传感器元件、力检测装置、机器人、电子部件输送装置、电子部件检查装置及部件加工装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供传感器元件、力检测装置、机器人、电子部件输送装置、电子部件检查装置以及部件加工装置。传感器元件具有：层叠体，其具备：X型切割水晶板的第1基板；Y型切割水晶板的第2基板；以及Y型切割水晶板的第3基板，由第1基板、第2基板以及第3基板沿层叠方向层叠而成，当从层叠方向俯视观察时，第2基板的x轴与第3基板的x轴交叉，第2基板的z轴与第3基板的z轴交叉，具备与层叠方向平行的侧面；侧面电极，其设置于层叠体的侧面；以及连接电极，其配置于侧面电极与外部电极之间，并将侧面电极与外部电极电连接，层叠体具备设置于第1基板的单面的内部电极，内部电极与连接电极之间的分离距离为200μm以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及传感器元件、力检测装置、机器人、电子部件输送装置、电子部件检查装置以及部件加工装置。
技术介绍
近年来，出于提高生产效率提高的目的，不断将工业用机器人导入工厂等的生产施设。这种工业机器人具备：能够相对于1个轴或者多个轴向进行驱动的臂；安装于臂前端侧的手；以及部件检查用机械、部件输送用机械、部件加工用工具等的末端执行器，并且能够执行部件的组装作业、部件加工作业、部件检查作业等部件制造作业、以及部件输送作业等各种作业。在这种工业用机器人中，在臂与末端执行器之间设置有力检测装置。该力检测装置具备与被施加的外力对应地输出电荷的压电元件(电荷输出元件)、和将从上述压电元件输出的电荷转换为电压的转换电路(转换器)，从而能够检测施加于压电元件的外力。工业用机器人使用这种力检测装置，对部件制造作业时或者部件输送作业时所产生的外力进行检测，并基于检测结果，来控制臂以及末端执行器。其结果是，工业用机器人能够准确地执行部件制造作业或者部件输送作业等。作为这种力检测装置有时使用水晶式压电传感器，该水晶式压电传感器使用水晶作为压电元件(例如，参照专利文献1)。该专利文献1所记载的水晶式压电传感器有较大的动态范围、高刚性、高固有频率、高抗负载性等优良的特性，因此适于工业用机器人的力检测装置。然而，在这种水晶式压电元件中，由于从水晶输出的电荷较微弱，所以无法忽略由于温度变化而产生的输出漂移的影响。特别是，即便在未施加上述外力的情况下，也存在水晶会由于基于温度变化而引起的热 膨胀或者热收缩而产生应力的担忧。由于该应力，在水晶式压电元件中即便在未施加有上述外力的情况下，也存在检测到电荷的担忧。这样，在现有的水晶式压电元件中，存在由于温度变化的影响而产生检测精度降低这样的不良的可能性。专利文献1：日本特开平10-68665号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供能够抑制或者防止由于温度变化而引起的不良的传感器元件、力检测装置、机器人、电子部件输送装置、电子部件检查装置以及部件加工装置。(应用例1)本专利技术的传感器元件具有：层叠体，其具备由X型切割水晶板构成的第1基板；由Y型切割水晶板构成的第2基板；以及由Y型切割水晶板构成的第3基板，上述层叠体由上述第1基板、上述第2基板以及上述第3基板沿层叠方向层叠而成，在从上述层叠方向的俯视下，上述第2基板的x轴与上述第3基板的x轴交叉，上述第2基板的z轴与上述第3基板的z轴交叉，上述层叠体具备与上述层叠方向平行的侧面；侧面电极，其设置于上述层叠体的上述侧面；以及连接电极，其配置于上述侧面电极与外部电极之间，并将上述侧面电极与上述外部电极电连接，在上述层叠体中具备设置于上述第1基板的至少一个面的内部电极，上述内部电极与上述连接电极的分离距离为200μm以上。由此，即便在连接电极发生了热变形(热膨胀或者热收缩)的情况下，也能够防止或者抑制作为外力而进行不必要的检测，即能够进一步提高检测精度，不会对于第1基板的压电效果造成影响。(应用例2)在本专利技术的传感器元件中，优选上述层叠体按上述第1基板、上述第2基板以及上述第3基板的顺序层叠而成。由此，能够使设置于第1基板的至少一个面的内部电极与连接电极 分离规定距离，从而即便在连接电极发生了热变形的情况下，也能够更有效地防止或者抑制作为外力而进行不必要的检测，不会对第1基板的压电效果造成影响。另外，即便在第1基板以及第2基板由于温度变化而膨胀或者收缩的情况下，第1基板以及第2基板也膨胀或者收缩相同程度。因此，尤其能够抑制或者防止在第1基板以及第2基板由于热膨胀而产生压缩应力或者拉伸应力的情况。(应用例3)在本专利技术的传感器元件中，优选上述第1基板的结晶轴y的热膨胀系数与上述第2基板的结晶轴x的热膨胀系数在实际使用上一致。由此，即便在第1基板以及第2基板由于温度变化而膨胀或者收缩的情况下，也会使第1基板以及第2基板膨胀或者收缩相同的程度。因此，能够进一步抑制或者防止在第1基板以及第2基板由于热膨胀而产生压缩应力或者拉伸应力的情况。因此，能够进一步抑制或者进一步防止由于温度变化而输出电荷的情况。(应用例4)在本专利技术的传感器元件中，优选上述侧面电极由含有Ni的材料构成。由此，能够使第1基板的结晶轴x的热膨胀系数与侧面电极的热膨胀系数几乎相同，从而能够进一步减少或者消除由于第1基板与侧面电极的热变形的差异而对第1基板的压电效果造成影响，从而能够进行精度更高的力检测。(应用例5)在本专利技术的传感器元件中，优选上述内部电极由含有Ni的材料构成。由此，能够使第1基板的结晶轴y的热膨胀系数与电极的热膨胀系数几乎相同，从而能够进一步减少由于第1基板与电极的热变形的差异而对第1基板的压电效果造成影响，进而能够进行精度更高的力检测。(应用例6)在本专利技术的传感器元件中，优选上述层叠体分别具有多个上述第1基板、上述第2基板以及上述第3基板。由此，通过使输出的电荷变得更多，能够实现传感器元件的检测精度的提高。(应用例7)本专利技术的力检测装置的特征在于，具备：传感器元件；以及基于从上述传感器元件输出的电荷来检测上述外力的外力检测电路，上述传感器元件具有：层叠体，其具备：由X型切割水晶板构成的第1基板；由Y型切割水晶板构成的第2基板；以及由Y型切割水晶板构成的第3基板，上述层叠体由上述第1基板、上述第2基板以及上述第3基板沿层叠方向层叠而成，在从上述层叠方向的俯视观察时，上述第2基板的x轴与上述第3基板的x轴交叉，上述第2基板的z轴与上述第3基板的z轴交叉，上述层叠体具备与上述层叠方向平行的侧面；侧面电极，其设置于上述层叠体的上述侧面；以及连接电极，其配置于上述侧面电极与外部电极之间，并将上述侧面电极与上述外部电极电连接，在上述层叠体中具备设置于上述第1基板的至少一个面的内部电极，上述内部电极与上述连接电极的分离距离为200μm以上。由此，能够得到与本专利技术的传感器元件相同的效果，并且能够基于从传感器元件输出的电荷来检测外力。(应用例8)在本专利技术的力检测装置中，优选上述传感器元件设有4个以上。由此，能够进行由3轴方向的平移力与绕3轴的旋转力构成的6轴力的力检测，并且能够通过相对的两个传感器元件的输出来补偿外力检测电路的漂移，从而能够实现力检测装置的检测精度的提高。(应用例9)本专利技术的机器人的特征在于具备：至少一个臂连结体，其具有多条 臂，并将上述多条臂的相邻的上述臂彼此连结为自由转动；末端执行器，其设置于上述臂连结体的前端侧；以及本专利技术的力检测装置，上述力检测装置设置于上述臂连结体与上述末端执行器之间，并对施加于上述末端执行器的外力进行检测。由此，能够得到与上述本专利技术的传感器元件相同的效果。而且，对力检测装置检测出的外力进行反馈，从而能够更精密地执行作业。另外，通过力检测装置检测出的外力，能够对末端执行器与障碍物的接触等进行检测。因此，在现有的位置控制中能够容易地进行困难的障碍物避免动作、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器元件，其特征在于，具有：层叠体，其具备：由X型切割水晶板构成的第1基板；由Y型切割水晶板构成的第2基板；以及由Y型切割水晶板构成的第3基板，所述层叠体由所述第1基板、所述第2基板以及所述第3基板沿层叠方向层叠而成，在所述层叠方向，所述第2基板的x轴与所述第3基板的x轴交叉，所述第2基板的z轴与所述第3基板的z轴交叉，所述层叠体具备与所述层叠方向平行的侧面；侧面电极，其设置于所述层叠体的所述侧面；以及连接电极，其配置于所述侧面电极与外部电极之间，并将所述侧面电极与所述外部电极电连接，在所述层叠体中具备设置于所述第1基板的至少一个面的内部电极，所述内部电极与所述连接电极之间的分离距离为200μm以上。

【技术特征摘要】
2013.10.31 JP 2013-2265401.一种传感器元件，其特征在于，具有：
层叠体，其具备：由X型切割水晶板构成的第1基板；由Y型切
割水晶板构成的第2基板；以及由Y型切割水晶板构成的第3基板，所
述层叠体由所述第1基板、所述第2基板以及所述第3基板沿层叠方向
层叠而成，在所述层叠方向，所述第2基板的x轴与所述第3基板的x
轴交叉，所述第2基板的z轴与所述第3基板的z轴交叉，所述层叠体
具备与所述层叠方向平行的侧面；
侧面电极，其设置于所述层叠体的所述侧面；以及
连接电极，其配置于所述侧面电极与外部电极之间，并将所述侧面
电极与所述外部电极电连接，
在所述层叠体中具备设置于所述第1基板的至少一个面的内部电
极，
所述内部电极与所述连接电极之间的分离距离为200μm以上。
2.根据权利要求1所述的传感器元件，其特征在于，
所述层叠体按所述第1基板、所述第2基板以及所述第3基板的顺
序层叠而成。
3.根据权利要求1或2所述的传感器元件，其特征在于，
所述第1基板的结晶轴y的热膨胀系数与所述第2基板的结晶轴x
的热膨胀系数在实际使用上一致。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的传感器元件，其特征在于，
所述侧面电极由包含Ni的材料构成。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的传感器元件，其特征在于，
所述内部电极由包含Ni的材料构成。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的传感器元件，其特征在于，
所述层叠体分别具有多个所述第1基板、所述第2基板以及所述第
3基板。
7.一种力检测装置，其特征在于，具备：
传感器元件；以及
基于从所述传感器元件输出的电荷来检测外力的外力检测电路，
所述传感器元件具有：
层叠体，其具备：由X型切割水晶板构成...

【专利技术属性】
技术研发人员：神谷俊幸，水岛信幸，河合宏纪，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP