旋转轴关节结构制造技术

本发明专利技术提供一种以低成本检测出作用于连杆的力的旋转轴关节结构(1)，该旋转轴关节结构(1)具有：驱动力发生部(2)，其具有固定于基座部件上的固定部件(5)、以及相对于固定部件(5)围绕规定的轴线被旋转驱动的可动部件(6)；连杆部件(3)，其固定于驱动力发生部(2)的可动部件(6)上；以及单轴应变传感器(4)，其安装于位于空间内的连杆部件(3)或者可动部件(6)的表面，并检测出表面的应变，所述空间夹在连杆部件(3)的固定于可动部件(6)的固定区域、与驱动力发生部(2)的围绕轴线的外周面之间。

Rotating shaft joint structure

The present invention provides a rotating shaft joint structure (1) that detects force acting on a connecting rod at a low cost. The rotating shaft joint structure (1) has a driving force generating unit (2), a fixed part (5) fixed on the base part, and a movable part (6) that is rotated around a specified axis (6) relative to the fixed part (5); The rod part (3) is fixed to a movable part (6) of the driving force generating unit (2), and a uniaxial strain sensor (4), which is mounted on the surface of the connecting rod part (3) or movable component (6) in the space, and detects the strain of the surface, and the space is clamped to the fixed area and drive of the connecting rod part (3) in the movable part (6). The power generating part (2) surrounds the circumference of the axis.

【技术实现步骤摘要】
旋转轴关节结构
本专利技术涉及旋转轴关节结构。
技术介绍
以往，已知一种测力模块，该测力模块测量作用于连杆或关节的力或力矩(例如，参照专利文献1。)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011－56601号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，专利文献1的测力模块，由于利用配置于具备马达以及减速器的驱动力发生装置的输出轴与连杆之间的转矩传感器，检测出关节部的负载转矩，并计算出作用于连杆的力，因此存在成本高的不良情况。本专利技术是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种旋转轴关节结构，该旋转轴关节结构能够以低成本检测出作用于连杆的力。用于解决问题的方案为了解决上述问题，本专利技术采用以下方案。本专利技术的一个方案提供一种旋转轴关节结构，该旋转轴关节结构具有：驱动力发生部，其具有固定于基座部件上的固定部件、以及相对于该固定部件围绕规定的轴线被旋转驱动的可动部件；连杆部件，其固定于该驱动力发生部的所述可动部件上；以及单轴应变传感器，其安装于位于空间内的所述连杆部件或者所述可动部件的表面，并检测出该表面的应变，所述空间夹在该连杆部件的固定于所述可动部件的固定区域、与所述驱动力发生部的围绕所述轴线的外周面之间。根据本方案，将固定部件固定于外部的基座部件上，使驱动力发生部进行工作，从而能够将可动部件相对于固定部件围绕规定的轴线进行旋转驱动。在该情况下，即使物体与比驱动力发生部的围绕轴线的外周面更靠近径向外侧的连杆部件的任何位置接触，也能够利用单轴应变传感器将该物体的接触作为连杆部件或者可动部件的表面的应变而检测出。将单轴应变传感器安装于夹在连杆部件的固定于可动部件的固定区域、与驱动力发生部的围绕轴线的外周面之间的空间内，从而即使在发生物体向基座部件与连杆部件之间夹入的情况时，也无需使物体与单轴应变传感器接触。由此，即使在发生夹入时，也能够保护单轴应变传感器，并且能够更切实地检测出夹入的发生。利用单轴应变传感器来检测出物体向连杆部件接触，从而与配备转矩传感器或者配备静电电容传感器的情况相比，能够大幅度地降低成本。在上述方案中，所述可动部件的外径尺寸小于所述固定部件的外径尺寸，所述单轴应变传感器配置于所述连杆部件的与所述轴线大致平行的所述表面也可。通过如此，能够将施加于围绕轴线旋转的连杆部件上的转矩变动，利用单轴应变传感器更有效地检测出。在上述方案中，所述单轴应变传感器利用螺钉固定于所述表面也可。通过如此，能够将单轴应变传感器简易且切实地固定于表面，能够提高组装容易性与可靠性。在上述方案中，所述单轴应变传感器具有将检测出的应变量转换成电流值或者电压值的放大器也可。通过如此，能够使连接单轴应变传感器的控制装置的结构简易。在上述方案中，所述单轴应变传感器具有串行通信电路也可。通过如此，在具有多个旋转轴关节的机器人中使用的情况下，能够最小限地抑制用于将来自单轴应变传感器的检测信号发送到控制装置中的电缆的根数，能够降低成本以及提高电缆处理的容易性。在上述方案中，所述单轴应变传感器排列配置至少两个也可。通过如此，即使在一个单轴应变传感器发生故障的情况下，也能够利用另一个单轴应变传感器检测出物体向连杆部件接触。在上述方案中，所述单轴应变传感器能够以至少两个系统并列地检测出应变。通过如此，在单一的单轴应变传感器内，能够利用并联的电路检测出应变，从而结构简易，即使在一个系统发生故障的情况下，也能够利用另一个系统检测出物体向连杆部件接触。在上述方案中，具有覆盖所述单轴应变传感器的罩也可。通过如此，利用罩保护单轴应变传感器，能够防止物体向连杆部件接触的误检测。专利技术效果根据本专利技术，起到能够以低成本检测出作用于连杆的力的效果。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施方式的旋转轴关节结构的立体图。图2是表示图1的旋转轴关节结构的侧视图。图3是表示图1的旋转轴关节结构的主视图。图4是表示图1的旋转轴关节结构的单轴应变传感器部分的放大图。图5是表示图1的旋转轴关节结构的第一变形例的立体图。图6是表示图5的旋转轴关节结构的侧视图。图7是表示图5的旋转轴关节结构的主视图。图8是表示图1的旋转轴关节结构的第二变形例的立体图。图9是表示图1的旋转轴关节结构的第三变形例的立体图。图10是表示图1的旋转轴关节结构的第四变形例的立体图。图11是表示图10的旋转轴关节结构的单轴应变传感器部分的放大图。图12是表示图1的旋转轴关节结构的第五变形例的立体图。图13是表示图1的旋转轴关节结构的第六变形例的放大图。图14是表示图1的旋转轴关节结构的第七变形例的主视图。附图标记说明：1：旋转轴关节结构2：旋转轴模块(驱动力发生部)3：连杆部件4：单轴应变传感器5：固定部件6：可动部件8：基座部件9：螺钉12：罩A：中心轴(轴线)具体实施方式以下，参照附图，对本专利技术的一个实施方式的旋转轴关节结构1进行说明。如图1以及图2所示，本实施方式的旋转轴关节结构1具有：旋转轴模块(驱动力发生部)2；连杆部件3，其一端固定于该旋转轴模块2上；以及单轴应变传感器4，其固定于该连杆部件3的表面。旋转轴模块2具有：固定部件5，其形成为大致圆柱形；以及圆板状的可动部件6，其在该固定部件5的一端面的中央附近从一端面向沿着固定部件5的中心轴(轴线)A的方向突出，并且外径尺寸小于固定部件5的外径尺寸。在固定部件5的内部内置有未图示的马达，通过马达的工作，能够使可动部件6相对于固定部件5围绕固定部件5的中心轴A进行旋转。可动部件6的端面成为用于固定连杆部件3的安装面。在安装面上，例如设置有用于紧固螺栓7的多个螺纹孔(省略图示)，该螺栓7贯穿连杆部件3。如图2所示，固定部件5的与可动部件6相反侧的端面成为安装面，该安装面用于将固定部件5固定于外部的基座部件8、例如水平旋转的回转轴基座或另一个旋转轴模块的连杆部件的前端。在图1所示的例子中，连杆部件3例如由空心的方形管构成。连杆部件3的一端利用螺栓7固定于可动部件6的安装面。即，连杆部件3利用螺栓7与安装面紧贴，安装面与连杆部件3紧贴的区域(在图3中以剖面线所示的区域)成为固定区域。单轴应变传感器4，如图4所示，在沿固定部件5的中心轴A的方向观察时，通过螺纹紧固而固定于连杆部件3的一侧面(表面)，该连杆部件3的一侧面位于夹在固定部件5的围绕中心轴A的外周面与可动部件6的围绕中心轴的外周面之间的空间内。单轴应变传感器4形成为带板状，使其长度方向与连杆部件3的长度方向一致，两端利用螺钉9固定于连杆部件3上。安装有单轴应变传感器4的连杆部件3的一侧面与固定部件5的中心轴A大致平行地配置。在图中，附图标记10是用于读取从单轴应变传感器4输出的信号的电缆，附图标记11是用于对电缆10进行布线的设置于连杆部件3上的贯穿孔。对如此构成的本实施方式的旋转轴关节结构1的作用，以下进行说明。根据本实施方式的旋转轴关节结构1，将固定部件5固定于外部的基座部件8上，若使内置于固定部件5中的未图示的马达工作，则可动部件6相对于固定部件5围绕中心轴A进行旋转，使连杆部件3围绕中心轴A进行摆动。而且，若连杆部件3进行摆动，从而连杆部件3与外部的物体进行接触，则力矩作用于连杆部件3，连杆部件3在与中心轴A正交的平面内挠曲，从而在连杆部件3的表面发生沿连杆部件3的长度方向的压缩或者拉伸方向的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转轴关节结构，其特征在于，具有：驱动力发生部，其具有固定于基座部件上的固定部件、以及相对于该固定部件围绕规定的轴线被旋转驱动的可动部件；连杆部件，其固定于该驱动力发生部的所述可动部件上；以及单轴应变传感器，其安装于位于空间内的所述连杆部件或者所述可动部件的表面，并检测出该表面的应变，所述空间夹在该连杆部件的固定于所述可动部件的固定区域、与所述驱动力发生部的围绕所述轴线的外周面之间。

【技术特征摘要】
2017.01.06 JP 2017-0013371.一种旋转轴关节结构，其特征在于，具有：驱动力发生部，其具有固定于基座部件上的固定部件、以及相对于该固定部件围绕规定的轴线被旋转驱动的可动部件；连杆部件，其固定于该驱动力发生部的所述可动部件上；以及单轴应变传感器，其安装于位于空间内的所述连杆部件或者所述可动部件的表面，并检测出该表面的应变，所述空间夹在该连杆部件的固定于所述可动部件的固定区域、与所述驱动力发生部的围绕所述轴线的外周面之间。2.根据权利要求1所述的旋转轴关节结构，其特征在于，所述可动部件的外径尺寸小于所述固定部件的外径尺寸，所述单轴应变传感器配置于所述连杆部件的与所述轴线大致平行的所述表面。...

【专利技术属性】
技术研发人员：中山一隆，小栗健一郎，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP