扭矩传感器的支承装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种扭矩传感器的支承装置，其能够防止在扭矩传感器中产生扭矩以外的弯曲力矩，能够提高扭矩传感器的检测精度。第一支承体(11)设置于作为第一安装部的基台(31)。第二支承体(12)与扭矩传感器(40)的第二结构体(42)接合，上述扭矩传感器(40)具备设置于基台(31)的第一结构体(41)、与作为第二安装部的第一臂(32)连结的上述第二结构体(42)、设置于第一结构体和第二结构体之间的第三结构体(43)、以及设置于第一结构体和第二结构体之间的至少两个传感器部(44、45)。第三支承体(13)设置于第一支承体和所述第二支承体之间，沿扭矩传感器的扭矩方向可移动且向扭矩以外的方向的移动被抑制。移动被抑制。移动被抑制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】扭矩传感器的支承装置


[0001]本专利技术的实施方式涉及一种应用于例如机械臂等的扭矩传感器，并涉及一种支承扭矩传感器的支承装置。

技术介绍

[0002]扭矩传感器具有被施加扭矩的第一结构体、输出扭矩的第二结构体、以及连结第一结构体和第二结构体的作为梁的多个应变产生部，在这些应变产生部配置有作为传感器元件的多个应变计。由这些应变计构成电桥电路(例如参照专利文献1、2、3)。
[0003]在测定在汽车的发动机等输出部产生的扭矩的扭矩量转换器中，开发出一种降低扭矩以外的弯曲应力的影响的技术(例如参照专利文献4)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2013－096735号公报
[0007]专利文献2：日本特开2015－049209号公报
[0008]专利文献3：日本特开2017－172983号公报
[0009]专利文献4：日本特开2010－169586号公报

技术实现思路

[0010]在将圆盘状的扭矩传感器的第一结构体固定于机械臂(以下，也简称为臂)的例如基部并将第二结构体固定于臂的例如驱动部而使用的情况下，伴随着臂的输送重量和直至负荷的距离(从扭矩传感器的中心至输送物的距离)、动作加速度(臂或负荷的惯性矩)而产生的弯曲力矩施加到扭矩传感器。
[0011]一般而言，在穿过在圆盘状的扭矩传感器的直径方向上配置的例如两个应变产生部(以下，也简称为应变产生体)的第一轴线上的两侧具有均等且荷重方向彼此相反的负荷的情况下，对扭矩传感器施加弯曲力矩，但因为在两个应变产生体中仅产生对称的应变，所以随着对于扭矩传感器的弯曲力矩而产生的传感器输出在理论上为零。即，扭矩传感器不受扭矩以外的其它轴的干扰(以下，称为其它轴干扰)。同样的负荷即使在与第一轴线正交的第二轴线上有负荷时或处于从第一轴线及第二轴线倾斜的位置时，扭矩传感器在理论上也不受其它轴干扰。
[0012]另外，在以扭矩传感器为中心，力点(或作用点)处于扭矩传感器的直径方向的单侧的情况下，在负荷在第一轴线上处于0
°
或180
°
的位置时及在第二轴线上处于90
°
或270
°
的位置时，对扭矩传感器施加弯曲力矩，但由两个应变产生体抵消。因此，扭矩传感器不受其它轴干扰，传感器输出为零。
[0013]在将扭矩传感器用于机械臂的情况下，臂的一端固定于扭矩传感器侧，另一端处于远离扭矩传感器的位置。即，在扭矩传感器侧为支点的情况下，作为负荷的力点(或作用点)处于远离支点的位置。而且，负荷的位置不一定处于穿过圆盘状的扭矩传感器的中心的
正交的两个轴线上。因此，扭矩传感器受弯曲力矩引起的其它轴干扰。在该情况下，特别是对从第一轴线及第二轴线上错开45
°
的位置的负荷产生大的其它轴干扰。具体而言，在臂的旋转角为45
°
、135
°
、225
°
、315
°
时产生传感器输出的峰值。在将传感器输出假定为正弦波的情况下，因为在一个周期中产生两个峰值，所以将其称为f2分量。
[0014]这样，由于在扭矩传感器中产生扭矩以外的弯曲力矩，从而由于其它轴干扰而产生f2分量。因此，扭矩传感器的检测精度下降。
[0015]本专利技术的实施方式提供一种扭矩传感器的支承装置，其能够防止在扭矩传感器中产生扭矩以外的弯曲力矩，能够提高扭矩传感器的检测精度。
[0016]本实施方式提供一种扭矩传感器的支承装置，其具备：第一支承体，其设置于第一安装部；第二支承体，其与扭矩传感器的第二结构体接合，所述扭矩传感器具备设置于所述第一安装部的第一结构体、与第二安装部连结的所述第二结构体、设置于所述第一结构体和所述第二结构体之间的第三结构体、以及设置于所述第一结构体和所述第二结构体之间的至少两个传感器部；第三支承体，其设置于所述第一支承体和所述第二支承体之间，沿所述扭矩传感器的扭矩方向可移动且向扭矩以外的方向的移动被抑制。
附图说明
[0017]图1是表示第一实施方式的扭矩传感器的支承装置的一例的分解立体图。
[0018]图2表示组装了图1所示的扭矩传感器的支承装置的状态，是沿着图1的II－II线的剖视图。
[0019]图3是表示应用本实施方式的机械臂的一例的立体图。
[0020]图4是表示应用本实施方式的扭矩传感器的一例的俯视图。
[0021]图5是表示机械臂的旋转角和传感器输出的关系的图，是对本实施方式和比较例进行比较表示的图。
[0022]图6是为了对在扭矩传感器中产生的弯曲力矩进行说明而示出的图。
[0023]图7是表示第二实施方式的扭矩传感器的支承装置的一例的立体图。
[0024]图8表示组装了图7所示的扭矩传感器的支承装置的状态，是沿着图7的VIII－VIII线的剖视图。
具体实施方式
[0025]以下，参照附图对实施方式进行说明。在附图中，对相同的部分标注相同的符号。
[0026]首先，参照图3、图4对应用本实施方式的机械臂30及扭矩传感器40进行说明。
[0027]图3表示多关节机器人，即机械臂30的一例。机械臂30例如具备基台31、第一臂32、第二臂33、第三臂34、第四臂35、作为驱动源的第一驱动部36、第二驱动部37、第三驱动部38、第四驱动部39。但是，机械臂30的结构不限于此，能够变形。
[0028]第一臂32通过设置于第一关节J1的第一驱动部36能够相对于基台31旋转。第二臂33通过设置于第二关节J2的第二驱动部37能够相对于第一臂32旋转。第三臂34通过设置于第三关节J3的第三驱动部38能够相对于第二臂33旋转。第四臂35通过设置于第四关节J4的第四驱动部39能够相对于第三臂34旋转。在第四臂35上安装有未图示的手部或各种工具。
[0029]第一驱动部36～第四驱动部39具备例如后述的电动机、减速器以及扭矩传感器。
[0030]图4表示应用于本实施方式的圆盘状的扭矩传感器40的一例。扭矩传感器40具备第一结构体41、第二结构体42、多个第三结构体43、作为传感器部的第一应变传感器44及第二应变传感器45等。
[0031]第一结构体41和第二结构体42形成为环状，第二结构体42的直径小于第一结构体41的直径。第二结构体42被配置成与第一结构体41成同心状，第一结构体41和第二结构体42由配置成放射状的多个作为梁部的第三结构体43连结。多个第三结构体43在第一结构体41和第二结构体42之间传递扭矩。第二结构体42具有中空部42a，在中空部42a穿过例如未图示的配线。
[0032]第一结构体41、第二结构体42以及多个第三结构体43由金属例如不锈钢构成，但只要能够获得对于施加的扭矩足够的机械强度，也能够使用金属以外的材料。第一结构体41、第二结构体42以及多个第三结构体43例如具有相同的厚度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种扭矩传感器的支承装置，包括：第一支承体，其设置于第一安装部；第二支承体，其与扭矩传感器的第二结构体连结，所述扭矩传感器具备设置于所述第一安装部的第一结构体、与第二安装部连结的所述第二结构体、设置于所述第一结构体和所述第二结构体之间的第三结构体，以及设置于所述第一结构体和所述第二结构体之间的至少两个传感器部；以及第三支承体，其设置于所述第一支承体和所述第二支承体之间，能够沿所述扭矩传感器的扭矩方向变形且向扭矩以外的方向的变形被抑制。2.根据权利要求1所述的扭矩传感器的支承装置，其特征在于，所述第一支承体及所述第二支承体为环状，所述第一支承体及所述第二支承体平行地配置，所述第三支承体的一端部与所述第一支承体连接，另一端部与所述第二支承体连接，所述第三支承体的在与所述第一支承体及所述第二支承体的直径正交的方向上的尺寸大于在所述第一支承体及所述第二支承体的圆周方向的尺寸。3.根据权利要求1所述的扭矩传感器的支承装置，其特征在于，所述第一支承体及所述第二支承体为环状，所述第一支承体及所述第二支承体被配置成同心状，所述第三支承体的一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：远藤嵩幸，铃木隆史，
申请(专利权)人：日本电产科宝电子株式会社，
类型：发明
国别省市：