[发明专利]位移检测方式的六轴力传感器

说明书

本发明提供一种位移检测方式的六轴力传感器。六轴力传感器具备：第一端部；第二端部；中间部；将第一端部和中间部以第一三自由度弹性地连结的第一连结部；将第二端部和中间部以第二三自由度弹性地连结的第二连结部；检测伴随第一连结部的弹性变形的第一端部与中间部的相对位移的第一检测部；以及检测伴随第二连结部的弹性变形的第二端部与中间部的相对位移的第二检测部。中间部、第一连结部以及第二连结部配置为，使施加于第一端部或第二端部的力不沿中间部传播地施加于第一连结部及第二连结部双方。

技术领域

本发明涉及位移检测方式的六轴力传感器。

背景技术

位移检测方式的力传感器在传感器主体被施加力(负载)时，对由于该力而发生了变形的传感器主体的伴随变形的位移量进行检测，且基于检测出的位移量检测力。例如，日本国专利公开公报第2004-301731号(JP2004-301731A)公开一种力传感器，其根据形成于传感器主体的预定部位的静电电容的变化检测位移量。该力传感器具备外侧箱状结构体和内侧箱状结构体，使外侧箱状结构体的侧面及上表面和内侧箱状结构体的侧面及上表面分别对置，形成整体连通的间隙，在间隙的预定部位配置分别在正交三轴坐标系的任一轴向上对置的多组电极，在各个对置电极之间形成静电电容。当外侧箱状结构体由于力(负载)而变形时，与之相应地，间隙的形状及尺寸变化，各个对置电极间的静电电容变化。构成为，根据该静电电容的变化，计算外侧箱状结构体相对于内侧箱状结构体的位移量，基于算出的位移量，能够检测施加于外侧箱状结构体的力的各轴向的力成分及绕各轴的力矩成分。

另外，日本国专利公开公报第2016-070824号(JP2016-070824A)公开如下结构，在对正交三轴坐标系中的各轴向的力成分及绕各轴的力矩成分进行检测的位移检测方式的六轴力传感器中，将力成分及力矩成分各通过三轴分担，并利用第一检测部和第二检测部检测。

发明内容

在位移检测方式的六轴力传感器中，期望能够排除轴间的影响，分别准确地检测轴向的力成分及绕轴的力矩成分，从而能够高精度地检测施加于传感器的力的大小及方向。

本公开的一方案为一种六轴力传感器，其具备：第一端部；第二端部；第一端部与第二端部之间的中间部；第一连结部，其将第一端部和中间部以第一三自由度弹性地连结；第二连结部，其将第二端部和中间部以第二三自由度弹性地连结；第一检测部，其对伴随第一连结部的弹性变形的第一端部与中间部的相对位移进行检测，且基于相对位移输出第一检测值，该第一检测值用于取得施加于第一端部或第二端部的力的第一轴的方向的第一力成分、与第一轴正交的第二轴的方向的第二力成分、以及绕与第一轴和第二轴双方正交的第三轴的第三力矩成分；以及第二检测部，其对伴随第二连结部的弹性变形的第二端部与中间部的相对位移进行检测，且基于相对位移输出第二检测值，该第二检测值用于取得上述力的绕上述第一轴的第一力矩成分、绕上述第二轴的第二力矩成分、以及上述第三轴的方向的第三力成分，中间部、第一连结部以及第二连结部配置为，使上述力在第一连结部与第二连结部之间不沿中间部传播地施加于第一连结部及第二连结部双方。

根据一方案的六轴力传感器，第一检测部和第二检测部能够分别分担地输出基于第一端部与中间部的第一三自由度的相对位移的第一检测值和基于第二端部与中间部的第二三自由度的相对位移的第二检测值，因此，能够提高用于取得六轴的力成分及力矩成分的第一检测值及第二检测值的准确性。特别地，构成为使施加于第一端部或第二端部的力在第一连结部与第二连结部之间不沿中间部传播地施加于第一连结部及第二连结部双方，因此，能够排除第一端部或第二端部的位移对中间部造成的负载的影响，输出高精度的第一检测值及第二检测值。

附图说明

本公开的目的、特征以及优点通过与附图相关的以下的实施方式的说明将变得更加明朗。该附图中：

图1是概念性地表示六轴力传感器的结构的主视图。

图2A是表示六轴力传感器的第一检测部的动作的图。

图2B是表示六轴力传感器的第一检测部的动作的图。