力するデジタル信号を一時記憶する一時記憶用
RAM(ランダムアクセスメモリ)、28および29はA/D変換
器26でデジタル化したデータを温度補償するための演算
をする乗算用プロセッサと除算用プロセッサである。
30は演算式や定数または制御プログラム等をあらかじめ
格納したROM(リードオンリメモリ)、31は演算により
温度補償された検出データを記憶する補正後データ記憶
用RAM、32は温度補償ずみの検出データを外部に出力す
る信号出力用ポート、33は全体の制御を行うCPU(中央
演算処理装置)である。さらに、35はマイクロコンピュ
ータ部17の内部のデータバス、36はマイクロコンピュー
タ部17のアドレスバス、37はマイクロコンピュータ部17
の信号出力用データバスである。38および39はマイクロ
コンピュータ部17のデジタル用電源およびアース端子、
40および41は増幅部16のオペアンプ(演算増幅器)用正
および負の電源端子である。
格納したROM(リードオンリメモリ)、31は演算により
温度補償された検出データを記憶する補正後データ記憶
用RAM、32は温度補償ずみの検出データを外部に出力す
る信号出力用ポート、33は全体の制御を行うCPU(中央
演算処理装置)である。さらに、35はマイクロコンピュ
ータ部17の内部のデータバス、36はマイクロコンピュー
タ部17のアドレスバス、37はマイクロコンピュータ部17
の信号出力用データバスである。38および39はマイクロ
コンピュータ部17のデジタル用電源およびアース端子、
40および41は増幅部16のオペアンプ(演算増幅器)用正
および負の電源端子である。
52はマイクロコンピュータ部のアドレスバス36およびデ
ータバス35と接続して、入力されるパラレルデータをシ
リアルデータに変換するデータ変換器54とその出力を転
送するクロック発生器55とからなるアドレス発生部であ
る。
ータバス35と接続して、入力されるパラレルデータをシ
リアルデータに変換するデータ変換器54とその出力を転
送するクロック発生器55とからなるアドレス発生部であ
る。
51はアドレス発生部52からのシリアルデータを、これと
同時に供給されるクロックと共にパラレルデータに再生
するインバータ53とデコーダ23〜25からなるアドレス再
生部である。
同時に供給されるクロックと共にパラレルデータに再生
するインバータ53とデコーダ23〜25からなるアドレス再
生部である。
42は信号デコーダ25から出て、アナログ信号切換器19に
接続するデコードライン群、43は縦軸デコーダ23から出
て、縦軸毎に各モジュール用スイッチ部22のスイッチSY
に接続する縦軸デコードライン群、および44は横軸デコ
ーダ24から出て、横軸毎に各モジュール用スイッチ部22
のスイッチSXに接続する横軸デコードライン群である。
接続するデコードライン群、43は縦軸デコーダ23から出
て、縦軸毎に各モジュール用スイッチ部22のスイッチSY
に接続する縦軸デコードライン群、および44は横軸デコ
ーダ24から出て、横軸毎に各モジュール用スイッチ部22
のスイッチSXに接続する横軸デコードライン群である。
以上の構成において、CPU33はROM30に格納した制御プロ
グラムに基づいて、複数の圧力検出モジュール18のうち
で、どの圧力検出モジュールのどの圧力検出部の出力を
信号出力用データバス37に出力させるかを決定すると、
その圧力検出モジュールのアドレスと圧力検出部のアド
レスとを、アドレス発生部52のデータ変換器に出力す
る。
グラムに基づいて、複数の圧力検出モジュール18のうち
で、どの圧力検出モジュールのどの圧力検出部の出力を
信号出力用データバス37に出力させるかを決定すると、
その圧力検出モジュールのアドレスと圧力検出部のアド
レスとを、アドレス発生部52のデータ変換器に出力す
る。
ここで、各圧力検出モジュール18中の圧力検出部1X,
1Y,1Zおよび温度検出部20にあらかじめ与えられた
アドレスは、その各検出部毎に特定されたアドレスであ
り、例えば信号アドレス、縦軸アドレスおよび横軸アド
レスを配列した時の符号値を表わす。
1Y,1Zおよび温度検出部20にあらかじめ与えられた
アドレスは、その各検出部毎に特定されたアドレスであ
り、例えば信号アドレス、縦軸アドレスおよび横軸アド
レスを配列した時の符号値を表わす。
次にアドレス発生部52とアドレス再生部51との関係を第
4図を並用して説明する。
4図を並用して説明する。
アドレス発生部52は入力された圧力検出モジュールおよ
びその信号のアドレス値Aをデータ変換器54で、シリア
ルデータBに変換し、クロック発生器55で時系列に送り
出す。
びその信号のアドレス値Aをデータ変換器54で、シリア
ルデータBに変換し、クロック発生器55で時系列に送り
出す。
この時の転送方式は、後述するアドレス再生部51の2系
統のデコーダにそれぞれ対応するデータがクロックCの
周期を分け合うようにする(実施例ではS0〜3およびY
0〜3とX0〜3とに分離)。さらに上記2つのデータのビ
ット長が異なる場合には転送の終了時点をそろえるため
に、ビット長が短い方(実施例ではX0〜3の信号)の送
り出しをあるクロック数分遅らせている。かくして、シ
リアルデータBとクロックCとはアドレス再生部51へ供
給される。アドレス再生部51では、シフトレジスタ構造
のデコーダ23〜25がシリアルデータBをクロックCのエ
ッヂで記憶し、クロックCの停止と同時にパラレルデー
タに再生する。この時の再生方式はインバータ53の入出
力である、クロックCとその反転クロックC′とをデコ
ーダ25,23とデコーダ24とにそれぞれ分離して入力する
ことで2つの系統が並列に動作する。
統のデコーダにそれぞれ対応するデータがクロックCの
周期を分け合うようにする(実施例ではS0〜3およびY
0〜3とX0〜3とに分離)。さらに上記2つのデータのビ
ット長が異なる場合には転送の終了時点をそろえるため
に、ビット長が短い方(実施例ではX0〜3の信号)の送
り出しをあるクロック数分遅らせている。かくして、シ
リアルデータBとクロックCとはアドレス再生部51へ供
給される。アドレス再生部51では、シフトレジスタ構造
のデコーダ23〜25がシリアルデータBをクロックCのエ
ッヂで記憶し、クロックCの停止と同時にパラレルデー
タに再生する。この時の再生方式はインバータ53の入出
力である、クロックCとその反転クロックC′とをデコ
ーダ25,23とデコーダ24とにそれぞれ分離して入力する
ことで2つの系統が並列に動作する。
以上のようにしてアドレス発生部52とアドレス再生部と
のデータ送受が終了すると、各デコーダ23〜25は再生し
たアドレス値にそれぞれ対応した信号ライン、縦軸ライ
ンおよび横軸ラインをデコードライン群42,デコードラ
イン群43およびデコードライン群44の中から選び出し、
これらの選び出したラインに接続されているアナログ切
換器19およびスイッチSX,SYだけをオン(導通)状態に
させる。
のデータ送受が終了すると、各デコーダ23〜25は再生し
たアドレス値にそれぞれ対応した信号ライン、縦軸ライ
ンおよび横軸ラインをデコードライン群42,デコードラ
イン群43およびデコードライン群44の中から選び出し、
これらの選び出したラインに接続されているアナログ切
換器19およびスイッチSX,SYだけをオン(導通)状態に
させる。
すなわち、第2図に示すように、縦軸デコーダ23はデコ
ードライン群43を通じて列方向の圧力検出モジュール18
の中のスイッチSYを選択的にON(オン)にし、横軸デコ
ーダ24はデコードライン群44を通じて行方向の圧力検出
モジュール18の中のスイッチSXを選択的にONにする。両
スイッチSXおよびSYがONとすると、信号用スイッチ22が
ONになり、そのスイッチ22が所属する(アドレスで指定
された)圧力検出モジュール18の圧力および温度信号を
一挙に出力する。このように、上述のデコーダ23,24で
選ばれた圧力検出モジュール18の信号から一組の信号を
選択すべく、信号デコーダ25はアナログ切換器19内のい
ずれかのスイッチを順次オンにする。
ードライン群43を通じて列方向の圧力検出モジュール18
の中のスイッチSYを選択的にON(オン)にし、横軸デコ
ーダ24はデコードライン群44を通じて行方向の圧力検出
モジュール18の中のスイッチSXを選択的にONにする。両
スイッチSXおよびSYがONとすると、信号用スイッチ22が
ONになり、そのスイッチ22が所属する(アドレスで指定
された)圧力検出モジュール18の圧力および温度信号を
一挙に出力する。このように、上述のデコーダ23,24で
選ばれた圧力検出モジュール18の信号から一組の信号を
選択すべく、信号デコーダ25はアナログ切換器19内のい
ずれかのスイッチを順次オンにする。
これにより、CPU33により指定されたアドレスを有する
特定の圧力検出器1X,1Y,1Zが選択され、この選
択された圧力検出部の出力信号が増幅部16で増幅され
る。同様に温度検出部20の出力もCPU33によりアドレス
のみを変るだけで、上述した信号選択課程を経て増幅部
16で増幅される。
特定の圧力検出器1X,1Y,1Zが選択され、この選
択された圧力検出部の出力信号が増幅部16で増幅され
る。同様に温度検出部20の出力もCPU33によりアドレス
のみを変るだけで、上述した信号選択課程を経て増幅部
16で増幅される。
次に、増幅部16で増幅された圧力信号と温度信号とは、
A/D変換器26でA/D変換される。このA/D変換されたデジ
タルの圧力信号と温度信号とは、内部データバス35を介
して一時記憶用RAM27にそれぞれ区別されて別の領域に
記憶され、さらにCPU33、乗算用プロセッサ28および除
算用プロセッサ29とにより圧力信号の温度補償のための
演算が行われる。ここで、乗算用プロセッサ28と除算用
プロセッサ29は上述の補償演算の速度を早めるために用
いられる。
A/D変換器26でA/D変換される。このA/D変換されたデジ
タルの圧力信号と温度信号とは、内部データバス35を介
して一時記憶用RAM27にそれぞれ区別されて別の領域に
記憶され、さらにCPU33、乗算用プロセッサ28および除
算用プロセッサ29とにより圧力信号の温度補償のための
演算が行われる。ここで、乗算用プロセッサ28と除算用
プロセッサ29は上述の補償演算の速度を早めるために用
いられる。
かかる補償演算は以下のように行う。まず、A/D変換器2
6に入力される圧力信号のアナログ値Vopは、圧力検出部
1(1X,1Y,1Zの代表番号とする)に圧力が印加
されないときに発生するオフセットと、スパンを決定す
る比例定数とを使って近似的に、 と表わすことができるので、圧力検出部1への印加圧力
Pは次の(3)式から求めることができる。
6に入力される圧力信号のアナログ値Vopは、圧力検出部
1(1X,1Y,1Zの代表番号とする)に圧力が印加
されないときに発生するオフセットと、スパンを決定す
る比例定数とを使って近似的に、 と表わすことができるので、圧力検出部1への印加圧力
Pは次の(3)式から求めることができる。
ただし、 T:圧力検出部1の絶対温度、 a0,a1,a2,b0,b1,b2:圧力検出部1の
個々に定まる既知の定数である。
個々に定まる既知の定数である。
また、A/D変換部26に入力する温度信号のアナログ値V
OTは、温度検出部20が例えばサーミスタの場合には近似
的に、 VOT=C0+C1T0 と表わすことができるので、温度T0は次の式(4)式か
ら求めることができる。
OTは、温度検出部20が例えばサーミスタの場合には近似
的に、 VOT=C0+C1T0 と表わすことができるので、温度T0は次の式(4)式か
ら求めることができる。
ただし、 C0,C1:温度検出部20ごとに定める既知の定数 T0:温度検出部20の絶対温度である。
したがって、温度検出部20の温度T0が圧力検出部1の
温度Tと考えられる程、温度検出部20と圧力検出部1と
を十分に近いところに設置しておけば、上述の(4)式に
より算出した温度T0をTとして用いて、上述の(3)式
から温度Tの影響を除去した正確な圧力値Pを算出でき
ることになる。このようにして、算出されたデジタル圧
力データPは信号出力用ポート32を経由して、信号出力
用データバス37から外部に出力されると同時に、補正後
データ記憶用RAM31に記憶され、いつでも必要なときに
出力できるようになっている。
温度Tと考えられる程、温度検出部20と圧力検出部1と
を十分に近いところに設置しておけば、上述の(4)式に
より算出した温度T0をTとして用いて、上述の(3)式
から温度Tの影響を除去した正確な圧力値Pを算出でき
ることになる。このようにして、算出されたデジタル圧
力データPは信号出力用ポート32を経由して、信号出力
用データバス37から外部に出力されると同時に、補正後
データ記憶用RAM31に記憶され、いつでも必要なときに
出力できるようになっている。
以上のように、ある特定の圧力検出部1の出力信号がマ
イクロコンピュータ部17で演算処理され、信号出力用デ
ータバス37に出力される。同様にして、他の圧力検出部
1の出力も順次縦軸デコーダ23、横軸デコーダ24および
信号デコーダ25とを経由してアドレス指定されることに
より検出されて、マイクロコンピュータ部17で演算処理
され、信号出力用データバス37に出力される。マトリッ
クス配列の複数の圧力検出モジュール18の圧力検出部1
および温度検出部20の全部をこのようにして掃引し終る
と、補正後データ記憶用RAM31には圧力分布のデータフ
ァイルが完成することになる。
イクロコンピュータ部17で演算処理され、信号出力用デ
ータバス37に出力される。同様にして、他の圧力検出部
1の出力も順次縦軸デコーダ23、横軸デコーダ24および
信号デコーダ25とを経由してアドレス指定されることに
より検出されて、マイクロコンピュータ部17で演算処理
され、信号出力用データバス37に出力される。マトリッ
クス配列の複数の圧力検出モジュール18の圧力検出部1
および温度検出部20の全部をこのようにして掃引し終る
と、補正後データ記憶用RAM31には圧力分布のデータフ
ァイルが完成することになる。
このように、本例では、 複数個の圧力検出部で構築した圧力検出モジュール18
をマトリックス状に多数配列し、 縦軸デコーダ23,横軸デコーダ24とで1つの圧力検出
モジュール18の信号を順次選択掃引して取り出し、次に
選択して取り出したその信号を信号デコーダ25とアナロ
グ信号切換器19とによりさらに選択掃引してその信号の
中から1組の検出信号を順次取り出すためのアドレス信
号をシリアル転送し、 増幅器を共用して圧力信号と温度信号とを同じ経路で
増幅した後、オフセットやスパンなどの温度補償をする
ようにしているので、 圧力検出部で同一信号を束にできて、圧力検出モジュ
ール18からの引出線および触覚部と信号処理部の接続数
が少なくなり、またアナログ信号切換器の数が少なくな
る。そのため、触覚部(センサアレイとマルチプレクサ
等のICを一体化したもの)の超小形化が可能となる。
をマトリックス状に多数配列し、 縦軸デコーダ23,横軸デコーダ24とで1つの圧力検出
モジュール18の信号を順次選択掃引して取り出し、次に
選択して取り出したその信号を信号デコーダ25とアナロ
グ信号切換器19とによりさらに選択掃引してその信号の
中から1組の検出信号を順次取り出すためのアドレス信
号をシリアル転送し、 増幅器を共用して圧力信号と温度信号とを同じ経路で
増幅した後、オフセットやスパンなどの温度補償をする
ようにしているので、 圧力検出部で同一信号を束にできて、圧力検出モジュ
ール18からの引出線および触覚部と信号処理部の接続数
が少なくなり、またアナログ信号切換器の数が少なくな
る。そのため、触覚部(センサアレイとマルチプレクサ
等のICを一体化したもの)の超小形化が可能となる。
なお、圧力検出部1を数個単位でモジュール化すること
は、例えば印加圧力を互いに直行する3分力に分解して
検出する3分力検知感圧モジュールを単一の部品として
構築する上で、有効な手段である。
は、例えば印加圧力を互いに直行する3分力に分解して
検出する3分力検知感圧モジュールを単一の部品として
構築する上で、有効な手段である。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、複数個の圧力検
出部で構築した圧力検出モジュールをマトリックス状に
多数配置し、この圧力検出モジュールをモジュールごと
に与えられた縦軸アドレスおよび横軸アドレスで順次選
択して、選ばれたそのモジュール内の各圧力検出部の出
力をさらに信号アドレスで一つずつ選択して行き、選択
した検出信号に対して個々の圧力検出部ごとのオフセッ
トスパンなどの温度補償を行うようにしているので、第
6図の従来装置のように複数の圧力検出部の出力を掃引
して、個々の圧力検出部に温度補償回路を別々に設ける
という必要はなくなり、全体として回路構成部品数が少
なくなり、小形化が達成されるばかりでなく圧力分布の
測定を廉価に経済的に行うことができる利点が得られ
る。
出部で構築した圧力検出モジュールをマトリックス状に
多数配置し、この圧力検出モジュールをモジュールごと
に与えられた縦軸アドレスおよび横軸アドレスで順次選
択して、選ばれたそのモジュール内の各圧力検出部の出
力をさらに信号アドレスで一つずつ選択して行き、選択
した検出信号に対して個々の圧力検出部ごとのオフセッ
トスパンなどの温度補償を行うようにしているので、第
6図の従来装置のように複数の圧力検出部の出力を掃引
して、個々の圧力検出部に温度補償回路を別々に設ける
という必要はなくなり、全体として回路構成部品数が少
なくなり、小形化が達成されるばかりでなく圧力分布の
測定を廉価に経済的に行うことができる利点が得られ
る。
さらに加えて、圧力検出モジュールとその信号のアドレ
ス値を信号処理部から触覚部へ供給する場合において、
それぞれアドレス発生部およびアドレス再生部を設け、
その転送方式をシリアルとしたので、互の接続点数が少
量ですみ小形化をより一掃促進することができる。
ス値を信号処理部から触覚部へ供給する場合において、
それぞれアドレス発生部およびアドレス再生部を設け、
その転送方式をシリアルとしたので、互の接続点数が少
量ですみ小形化をより一掃促進することができる。
第1図は本発明の実施例の構成を示す回路図、 第2図は第1図のアナログ信号切換器の構成例を示す回
路図、 第3図は第1図の増幅部の構成例を示す図、 第4図は第1図のアドレス発生部とアドレス再生部との
動作を説明する図、 第5図は従来の圧力センサの温度特性補償回路を示す回
路図、 第6図は従来の圧力センサとその温度特性補償回路を用
いて圧力分布を測定する場合のシステム構成例を示すブ
ロック図である。 1……圧力検出部、 2……温度特性補償回路、 3……アナログ集積回路、 4……アナログ集積回路、 5……スパン調整抵抗、 6……オフセット調整抵抗、 7……零点調整抵抗、 8……アナログ集積回路、 9……零点温度特性補償抵抗、 10……スパン温度特性補償抵抗、 11……アナログ集積回路、 12……信号出力端子、 13……電源端子、 14……アナログ用アース端子、 15……圧力検出ブロック、 16……増幅部、 17……マイクロコンピュータ部、 18……圧力検出モジュール、 19……アナログ信号切換器、 20……温度検出部、 21……信号用スイッチ部、 22……モジュール用スイッチ、 23……縦軸デコーダ、 24……横軸デコーダ、 25……信号デコーダ、 26……A/D変換器、 27……一時記憶用RAM、 28……乗算用プロセッサ、 29……除算用プロセッサ、 30……ROM、 31……補正後データ記憶用RAM、 32……信号出力用ポート、 33……CPU、 35……内部データバス、 36……アドレスバス、 37……信号出力用データバス、 38……デジタル用電源端子、 39……デジタル用アース端子、 40……オペアンプ用正電源端子、 41……オペアンプ用負電源端子、 42……デコードライン群、 43……デコードライン群、 44……デコードライン群、 49……触覚部、 50……信号処理部、 51……アドレス再生部、 52……アドレス発生部、 53……インバータ、 54……データ変換器、 55……クロック発生器。
路図、 第3図は第1図の増幅部の構成例を示す図、 第4図は第1図のアドレス発生部とアドレス再生部との
動作を説明する図、 第5図は従来の圧力センサの温度特性補償回路を示す回
路図、 第6図は従来の圧力センサとその温度特性補償回路を用
いて圧力分布を測定する場合のシステム構成例を示すブ
ロック図である。 1……圧力検出部、 2……温度特性補償回路、 3……アナログ集積回路、 4……アナログ集積回路、 5……スパン調整抵抗、 6……オフセット調整抵抗、 7……零点調整抵抗、 8……アナログ集積回路、 9……零点温度特性補償抵抗、 10……スパン温度特性補償抵抗、 11……アナログ集積回路、 12……信号出力端子、 13……電源端子、 14……アナログ用アース端子、 15……圧力検出ブロック、 16……増幅部、 17……マイクロコンピュータ部、 18……圧力検出モジュール、 19……アナログ信号切換器、 20……温度検出部、 21……信号用スイッチ部、 22……モジュール用スイッチ、 23……縦軸デコーダ、 24……横軸デコーダ、 25……信号デコーダ、 26……A/D変換器、 27……一時記憶用RAM、 28……乗算用プロセッサ、 29……除算用プロセッサ、 30……ROM、 31……補正後データ記憶用RAM、 32……信号出力用ポート、 33……CPU、 35……内部データバス、 36……アドレスバス、 37……信号出力用データバス、 38……デジタル用電源端子、 39……デジタル用アース端子、 40……オペアンプ用正電源端子、 41……オペアンプ用負電源端子、 42……デコードライン群、 43……デコードライン群、 44……デコードライン群、 49……触覚部、 50……信号処理部、 51……アドレス再生部、 52……アドレス発生部、 53……インバータ、 54……データ変換器、 55……クロック発生器。
Claims (5)
- 【請求項1】a)固有のアドレスを有する複数の圧力検
出モジュール部、 b)該圧力検出モジュール部内に配設された複数の圧力
検出部、 c)前記圧力検出モジュール部内に配設され、前記圧力
検出部の温度を検出する温度検出部、 d)前記圧力検出モジュール部内に配設され、前記圧力
検出部および前記温度検出部の双方の出力を開閉する第
1のアナログスイッチ、 e)前記圧力検出モジュール部内に配設され、当該圧力
検出モジュール部に与えられた第1のアドレスで前記第
1のアナログスイッチを制御する第2のアナログスイッ
チ、 f)前記圧力検出モジュール部の前記第1のアナログス
イッチを介して送られた前記圧力検出部および前記温度
検出部の双方の出力群から1つの出力を第2のアドレス
で順次に選択するアナログ信号切換器、 g)前記圧力検出モジュール部の前記第1のアドレスと
前記圧力検出モジュール部の前記圧力検出部および前記
温度検出部の各出力信号毎の前記第2のアドレスとを発
生するアドレス再生部、 h)前記圧力検出モジュール部、アナログ信号切換器お
よびアドレス再生部からなる触覚部、 i)前記アドレス再生部に接続され、前記第1および第
2のアドレスを発生するアドレス発生部、 j)前記アドレス再生部によりアドレス指定された前記
圧力検出部および前記温度検出部から前記アナログ信号
切換器を介して送られた圧力信号と温度信号とをアナロ
グデジタル変換するアナログデジタル変換器、および k)該アナログデジタル変換器によりデジタル化された
前記圧力信号と前記温度信号とを用いてあらかじめ定め
た所定の演算式で演算することにより前記圧力信号の温
度補償を行うと同時に前記アドレス発生部に前記第1お
よび第2のアドレスの符号値を供給する情報処理部 を具備すると共に、 )前記アドレス発生部からアドレス再生部へ供給する
前記第1および第2のアドレスを所定の同期クロックの
タイミングでシリアル転送するように構成したこと、 を特徴とする圧覚センサ出力信号前処理装置。 - 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の装置におい
て、第1および第2のアドレスの各々を2つに分け、そ
の2つに分けられた第1および第2のアドレスを交互に
転送するように構成したことを特徴とする圧覚センサ出
力信号前処理装置。 - 【請求項3】特許請求の範囲第2項記載の装置におい
て、第1および第2のアドレスをそれぞれ二分し、デー
タ長の不均衡が生じた場合に一方の転送時間を遅らせる
ように構成したことを特徴とする圧覚センサ出力信号前
処理装置。 - 【請求項4】特許請求の範囲第1項ないし第3項のいず
れかの項に記載の装置において、アドレス再生部は位相
の異なる2つの同期クロックで動作する2つの再生系統
から構成されたことを特徴とする圧覚センサ出力信号前
処理装置。 - 【請求項5】特許請求の範囲第1項記載の装置におい
て、複数の圧力検出部は印加圧力を互いに直交する3方
向の分力に分解して検知する感圧モジュールを含んで構
成されていることを特徴とする圧覚センサ出力信号前処
理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61301187A JPH0663882B2 (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 圧覚センサ出力信号前処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61301187A JPH0663882B2 (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 圧覚センサ出力信号前処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63154927A JPS63154927A (ja) | 1988-06-28 |
| JPH0663882B2 true JPH0663882B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=17893819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61301187A Expired - Lifetime JPH0663882B2 (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 圧覚センサ出力信号前処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0663882B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3231429B2 (ja) * | 1992-11-06 | 2001-11-19 | 株式会社日立製作所 | 中央処理装置と乗算器とを有する半導体集積回路装置 |
| JP2007085471A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | カップラー |
| JP6694062B2 (ja) * | 2016-06-08 | 2020-05-13 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 力センサ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60154130A (ja) * | 1984-01-24 | 1985-08-13 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 圧覚センサ出力信号前処理装置 |
| JPS60221288A (ja) * | 1984-04-13 | 1985-11-05 | 株式会社 富士電機総合研究所 | 圧覚認識制御装置 |
-
1986
- 1986-12-19 JP JP61301187A patent/JPH0663882B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63154927A (ja) | 1988-06-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |