具体实施方式

以下，基于附图，说明实施方式。此外，对相同的功能、结构标注相同或类似的附图标记，适当省略其说明。

(1)流体压驱动器和检测单元的整体概略结构

图1是本实施方式的包含检测单元500的流体压驱动器10的侧部外观图。如图1所示，流体压驱动器10是利用流体压的驱动器，包括沿着轴向D_AX(参照图2)伸缩的驱动器主体部100。

流体压驱动器10具有两个连结部20。在连结部20连结有由流体压驱动器10操作的操作对象的构件25。例如，在连结部20连结有构成人形的机器人的肢体(上肢、下肢等)的构件。

在流体压驱动器10连接有软管180。软管180的另一端部连接于供给流体(气体或液体)的压缩机等供给装置(未图示)。流体经由软管180而相对于驱动器主体部100的内部流入和流出。

另外，在流体压驱动器10使用引线515而连接有检测单元500。检测单元500检测流体压驱动器10的沿着轴向D_AX(长度方向)的长度。

具体而言，检测单元500检测驱动器主体部100的沿着轴向D_AX(长度方向)的长度。

(2)流体压驱动器的结构

图2是流体压驱动器10的侧视图。如图2所示，流体压驱动器10包括驱动器主体部100、封闭机构200以及封闭机构300。另外，在流体压驱动器10的两端分别设有连结部20。

驱动器主体部100由管110和套筒120构成。流体经由配件400和通过孔410而向驱动器主体部100流入。

驱动器主体部100通过流体向管110内流入而在驱动器主体部100的轴向D_AX上收缩并在径向D_R上膨胀。另外，驱动器主体部100通过流体自管110流出而在驱动器主体部100的轴向D_AX上膨胀并在径向D_R上收缩。通过这样的驱动器主体部100的形状变化，流体压驱动器10发挥作为驱动器的功能。

流体压驱动器10的驱动所使用的流体可以是空气等气体或水、矿物油等液体中的任一者，特别是，流体压驱动器10具有连对驱动器主体部100施加较高的压力的液压驱动也能够承受的较高的耐久性。

另外，这样的流体压驱动器10是所谓的麦吉本型，当然能够适用为人工肌肉用，也能够适用为要求更高的能力(收缩力)的机器人的肢体(上肢、下肢等)用。在连结部20连结有构成该肢体的构件等。

封闭机构200和封闭机构300封闭驱动器主体部100的轴向D_AX上的两端部。具体而言，封闭机构200包含封闭构件210和铆接构件230。封闭构件210封闭驱动器主体部100的轴向D_AX的端部。另外，铆接构件230将驱动器主体部100和封闭构件210一起铆接。在铆接构件230的外周面形成有压痕231，该压痕231是铆接构件230由夹具进行铆接而得到的痕。

作为封闭构件210，能够适当使用不锈钢等金属，但不限定于这样的金属，也可以使用硬质塑料材料等。

另外，作为铆接构件230，能够使用铝合金、黄铜以及铁等金属。

封闭机构200与封闭机构300的不同点为是否设有配件400(和通过孔410)。

配件400突出以安装与流体压驱动器10的驱动压力源，具体而言是气体、液体的供给装置连接的软管180。经由配件400而流入的流体通过通过孔410而向驱动器主体部100的内部，具体而言是管110的内部流入。

图3是驱动器主体部100的分解立体图。如上所述，驱动器主体部100由管110和套筒120构成。

即，驱动器主体部100包含管110，形状根据管110的膨胀或收缩而变化。

管110是根据流体的压力而膨胀和收缩的圆筒状的筒状体。管110由丁基橡胶等弹性材料构成以反复进行由流体引起的收缩和膨胀。另外，在将流体压驱动器10设为液压驱动的情况下，优选采用从由耐液压性较高的NBR(丁腈橡胶)或氢化NBR、氯丁二烯橡胶以及氯醚橡胶组成的组中选择的至少一种。

另外，在本实施方式中，管110由包含导电性的材料(也可以被称为填料)的橡胶构件形成。例如，管110能够由包含碳颗粒的橡胶构件形成。

套筒120为圆筒状，覆盖管110的外周面。套筒120是编入取向于预定方向的纤维帘线而得到的具有伸缩性的构造体，通过取向的帘线交叉而重复得到菱形的形状。套筒120具有这样的形状，从而缩放变形，限制并跟随管110的收缩和膨胀。

作为构成套筒120的帘线，优选使用芳香族聚酰胺(芳纶纤维)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的纤维帘线。不过，不限定于这样的种类的纤维帘线，例如，也可以是PBO纤维(聚对苯撑苯并二噁唑)等高强度纤维的帘线。

(3)检测单元的功能块结构

图4是检测流体压驱动器10的长度的检测单元500的功能块结构图。

如上所述，检测单元500检测根据流体的向驱动器主体部100的流入和该流体的自驱动器主体部100的流出而变化的流体压驱动器10的长度。

具体而言，检测单元500检测驱动器主体部100的沿着构成驱动器主体部100的管110(参照图2和图3)的长度方向(轴向D_AX)的长度L。

检测单元500包括测定部510和长度估算部520。

测定部510测定管110的电特性。因此，检测单元500与驱动器主体部100的长度方向(轴向D_AX)上的管110的两端部分电连接。具体而言，管110的两端部分和检测单元500由引线515连接。

测定部510测定管110的电阻。具体而言，测定部510测定由引线515连接的管110的长度方向(轴向D_AX)上的端部间的电阻的值(单位：MΩ等)。

长度估算部520基于由测定部510测定出的电特性来估算驱动器主体部100的长度L。

具体而言，长度估算部520基于管110的长度方向(轴向D_AX)上的端部间的电阻的值来估算长度L。

更具体而言，长度估算部520根据随着由测定部510测定出的电阻变低而长度L变短而进行估算。

长度估算部520使用表示驱动器主体部100(管110)的长度L与管110的长度方向(轴向D_AX)上的端部间的电阻的值的关系的数学式(或表格)来估算长度L。关于长度L的估算例，之后进一步说明。

此外，在图4中，流体压驱动器10和检测单元500被表示为分体，但检测单元500也可以设为组装于流体压驱动器10那样的形态或内置于流体压驱动器10那样的形态。另外，优选的是，检测单元500与IoT等通信网络连接。

(4)流体压驱动器和检测单元的动作

接着，说明流体压驱动器10和检测单元500的动作。具体而言，说明随着驱动器主体部100的伸缩而进行的驱动器主体部100的长度L的估算动作。

图5表示由检测单元500进行的驱动器主体部100的长度L的估算动作流程。

如图5所示，为了使流体压驱动器10工作，使流体向流体压驱动器10流入或使流体自流体压驱动器10流出(S10)。

检测单元500测定管110的电阻(S20)。具体而言，如上所述，检测单元500测定管110的长度方向(轴向D_AX)上的端部间的电阻的值。

检测单元500基于测定出的电阻的值来估算流体压驱动器10的长度，具体而言是驱动器主体部100的长度L(S30)。

检测单元500以预定的周期(例如，0.1秒～1秒左右)反复进行S20和S30的处理。

图6是表示驱动器主体部100的收缩率(％)与管110的电阻值(MΩ)的关系的图表。如图6所示，收缩率和电阻值为二次相关系数(R²＝0.9423)。

驱动器主体部100的收缩率(％)表示以流体未向驱动器主体部100流入即驱动器主体部100未收缩的状态下的长度L为基准(0.0％)的驱动器主体部100(具体而言是管110)的收缩的程度。

此外，包含负的收缩率的理由是存在如下情况：由于与流体压驱动器10的连结部20连结的构件25的载荷，与驱动器主体部100未收缩的状态下的长度L相比，驱动器主体部100拉伸。

检测单元500使用能够导出图6的图表所示那样的能够判定驱动器主体部100的长度L的参数与驱动器主体部100(管110)电阻值的关系的数学式或表格等来估算长度L。

图7A和图7B是示意性地表示管110所包含的碳颗粒的分散状态的图。

具体而言，图7A表示驱动器主体部100未收缩的状态(图6所示的收缩率为0.0％的状态)下的碳颗粒111的分散状态。

图7B表示驱动器主体部100收缩的状态下的碳颗粒111的分散状态。

如图6所示，当驱动器主体部100的收缩率变高时，驱动器主体部100(管110)电阻值变低。此处，若流体向驱动器主体部100流入而驱动器主体部100收缩，则当管110在被套筒120限制的预定范围内在轴向D_AX上膨胀时，管110的厚度变薄，从而管110所包含的碳颗粒111间的距离R变窄(参照图7B)。

具体而言，在驱动器主体部100收缩时，管110扩张，因此管110的膜厚变薄。其结果，碳颗粒111的膜厚方向上的尺寸(即，距离R)变窄，碳颗粒111(填料)靠近。

即，若驱动器主体部100的收缩率变高，长度L变短，则碳颗粒111间的距离R变窄，因此管110的导电率增大，换言之，管110的电阻值降低。

(5)作用、效果

根据上述的实施方式，能够得到以下的作用效果。具体而言，流体压驱动器10的检测单元500检测形状根据管110的膨胀或收缩而变化的驱动器主体部100的长度L。

因此，即使在驱动器主体部100的长度L可能根据施加于流体压驱动器10的载荷(构件25)的大小而不同的麦吉本型的流体压驱动器10的情况下，也能够准确且实时地检测长度L。

另外，根据流体压驱动器10，也可以预期以下这样的作用和效果。具体而言，控制时的响应性提高。根据流体压驱动器10，并非在利用外部的传感器(检测单元)进行检测并利用运算装置(CPU)对该检测结果进行运算之后进行反馈控制的形态，而是驱动器主体部100能够检测长度L，因此控制时的反应速度提高。

另外，若搭载分体的传感器，则部件数量变多，故障概率变高，但根据流体压驱动器10，能够抑制故障概率，能够期待稳定的动作。

在本实施方式中，检测单元500包含测定管110的电特性的测定部510和基于测定出的电特性来估算长度L的长度估算部520。

具体而言，测定部510测定管110的电阻，长度估算部520根据随着测定出的电阻变低而长度L变短而进行估算。

即，如图7A和图7B所示，当驱动器主体部100收缩时，管110所包含的碳颗粒111间的距离R变窄，因此管110的电阻变低。长度估算部520利用这样的现象来估算长度L。

另外，根据流体压驱动器10，与后述的变更例的流体压驱动器相比，能够将管110自身利用于长度L的检测，因此结构简单。另外，由于不需要在驱动器主体部100中内置长度L的检测单元，因此轻量且廉价。

特别是，对于流体压驱动器10而言，若考虑到也存在安装于人体的情况，则期望尽量轻量，但根据流体压驱动器10，也容易满足这样的轻量化的要求。

在本实施方式中，管110由包含导电性的材料(碳颗粒111)的橡胶构件形成。因此，能够更准确地估算驱动器主体部100的长度L。

在本实施方式中，套筒120是编入取向于预定方向的纤维帘线而得到的具有伸缩性的构造体，覆盖管110的外周面。因此，套筒120限制并跟随管110的收缩和膨胀，因此管110在被套筒120限制的预定范围内变形。因此，管110即驱动器主体部100的变形范围被限制，因此能够更准确地测定长度L。

(6)其他实施方式

以上，基于实施例而说明了本发明的内容，但本发明不限定于上述的记载，对于本领域技术人员而言，能够进行各种变形和改进是显而易见的。

例如，上述的流体压驱动器10也可以如以下这样变更。图8是变更例的流体压驱动器10A的侧视图。

如图8所示，流体压驱动器10A内置检测单元500A。检测单元500A包含激光收发部530和反射部540。

激光收发部530朝向反射部540照射激光，基于直到由反射部540反射的激光返回为止的时间来估算驱动器主体部100的长度L。

图9是另一变更例的流体压驱动器10B的侧视图。如图9所示，流体压驱动器10B内置检测单元500B。检测单元500B包含超声波收发部550和反射部560。

超声波收发部550朝向反射部560发送超声波信号，基于直到由反射部560反射的超声波信号返回为止的时间来估算驱动器主体部100的长度L。

另外，在上述的实施方式中，检测单元500测定管110的电阻，但也可以测定电阻以外的电特性来估算长度L。例如，检测单元500也可以测定管110的静电电容并基于测定出的静电电容来估算长度L。

另外，对于导电性的材料而言，即，在由导电橡胶形成管110的情况下，不限定于上述那样的碳颗粒111，也可以使用混合金属粉末的天然橡胶或合成橡胶。

如上所述，记载了本发明的实施方式，但不应理解为构成本公开的一部分的论述和附图限定本发明。根据本公开，本领域技术人员可以明确各种代替实施方式、实施例以及应用技术。

附图标记说明

10、10A、10B、流体压驱动器；20、连结部；25、构件；100、驱动器主体部；110、管；111、碳颗粒；120、套筒；180、软管；200、封闭机构；210、封闭构件；230、铆接构件；231、压痕；300、封闭机构；400、配件；410、通过孔；500、500A、500B、检测单元；510、测定部；515、引线；520、长度估算部；530、激光收发部；540、反射部；550、超声波收发部；560、反射部。