扭矩传感器的安装结构制造技术

本发明专利技术提供一种能够提高扭矩传感器检测精度的扭矩传感器的安装结构。扭矩传感器(40)具备第一结构体(41)、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)。多个接触部(61、62)设置于第一结构体(41)和第一安装部(32)中的一方及所述第二结构体(42)和第二安装部(36)中的一方，并且与第一结构体(41)和第一安装部(32)中的另一方及第二结构体(42)和第二安装部(36)中的另一方接触。安装部(36)中的另一方接触。安装部(36)中的另一方接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】扭矩传感器的安装结构


[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，且涉及一种扭矩传感器的安装结构。

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的输出部产生的扭矩的扭矩量转换器中，开发出一种减少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]例如圆盘状的扭矩传感器具有第一结构体、第二结构体、以及第一结构体和第二结构体之间的第三结构体，在第一结构体和第二结构体之间设置有作为应变传感器的应变产生体或应变计。
[0011]在将第一结构体固定于机械臂的例如基台并将第二结构体固定于机械臂的例如臂进行使用的情况下，除了扭矩以外，对扭矩传感器还施加随着机械臂的输送重量和直至负荷的距离及动作加速度的弯曲力矩或其反作用力的荷重。
[0012]在将扭矩传感器安装于机械臂的情况下，需要使扭矩传感器的轴心和机械臂的例如臂或基台的轴心匹配。
[0013]在例如将扭矩传感器的第一结构体的形状假定为圆柱并将机械臂的基台的形状假定为圆筒的情况下，通过将圆柱嵌合于圆筒内而使轴心一致。但是，在该情况下，虽然轴心一致，但圆柱和圆筒在哪里严密地接触是不明确的。即，圆柱和圆筒不是正圆，圆柱的外径和圆筒的内径各自具有偏差。因此，预想圆柱的外面和圆筒的内表面在随机几个部位接触。
[0014]这样，在扭矩传感器的第一结构体和机械臂的基台或臂在随机几个部位接触的情况下，在对扭矩传感器施加扭矩以外的弯曲力矩或平移力时，第一结构体或第二结构体非对称地变形，随着该变形，应变传感器非对称地变形，从传感器出现输出。
[0015]如果对扭矩传感器施加扭矩以外的弯曲力矩或荷重(X轴向Fx、Y轴向Fy、Z轴向Fz)即平移力(並進力)，则在设置于扭矩传感器的多个应变传感器中产生与位移相应的应变。
通常，扭矩传感器的电桥电路构成为针对扭矩方向的力输出电压，针对扭矩以外的方向的力不输出电压。但是，如果第一结构体或者第二结构体非对称地变形，则在设置于扭矩传感器的多个应变传感器中产生非对称的应变。由于其它轴干扰，从而产生传感器输出，扭矩传感器的检测精度下降。
[0016]本专利技术的实施方式提供一种能够提高扭矩传感器的检测精度的扭矩传感器的安装结构。
[0017]本实施方式的扭矩传感器的安装结构具备：扭矩传感器，其具备第一结构体、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；多个接触部，它们设置于所述第一结构体和第一安装部中的一方及所述第二结构体和第二安装部中的一方，并且与所述第一结构体和第一安装部中的另一方及所述第二结构体和第二安装部中的另一方接触。
附图说明
[0018]图1是表示应用第一实施方式的机械臂的一例的立体图。
[0019]图2是表示应用于第一实施方式的扭矩传感器的一例的俯视图。
[0020]图3是表示第一实施方式的扭矩传感器的安装结构的一例的俯视图。
[0021]图4是沿着图3的IV－IV线的剖视图。
[0022]图5是取出图4的箭头A所示的部分而示出的剖视图。
[0023]图6是表示第二实施方式的扭矩传感器的安装结构的一例的剖视图。
[0024]图7是表示第三实施方式的扭矩传感器的安装结构的一例的剖视图。
[0025]图8是取出图7的箭头B所示的部分而示出的剖视图。
[0026]图9是表示第三实施方式的变形例的剖视图。
[0027]图10是表示第四实施方式的扭矩传感器的安装结构的一例的俯视图。
[0028]图11是表示第四实施方式的变形例的俯视图。
[0029]图12是表示第五实施方式的扭矩传感器的安装结构的一例的俯视图。
[0030]图13是表示第五实施方式的变形例的俯视图。
[0031]图14是表示第五实施方式的变形例的概略图。
[0032]图15是表示第五实施方式的变形例的概略图。
具体实施方式
[0033]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。
[0034]首先，参照图1、图2，对应用本实施方式的机械臂30及扭矩传感器40进行说明。
[0035]图1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。
[0036]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被设为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。
[0037]第一驱动部36～第四驱动部39例如具备后述的电动机、减速器以及扭矩传感器。
[0038]图2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。
[0039]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被配置为与第一结构体41成同心状，第一结构体41和第二结构体42由配置为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，例如未图示的配线穿过中空部42a。
[0040]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，只要针对施加的扭矩获得足够的机械强度，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。扭矩传感器40的机械强度根据第三结构体43的厚度或宽度、长度设定。
[0041]在第一结构体41和第二结构体42之间设置有第一应变传感器44和第二应变传感器45。具体而言，构成第一应变本文档来自技高网...

【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安装结构，包括：扭矩传感器，其具备第一结构体、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；和多个接触部，它们设置于所述第一结构体和第一安装部中的一方及所述第二结构体和第二安装部中的一方，并且与所述第一结构体和第一安装部中的另一方及所述第二结构体和第二安装部中的另一方接触。2.根据权利要求1所述的扭矩传感器的安装结构，其中，所述接触部包括多个第一接触部和多个第二接触部，所述第一接触部设置于所述第一结构体和所述第一安装部中的一方，所述第二接触部设置于所述第二结构体和所述第二安装部中的一方。3.根据权利要求1所述的扭矩传感器的安装结构，其中，所述多个接触部以等间隔配置。4.根据权利要求3所述的扭矩传感器的安装结构，其中，所述接触部的个数为四个。5.根据权利要求3所述的扭矩传感器的安装结构，其中，所述接触部的个数为偶数个，且为所述传感器部的个数以上，所述传感器部的个数为偶数个，各传感器部以等间隔配置，且配置于与所述接触部对应的位置。6.根据权利要求3所述的扭矩传感器的安装结构，其中，所述接触部的个数为偶数个，且为所述传感器部的个数以上，所述传感器部的个数为偶数个，各传感器部以等间隔配置，且与相邻的所述接触部的中间位置对应而配置。7.根据权利要求3所述的扭矩传感器的安装结构，其中，所述传感器部以等间隔配置，且一个以上的所述传感器部配置于与所述接触部对应的位置。8.根据权利要求3所述的扭矩传感器的安装结构，其中，所述传感器部以等间隔配置，且一个以上的所述传感器部配置于与相邻的两个所述接触部的中间对应的位置。9.根据权利要求3所述的扭矩传感器的安装结构，其中，所述传感器部以等间隔配置，且一个以上的所述接触部配置于与相邻的两个所述传感器部的中间...

【专利技术属性】
技术研发人员：远藤嵩幸，星野启也，安富阳子，熊四辈，臼井勇二，
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：