力觉传感器制造技术

本发明专利技术针对力觉传感器中机械不良状况提高了可靠性。力觉传感器(10)包括：主桥接电路，所述主桥接电路包含设置于应变体(11)的第一主面(11a)的第一应变计组，并且检测施加到应变体(11)的力中的特定方向的分量；副桥接电路，所述副桥接电路包含设置于应变体(11)的第二主面(11b)的第二应变计组，并且检测与该特定方向相同的方向的力的分量。

【技术实现步骤摘要】
力觉传感器
本专利技术涉及力觉传感器。
技术介绍
力学传感器被应用于产业的广泛领域中。在这样的力觉传感器中，使用应变计检测受力的应变体的应变，通过包含规定组合的应变计的桥接电路检测特定方向的力。应变体例如包括：受力的芯部、相对于芯部被固定的框架部、连接芯部和框架部的臂部、以及介于框架部和臂部之间的挠性件。例如，在专利文献1中公开了在一个主面配置有6组应变计的6轴力觉传感器。【现有技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本公开专利公报“特开2018-146309号公报”
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，在专利文献1所记载的6轴力觉传感器中，在任何一个应变计发生故障的情况下，包含故障应变计的桥接电路均不能正确地检测力。此外，在以上所述的6轴力觉传感器中，由于分别使用不同的桥接电路检测6个不同方向的力，因此难以通过比较不同的桥接电路的力的检测值来确定力觉传感器的故障。本专利技术的一个实施方案的目的是针对力觉传感器中机械不良的状况提高可靠性。用于解决问题的手段为了解决上述问题，本专利技术的一个实施方案所涉及的力觉传感器是检测施加在应变体上的力的特定方向的分量的力觉传感器，具有：主桥接电路，其包含设置于所述应变体的第一面的第一应变计组，并检测所述特定方向的分量；副桥接电路，其包含设置于与所述应变体的第一面为相反侧的第二面的第二应变计组，并检测施加于所述应变体的力的与所述特定方向相同的方向的分量。专利技术的效果根据本专利技术的一个实施方案，可以针对力觉传感器中的机械不良状况提高可靠性。附图说明图1是示意性示出本专利技术的实施方式所涉及的力觉传感器的第一主面侧的构成的俯视图。图2是示意性示出本专利技术的实施方式所涉及的力觉传感器的第二主面侧的构成的俯视图。图3是放大示出由图1所示的圆C1包围的部位的、示意性示出梁部的第一主面中的应变计的配置的第一实施例的图。图4是放大示出由图2所示的圆C2包围的部位的、示意性示出梁部的第二主面中的应变计的配置的第一实施例的图。图5是示出本专利技术的一个实施方式所涉及的力觉传感器执行的机械不良状况的判定处理的流程的一个实施例的流程图。图6是示出本专利技术的一个实施方式所涉及的力觉传感器执行的输出信号的切换处理的流程的一个实施例的流程图。图7是示意性示出梁部的第一主面中的应变计的配置的第二实施例的图。图8是示意性示出梁部的第一主面中的应变计的配置的第三实施例的图。图9是示意性示出梁部的第一主面中的应变计的配置的第四实施例的图。图10是示意性示出本专利技术的其他实施方式所涉及的力觉传感器的应变体的立体图。具体实施方式实施方式1参照图1～图4，说明本实施方式中的力觉传感器10(本专利技术的力觉传感器的一个实施例)。力觉传感器10是用于检测施加到应变体的力的特定方向的分量的力觉传感器。所谓特定的方向，是将相互正交的3轴作为x轴、y轴以及z轴，是x轴方向、y轴方向、z轴方向、绕x轴的方向、绕y轴的方向以及绕z轴的方向这6个方向(以下，也称为“6轴方向”)。此外，特定方向的分量由Fx、Fy、Fz、Mx、My和Mz表示。Fx表示在应变体中产生的力的x轴方向的分量，Fy表示该力的y轴方向的分量，Fz表示该力的z轴方向的分量。此外，Mx表示该力的绕x轴的力矩分量，My表示该力的绕y轴的力矩分量，Mz表示该力的绕z轴的力矩分量。图1是示意性示出本专利技术的一个实施方式所涉及的力觉传感器的第一主面侧的构成的俯视图。图2是示意性示出本专利技术的一个实施方式所涉及的力觉传感器的第二主面侧的构成的俯视图。图3是放大示出由图1所示的圆C1包围的部位的、示意性示出梁部的第一主面中的应变计的配置的第一实施例的图。图4是放大示出由图2所示的圆C2包围的部位的、示意性示出梁部的第二主面中的应变计的配置的第一实施例的图。另外，力觉传感器10是用于处理(例如矩阵运算等)下述的桥接电路的输出信号并且包括具有CPU(CentralProcessingUnit、中央处理单元)以及ROM(ReadOnlyMemory，只读存储器)、RAM(RandomAccessMemory，随机存取存储器)等存储部的处理部(未示出)。应变体力觉传感器10包括应变体11。更具体地说，应变体11的外形例如为圆形(另外，也可以是矩形、多边形)，具有第一主面(第一面)11a、作为其相反侧的面的第二主面(第二面)11b以及外侧面。在本实施方式中，例如，x方向和y方向是相互正交的方向。第一主面和第二主面中的每一个都平行于x-y平面。z方向是与x-y平面正交的方向。在本实施方式中，应变体11具有位于中央的芯部12、存在于芯部12周围的作为边缘部的框架部13、连接芯部12和框架部13的梁部14。在本实施方式中，芯部12是承受应检测的力的部分，也被称为受力部。在本实施方式中，框架部13是相对于搭载力觉传感器10的对象物相对地固定芯部12的位置的部分，也被称为固定部。芯部12和框架部13中的每一个都可以是受力部或固定部。虽然不限定芯部12的形状，但在本实施方式中，其是底面大致为正方形的柱形(即，大致为四棱柱形状)。此外，虽然不限定框架部13的形状，但在本实施方式中，其是底面由大致圆形挖出大致正方形的形状的筒形。从芯部12向框架部13放射状地设置梁部14。虽然不限定梁部14的数量，但在本实施方式中为4。更具体地说，四个梁部14以俯视呈交叉状(X字状、十字状)的方式在芯部12和框架部13的圆周方向上等间隔地(在中心O的圆周方向上每隔90°)配置。梁部14包括臂部15和挠性件16。臂部15从芯部12放射状地朝向框架部13延伸。臂部15的端部与框架部13之间具有间隙，挠性件16介于该端部与框架部13之间。挠性件16在与臂部15的延伸方向交叉的方向上延伸，并与框架部13连接。由此，梁部14具有挠性件16介于框架部13和臂部15之间的构造，并且应变体11按照在芯部12和框架部13被视为刚体的情况下梁部14被视为弹性体来构成。应变体11例如是通过使用NC(NumericalControl，数字控制)加工机在铝合金、合金钢、不锈钢等具有弹性的材料上形成贯通孔等而得到的。根据该方法，在应变体11中形成用于分别划分芯部12、框架部13和梁部14的空间(贯通部)。如果对芯部12施加外力，则会在梁部14产生应力(发生诸如弯曲、剪切、扭转的应变)。例如，在梁部14的延伸方向和与其正交的方向上发生弯曲(挠曲)，在相对于梁部14的延伸方向成45°的方向上发生剪切，并且在梁部14的圆周方向上发生扭转。应变计力觉传感器10具有设置于应变体11的第一主面11a的第一应变计组。第一应变计组由多个应变计22构成。应变计22例如通过使用具有可挠性的聚酰亚胺或环氧树脂膜来覆盖Cu(铜)-Ni(镍)基合金或Ni(镍)-Cr(铬)基合金的金属薄膜(金属箔等)的布线图案而构成。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种力觉传感器，所述力觉传感器检测施加于应变体的力的特定方向的分量，其特征在于，包括：/n主桥接电路，所述主桥接电路包含设置于所述应变体的第一面的第一应变计组，并且检测所述特定方向的分量；/n副桥接电路，所述副桥接电路包含设置于与所述应变体的第一面为相反侧的第二面的第二应变计组，并且检测施加于所述应变体的力的与所述特定方向相同的方向的分量。/n

【技术特征摘要】
20190329 JP 2019-0685991.一种力觉传感器，所述力觉传感器检测施加于应变体的力的特定方向的分量，其特征在于，包括：
主桥接电路，所述主桥接电路包含设置于所述应变体的第一面的第一应变计组，并且检测所述特定方向的分量；
副桥接电路，所述副桥接电路包含设置于与所述应变体的第一面为相反侧的第二面的第二应变计组，并且检测施加于所述应变体的力的与所述特定方向相同的方向的分量。


2.根据权利要求1所述的力觉传感器，还包括电路或处理器，所述电路或处理器将所述主桥接电路检测的分量与所述副桥接电路检测的分量进行比较，并且判定所述力觉传感器中是否发生机械不良状况。


3.根据权利要求1所述的力觉传感器，还包括开关，所述开关切换将所述主桥接电路检测的分量作为所述特定方向的分量向外部输出或者将所述副桥接电路检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：向井优，由井夏树，牧野泰育，小林岳久见，
申请(专利权)人：新东工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP