应变体、力传感器装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种应变体及力传感器装置，可以抑制安装于被测定物时产生的配置传感器芯片的部分的位移。该应变体具有：应变部，其具备受预定的轴向的力或力矩而变形的可动部以及受上述力或上述力矩而不变形的非可动部；以及输入传递部，其与上述非可动部接合，且受上述力或上述力矩而不变形，上述输入传递部具备：第一框部；多个第一梁结构，其一端与上述第一框部连接，且从上述第一框部向内侧延伸；框状的第一连结部，其将各个上述第一梁结构的另一端彼此连结；以及容纳部，其设于上述第一连结部的内侧，且能够容纳探测上述力或上述力矩的传感器芯片。传感器芯片。传感器芯片。

【技术实现步骤摘要】
应变体、力传感器装置


[0001]本专利技术涉及应变体、力传感器装置。

技术介绍

[0002]一直以来，已知一种探测预定的轴向的位移的力传感器装置。作为一例，列举一种力传感器装置，其具备传感器芯片和配置于传感器芯片的周围的结构体，该结构体包括被施加外力的外力施加板、支撑传感器芯片的台座部、将外力施加板固定于台座部的外力缓冲机构以及作为外力传递机构的连结杆，外力施加板和作用部由连结杆连结(例如，参照专利文献1)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2003
‑
254843号公报

技术实现思路

[0006]专利技术所要解决的课题
[0007]在力传感器装置中，与传感器芯片组合使用的应变体例如通过螺丝等紧固于机器人凸缘，但有时由于紧固时产生的变形，配置传感器芯片的部位位移，使传感器芯片产生输出(偏移)。若传感器产生输出，则担忧传感器芯片的耐载荷的恶化、力特性的恶化、以及因依存于紧固状态而产生的输出而导致的历时变化、温度特性的恶化等。
[0008]本专利技术鉴于上述的点而提出，目的在于提供一种应变体，可以抑制安装于被测定物时产生的配置传感器芯片的部分的位移。
[0009]用于解决课题的方案
[0010]本专利技术的应变体200具有：应变部220，其具备受预定的轴向的力或力矩而变形的可动部以及受上述力或上述力矩而不变形的非可动部；以及输入传递部230，其与上述非可动部接合，且受上述力或上述力矩而不变形，上述输入传递部230具备：第一框部231；多个第一梁结构233，其一端与上述第一框部231连接，且从上述第一框部231向内侧延伸；框状的第一连结部234，其将各个上述第一梁结构233的另一端彼此连结；以及容纳部235，其设于上述第一连结部234的内侧，且能够容纳探测上述力或上述力矩的传感器芯片100。
[0011]此外，上述参照符号是为了容易理解而标注的，仅为一例，不限于图示的方案。
[0012]专利技术效果
[0013]根据公开的技术，能够提供一种应变体，可以抑制安装于被测定物时产生的配置传感器芯片的部分的位移。
附图说明
[0014]图1是例示第一实施方式的力传感器装置的立体图。
[0015]图2是例示第一实施方式的力传感器装置的剖视立体图。
[0016]图3是表示在输入传递部安装有传感器芯片的状态的上表面侧立体图。
[0017]图4是表示在输入传递部安装有传感器芯片的状态的下表面侧立体图。
[0018]图5是从Z轴方向上侧观察传感器芯片100的立体图。
[0019]图6是从Z轴方向上侧观察传感器芯片100的俯视图。
[0020]图7是从Z轴方向下侧观察传感器芯片100的立体图。
[0021]图8是从Z轴方向下侧观察传感器芯片100的仰视图。
[0022]图9是对表示作用于各轴的力及力矩的符号进行说明的图。
[0023]图10是例示传感器芯片100的压阻元件的配置的图。
[0024]图11是图10所示的传感器芯片的一组探测块的局部放大图。
[0025]图12是表示使用了各压阻元件的检测电路的一例的第一图。
[0026]图13是表示使用了各压阻元件的检测电路的一例的第二图。
[0027]图14是对Fx输入进行说明的图。
[0028]图15是对Fy输入进行说明的图。
[0029]图16是例示构成应变体的受力板的立体图。
[0030]图17是例示构成应变体的应变部的立体图。
[0031]图18是例示构成应变体的应变部的俯视图。
[0032]图19是例示构成应变体的输入传递部的上表面侧的立体图。
[0033]图20是例示构成应变体的输入传递部的俯视图。
[0034]图21是例示构成应变体的输入传递部的下表面侧的立体图。
[0035]图22是例示构成应变体的输入传递部的剖视图。
[0036]图23是例示构成应变体的盖板的立体图。
[0037]图24是例示比较例的应变部的立体图。
[0038]图25是例示比较例的输入传递部的立体图。
[0039]图26是例示在比较例的应变部上配置有输入传递部的状态的立体图。
[0040]图27是例示在本实施方式的应变部上配置有输入传递部的状态的立体图。
[0041]图28是说明模拟中的测定点的图。
[0042]图29是比较例的图26的结构体的位移等高线图。
[0043]图30是汇总了比较例的图26的结构体的各部的位移量的图。
[0044]图31是本实施方式的图27的结构体的位移等高线图。
[0045]图32是汇总了本实施方式的图27的结构体的各部的位移量的图。
[0046]图33是表示模拟1的结果的图。
[0047]图34是表示模拟2的结果的图。
[0048]图中：
[0049]1—力传感器装置，100—传感器芯片，101～105—支撑部，111～114—框部，121～124—连结部，131a、131c、131e、132a、132c、132e、133a、133c、133e、134a、134c、134e—第一探测用梁，131b、131d、131f、132b、132d、132f、133b、133d、133f、134b、134d、134f—第二探测用梁，131T1、131T2、131T3、132T1、132T2、132T3、133T1、133T2、133T3、134T1、134T2、134T3—T字型梁结构，141～144—连接部，151～154—力点，200—应变体，210—受力板，211、221、231—外框部，212、222、232—中央部，213、223、233—梁结构，218、228、238、248—螺纹孔，
220—应变部，220x—槽，223a—第一梁，223b—第二梁，224—第一连接部，229、239—空间部，230—输入传递部，231x—薄板部，233a—锪孔部，233b、233c—角部，234—第一连结部，234—容纳部，235a—垂直支撑部，235b—水平支撑部，235c—第二连结部，235d—第二连接部，240—盖板。
具体实施方式
[0050]以下，参照附图，对用于实施专利技术的方式进行说明。在各附图中，对相同结构部分标注相同符号，有时省略重复的说明。
[0051]〈第一实施方式〉
[0052](力传感器装置1的概略结构)
[0053]图1是例示第一实施方式的力传感器装置的立体图。图2是例示第一实施方式的力传感器装置的剖视立体图。参照图1及图2，力传感器装置1具有传感器芯片100和应变体200。力传感器装置1例如是搭载于在机床等中使用的机器人的臂或手指等的多轴的力传感器装置。
[0054]传感器芯片100具有最多六轴探测预定的轴向的位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应变体，其特征在于，具有：应变部，其具备受预定的轴向的力或力矩而变形的可动部以及受上述力或上述力矩而不变形的非可动部；以及输入传递部，其与上述非可动部接合，且受上述力或上述力矩而不变形，上述输入传递部具备：第一框部；多个第一梁结构，其一端与上述第一框部连接，且从上述第一框部向内侧延伸；框状的第一连结部，其将各个上述第一梁结构的另一端彼此连结；以及容纳部，其设于上述第一连结部的内侧，且能够容纳探测上述力或上述力矩的传感器芯片。2.根据权利要求1所述的应变体，其特征在于，多个上述第一梁结构包括俯视下夹着上述第一框部的中心对置的两个第一梁结构和夹着上述第一框部的中心对置的另外两个第一梁结构。3.根据权利要求2所述的应变体，其特征在于，上述容纳部具有：四个垂直支撑部，其一端与上述第一连结部连接，且从上述第一连结部向上述应变部侧垂直地延伸；四个水平支撑部，其从上述垂直支撑部的端部沿水平方向延伸；以及第二连结部，其将上述水平支撑部的另一端彼此连结，俯视下，两个上述垂直支撑部及上述水平支撑部夹着上述第一框部的中心对置，另外两个上述垂直支撑部及上述水平支撑部夹着上述第一框部的中心对置。4.根据权利要求3所述的应变体，其特征在于，俯视下，将夹着上述第一框部的中心对置的两个上述第一梁结构的宽度方向的中心线彼此连结的假想的直线和将夹着上述第一框部的中心对置的另外两个上述第一梁结构的宽度方向的中心线彼此连结的假想的直线互相正交，形成假想的第一十字线。5.根据权利要求4所述的应变体，其特征在于，俯视下，将夹着上述第一框部的中心对置的两个上述垂直支撑部及上述水平支撑部的宽度方向的中心线彼此连结的假想的直线和将夹着上述第一框部的中心对置的另外两个上述垂直支撑部及上述水平支撑部的中心线彼此连结的假的想直线互相正交，形成假想的第二十字线。6.根据权利要求5所述的应变体，其特征在于，俯视下，上述第一十字线和上述第二十字线错开45度。7.根据权利要求1～6中任一项所述的应变体，其特征在于，上述应变部具有：第二框部；中央部，其与上述第二框部分离地配置于上述第二框部的内侧；以及多个第二梁结构，其将上述第二框部和上述中央部桥接，上述第二框部包括于上述非可动部，上述第二梁结构及上述中央部包括于上述可动部。
8.根据权利要求7所述的应变体，其特征在于，各个上述第二梁结构是包括第一梁和从上述第一梁的中央部沿与上述第一梁正交的方向延伸的第二梁的T字型，上述第一梁的两端与上述第二框部连结，上述第二梁的端部与上述中央部连结。9.根据权利要求7或8所述的应变体，其特征在于，多个上述第二梁结构包括俯视下夹着上述第二框部的中心对置的两个第二梁结构和夹着上述第二框部的中心对置的另外两个第二梁结构。10.根据权利要求9所述的应变体，其特征在于，俯视下，将夹着上述第二框部的中心对置的两个上述第二梁结构的宽度方向的中心线彼此连结的假想的直线和将夹着上述第二框部的中心对置的另外两个上述第二梁结构的宽度方向的中心线彼此连结的假想的直线互相正交，形成假想的第三十字线。11.根据权利要求7～10中任一项所述的应变体，其特征在于，俯视下，上述第二梁结构和上述第一梁结构至少一部分重叠。12.一种应变体，其特征在于，具有：应变部，其具备受预定的轴向的力或力矩而变形的可动部以及受上述力或上述力矩而不变形的非可动部；以及输入传递部，其与上述非可动部接合，且受上述力或上述力矩而不变形，上述输入传递部具备：框部；多个梁结构，其一端与上述框部连接，且从上述框部向内侧延伸；以及容纳部，其设于上述梁结构的另一端的侧，且能够容纳探测上述力或上述力矩的传感器芯片，各个上述梁结构具有使上述一端的侧的厚度比上述另一端的侧的厚度薄的锪孔部。13.根据权利要求12所述的应变体，其特征在于，上述锪孔部设于上述梁结构的整个宽度方向。14.根据权利要求12或13所述的应变体，其特征在于，上述锪孔部的上述框部侧的角部在剖视下为R状。15.根据权利要求12～14中任一项所述的应变体，其特征在于，具有将上述梁结构的另一端彼此连结的框状的连结部，上述容纳部设于上述连结部的内侧。16.根据权利要求15所述的应变体，其特征在于，上述锪孔部的上述连结部侧的角部在剖视下为R状。17.根据权利要求15或16所述的应变体，其特征在于，上述梁结构的上述另一端侧的厚度与上述连结部的厚度相同。18.根据权利要求12～17中任一项所述的应变体，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：菅沼田真之，
申请(专利权)人：美蓓亚三美株式会社，
类型：发明
国别省市：