力检测装置及机器人制造方法及图纸

本申请提供可以降低外力的检测精度的下降并实现小型化的力检测装置及机器人。力检测装置具备：第一板；第二板，与第一板相对；第一部件，从第一板向第二板突出；第二部件，与第一部件相对配置，并从第二板向第一板突出；第三部件，在不同于第二部件的位置上与第一部件相对配置，并从第二板向第一板突出；第一传感器器件，设置于第一部件与第二部件之间，并具有根据外力输出信号的压电元件；以及第二传感器器件，设置于第一部件与第三部件之间，并具有根据外力输出信号的压电元件，第一部件在同第一传感器器件接触的部分与同第二传感器器件接触的部分之间具有狭缝或多个贯通孔。

Force Detection Device and Robot

This application provides a force detection device and a robot that can reduce the decrease of the detection accuracy of external forces and realize miniaturization. Force detection device has: the first board; the second board, opposite to the first board; the first component, protruding from the first board to the second board; the second component, relative to the first component, and protruding from the second board to the first board; the third component, relative to the first component in different positions from the second component, and protruding from the second board to the first board; the first sensor device, which is arranged on the first board. Between the first part and the second part, there is a piezoelectric element according to the output signal of the external force; and the second sensor device, which is arranged between the first part and the third part, and has a piezoelectric element according to the output signal of the external force. The first part has a slit or multiple through holes between the part contacted with the first sensor device and the part contacted with the second sensor device.

【技术实现步骤摘要】
力检测装置及机器人
本专利技术涉及力检测装置及机器人。
技术介绍
现有技术中，在具有安装有末端执行器的机械手的工业用机器人中，采用了检测施加于末端执行器的力的力检测装置。作为这样的力检测装置的一个例子，例如已知有利用压电效果来检测外力的力检测装置(例如，参照专利文献1)。专利文献1记载的力检测装置具有：第一基部；与第一基部相对配置的第二基部；以及配置于第一基部与第二基部之间并利用压电效果来检测外力的四个传感器器件。具体而言，第一基部具有顶板、以及通过螺丝固定于顶板的四个壁部，第二基部具有底板、以及通过螺丝固定于底板的四个凸部。四个传感器器件分别被一个壁部和一个凸部单独地支承，各传感器器件检测经由对应的壁部及凸部而传递的力。于是，基于四个传感器器件分别受到的力，该力检测装置检测外力。专利文献1：日本专利特开2016-223827号公报此外，近年来，一直期待力检测装置的小型化、轻量化。例如在专利文献1记载的力检测装置中，通过将四个凸部一体化，可以减小四个凸部一体化而成的结构体的设置空间，此外，可以减少用于固定凸部的螺丝的数量，因此，认为能够实现力检测装置的小型化、轻量化。但是，在这种情况下，相对于壁部，该结构体的刚性高，因此，传感器器件中的应力分布出现偏颇。因此，其它轴输出(otheraxisoutput)(未施加力的轴方向的输出)变大，从而存在与现有技术相比外力的检测精度降低的问题。而且，难以维持外力的检测精度并实现小型化。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题的至少一部分而做出的，可以作为以下的适用例或方式来实现。本适用例的力检测装置其特征在于，具备：第一板；第二板，与所述第一板相对；第一部件，从所述第一板向所述第二板突出；第二部件，与所述第一部件相对配置，并从所述第二板向所述第一板突出；第三部件，在不同于所述第二部件的位置上与所述第一部件相对配置，并从所述第二板向所述第一板突出；第一传感器器件，设置于所述第一部件与所述第二部件之间，并具有根据外力输出信号的压电元件；以及第二传感器器件，设置于所述第一部件与所述第三部件之间，并具有根据外力输出信号的压电元件，所述第一部件在同所述第一传感器器件接触的部分与同所述第二传感器器件接触的部分之间具有狭缝或多个贯通孔。根据这样的力检测装置，由于具有第一部件，从而可以实现力检测装置的小型化。此外，通过降低第一传感器器件中的应力分布的偏颇以及第二传感器器件中的应力分布的偏颇，可以降低其它轴输出或使其它轴输出为零。因此，可以降低外力的检测精度的下降。优选地，在本适用例的力检测装置中，所述第一部件为框状。由此，可以特别有效地实现力检测装置的小型化。优选地，在本适用例的力检测装置中，同所述第一传感器器件接触的部分以及同所述第二传感器器件接触的部分分别配置于所述第一部件的外周。由此，可以高效地配置第一传感器器件、第二传感器器件及其它各种零部件(例如电路基板等)，因此，可以更加有效地实现力检测装置的小型化。优选地，在本适用例的力检测装置中，所述狭缝或所述多个贯通孔在第一方向上设置于所述第一部件的所述第二板一侧，所述第一方向是所述第一板与所述第二板重叠的方向。由此，可以更加有效地降低第一传感器器件中的应力分布的偏颇以及第二传感器器件中的应力分布的偏颇，因此，可以进一步降低外力的检测精度的下降。优选地，在本适用例的力检测装置中，在第一方向上，同所述第一传感器器件接触的部分的在所述第一板一侧的端及同所述第二传感器器件接触的部分的在所述第一板一侧的端分别位于比所述狭缝或所述多个贯通孔的在所述第一板一侧的端更靠所述第一板一侧，所述第一方向是所述第一板与所述第二板重叠的方向。由此，可以更加有效地降低第一传感器器件中的应力分布的偏颇以及第二传感器器件中的应力分布的偏颇。需要说明的是，多个贯通孔的在第一板一侧的端是指最位于第一板一侧的贯通孔的第一板一侧的端。优选地，在本适用例的力检测装置中，在所述狭缝或所述多个贯通孔设置有调整所述狭缝或所述多个贯通孔的大小的调整部。由此，可以调整狭缝或多个贯通孔的大小，因此，可以使其它轴输出更加接近零。优选地，在本适用例的力检测装置中，所述调整部构成为能够连接驱动源，所述驱动源产生使所述调整部移动的动力，以调整所述狭缝或所述多个贯通孔的大小。由此，通过驱动例如电机等动力源，从而可以自动调整狭缝或多个贯通孔的大小。优选地，在本适用例的力检测装置中，所述第一部件和所述第一板一体地构成。由此，可以省略用于将第一部件固定于第一板的螺丝等固定部件，可以实现力检测装置的轻量化。本适用例的机器人其特征在于，具备：基台；连接于所述基台的臂；以及连接于所述臂的本适用例的力检测装置。根据这样的机器人，由于具备本适用例的力检测装置，因此，可以执行更加精密的作业。优选地，在本适用例的机器人中，在所述力检测装置上安装有末端执行器，所述末端执行器具有能够保持对象物的保持部，所述保持部设置在与所述力检测装置的中心轴偏离的位置上。这样，即便在采用了具有外力施加于与力检测装置的中心轴偏离的位置的构成的末端执行器的情况下，机器人也可以执行更加精密的作业。附图说明图1是示出机器人的一个例子的立体图。图2是第一实施方式所涉及的力检测装置的立体图。图3是图2所示的力检测装置的纵截面图。图4是示出图2所示的力检测装置的内部的平面图。图5是示出图2所示的力检测装置具有的传感器器件的截面图。图6是示出图5所示的传感器器件具有的力检测元件的截面图。图7是示出图3所示的第一壳体部件的立体图。图8是示出图7所示的第一壳体部件的一部分的图。图9是示意性地示出末端执行器安装于力检测装置的状态的侧视图。图10是示出狭缝的深度与其它轴输出的关系的图表。图11是示出第一部件的变形例的图。图12是示意性地示出第二实施方式所涉及的力检测装置具有的第一部件的一部分的图。图13是示意性地示出调整部的其它例子的图。图14是示意性地示出第一部件的变形例的图。附图标记说明1力检测装置；2壳体；4传感器器件；4a第一传感器器件；4b第二传感器器件；4c第三传感器器件；4d第四传感器器件；8力检测元件；10机械手；11臂；12臂；13臂；14臂；15臂；16臂；17末端执行器；21第一壳体部件；22第二壳体部件；23侧壁部；24支承部件；24a支承部件；24b支承部件；24c支承部件；24d支承部件；25第一部件；25A第一部件；25B第一部件；25C第一部件；26连接部件；40封装；41基部；42盖体；43密封件；44内部端子；45导电性连接部；46侧面电极；47粘结部件；61模拟电路基板；62数字电路基板；63中继基板；64外部配线；70加压螺栓；71螺丝；81压电元件；83压电元件；85压电元件；88连接部；90调整部；91调整用部件；92螺丝；93驱动源；94控制器；100机器人；110基台；171保持部；201安装面；202安装面；211第一板；221第二板；240内壁面；241贯通孔；250顶面；250a顶面；250b顶面；250c顶面；250d顶面；251突出部；251a突出部；251b突出部；251c突出部；251d突出部；252内螺纹孔；253圆筒部；254框部；255狭缝；255B狭缝；256贯通孔；257狭缝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种力检测装置，其特征在于，具备：第一板；第二板，与所述第一板相对；第一部件，从所述第一板向所述第二板突出；第二部件，与所述第一部件相对配置，并从所述第二板向所述第一板突出；第三部件，在不同于所述第二部件的位置上与所述第一部件相对配置，并从所述第二板向所述第一板突出；第一传感器器件，设置于所述第一部件与所述第二部件之间，并具有根据外力输出信号的压电元件；以及第二传感器器件，设置于所述第一部件与所述第三部件之间，并具有根据外力输出信号的压电元件，所述第一部件在同所述第一传感器器件接触的部分与同所述第二传感器器件接触的部分之间具有狭缝或多个贯通孔。

【技术特征摘要】
2017.07.31 JP 2017-1475781.一种力检测装置，其特征在于，具备：第一板；第二板，与所述第一板相对；第一部件，从所述第一板向所述第二板突出；第二部件，与所述第一部件相对配置，并从所述第二板向所述第一板突出；第三部件，在不同于所述第二部件的位置上与所述第一部件相对配置，并从所述第二板向所述第一板突出；第一传感器器件，设置于所述第一部件与所述第二部件之间，并具有根据外力输出信号的压电元件；以及第二传感器器件，设置于所述第一部件与所述第三部件之间，并具有根据外力输出信号的压电元件，所述第一部件在同所述第一传感器器件接触的部分与同所述第二传感器器件接触的部分之间具有狭缝或多个贯通孔。2.根据权利要求1所述的力检测装置，其特征在于，所述第一部件是框状。3.根据权利要求2所述的力检测装置，其特征在于，同所述第一传感器器件接触的部分以及同所述第二传感器器件接触的部分分别配置于所述第一部件的外周。4.根据权利要求1至3中任一项所述的力检测装置，其特征在于，所述狭缝或所述多个贯通孔在第一方向上设置于所述第一部件的所述第二板一侧，所述第一方向是所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤川江平，
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