JP2021063844A - トルクセンサ - Google Patents
トルクセンサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021063844A JP2021063844A JP2021010484A JP2021010484A JP2021063844A JP 2021063844 A JP2021063844 A JP 2021063844A JP 2021010484 A JP2021010484 A JP 2021010484A JP 2021010484 A JP2021010484 A JP 2021010484A JP 2021063844 A JP2021063844 A JP 2021063844A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strain
- protrusion
- region
- torque
- torque sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Measurement Of Force In General (AREA)
Abstract
【課題】 歪センサの感度や許容トルク、あるいはトルクセンサの機械的な強度を独立に設定することが可能なトルクセンサを提供する。【解決手段】 第1起歪部14は、第1突起14aと、第2突起14bと、第1起歪体16とを具備し、第2起歪部15は、第3突起15aと、第4突起15bと、第2起歪体17とを具備し、複数の第3領域13は、第1の厚さを有し、第1突起、第2突起、第3突起、第4突起は、第1の厚さより薄い第2の厚さを有する。【選択図】図3
Description
本発明の実施形態は、例えばロボットアームの関節に設けられるトルクセンサに関する。
この種のトルクセンサは、トルクが印加される第1の構造体と、トルクが出力される第2の構造体と、第1の構造体と第2の構造体とを連結する複数の起歪部を有し、これら起歪部に歪センサが配置されている(例えば特許文献1、2、3参照)。
トルクセンサにおいて、歪センサの感度や許容トルク(最大トルク)、あるいはトルクセンサの機械的な強度を独立に設定することが困難であった。
本発明の実施形態は、歪センサの感度や許容トルク、あるいはトルクセンサの機械的な強度を独立に設定することが可能なトルクセンサを提供する。
本実施形態のトルクセンサは、第1領域と、第2領域と、前記第1領域と前記第2領域を連結する複数の第3領域とを具備し、計測すべきトルクが前記第3領域を介して前記第1領域と前記第2領域間に伝達されるトルクセンサであって、前記第1領域と前記第2領域との間に設けられ、第1抵抗体が設けられた第1起歪部と、前記第1領域と前記第2領域との間で、前記第1起歪部から離れた位置に設けられ、第2抵抗体が設けられた第2起歪部と、を具備し、前記第1起歪部は、前記第1領域に設けられた第1突起と、前記第2領域に前記第1突起と対向して設けられた第2突起と、前記第1突起と前記第2突起の間に設けられ、前記第1抵抗体が配置された第1起歪体と、を具備し、前記第2起歪部は、前記第1領域に設けられた第3突起と、前記第2領域に前記第3突起と対向して設けられた第4突起と、前記第3突起と前記第4突起の間に設けられ、前記第2抵抗体が配置された第2起歪体と、を具備し、複数の前記第3領域は、第1の厚さを有し、前記第1起歪部の前記第1突起、前記第2突起、及び前記第2起歪部の前記第3突起、前記第4突起は、前記第1の厚さより薄い第2の厚さを有する。
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。図面において、同一部分には同一符号を付している。
図1、図2において、トルクセンサ10は、第1構造体(第1領域)11、第2構造体12(第2領域)、複数の梁部(第3領域)13、第1起歪部14、第2起歪部15を具備している。第1構造体11、第2構造体12、複数の梁部13、第1起歪部14、第2起歪部15は、例えば金属により構成されるが、印加されるトルクに対して機械的な強度を十分に得ることができれば、金属以外の材料を使用することも可能である。
トルクが印加される第1構造体11と、トルクを出力する第2構造体12は、環状に形成され、第2構造体12の径は、第1構造体11の径より小さい。第2構造体12は、第1構造体11と同心状に配置され、第1構造体11と第2構造体12は、放射状に配置された複数の梁部13と、第1起歪部14及び第2起歪部15により連結されている。また、第2構造体12は、中空部12aを有している。
第1起歪部14と第2起歪部15は、第1構造体11及び第2構造体12の中心(トルクの作用中心)に対して対称な位置に配置されている。
図2に示すように、第1起歪部14は、第1突起14aと、第2突起14bと、第1起歪体16を具備している。第1突起14aは、第1構造体11から突出され、第2突起14bは、第2構造体12から突出されている。第1突起14aと第2突起14bとの相互間には、第1間隙が設けられ、第1突起14aと第2突起14bは、第1起歪体16により連結されている。第1起歪体16は、後述する抵抗体としての例えば複数の歪センサ(以下、歪ゲージと称す)を具備している。
第2起歪部15は、第3突起15aと、第4突起15bと、第2起歪体17を具備している。第3突起15aは、第1構造体11から突出され、第4突起15bは、第2構造体12から突出されている。第3突起15aと第4突起15bとの相互間には、第2間隙が設けられ、第3突起15aと第4突起15bは、第2起歪体17により連結されている。第2起歪体17は、後述する抵抗体として例えば複数の歪ゲージを具備している。
第1構造体11、第2構造体12及び梁部13は、第1の厚さT1を有し、第1起歪部14及び第2起歪部15は、第1の厚さT1より薄い第2の厚さT2を有している。第1起歪部14及び第2起歪部15の剛性を得るための実質的な厚さ(第2の厚さT2)は、それぞれ第1起歪体16及び第2起歪体17の厚さに相当する。具体的には、第1の厚さT1が例えば10mmである場合、第2の厚さT1は、例えば0.7mm程度である。
梁部13の強度は、第1構造体11及び第2構造体12の厚さが等しいと仮定した場合、梁部13の幅により規定される。複数の梁部13の強度により、第1構造体11に印加されたトルクに応じて、第2構造体12に対する第1構造体11の実質的な回転角が決定される。
また、第2構造体12に対する第1構造体11の回転角に応じて第1起歪部14、第2起歪部15に発生した歪が第1起歪体16及び第2起歪体17に設けられた複数の歪ゲージにより検出される。
第1突起14a、第2突起14b、第3突起15a、第4突起15bの厚さは、例えば第1の厚さT1より薄く、第2の厚さT2より厚い第3の厚さT3に設定されている。第1構造体11、第2構造体12の厚さT1に対する第1突起14a、第2突起14b、第3突起15a、第4突起15bの厚さは、変更可能である。これらの厚さT1、T2、T3を調整することにより、トルクセンサ10の感度を調整することが可能である。
第1起歪部14の第1突起14aと第2突起14bの長さ、及び第2起歪部15の第3突起15aと第4突起15bの長さは、それぞれL1に設定され、第1突起14aと第2突起14bとの間に設けられた第1間隙の長さと、第2起歪部15の第3突起15aと第4突起15bとの間に設けられた第2間隙の長さは、それぞれL1より短いL2に設定されている。さらに、第1突起14aと第2突起14bの合計の長さ、及び第3突起15aと第4突起15bの合計の長さ、2×L1は、複数の梁部13のそれぞれの長さL3より短く設定されている(尚、図2には、第1起歪部14側の長さL1、L2のみを示している)。
これらの長さL1、L2、L3を調整することにより、第1構造体11にトルクが印加された場合において、第1起歪部14及び第2起歪部15に発生される歪量を調整することができる。具体的には、第1間隙の長さL2と第2間隙の長さL2は、第1突起14a、第2突起14b、第3突起15a及び第4突起15bの長さL1より短く設定され、第1突起14a、第2突起14b、第3突起15a及び第4突起15bの長さL1は、複数の梁部13の長さL3より短く設定されている。このため、第1構造体11にトルクが印加された場合、第1起歪部14及び第2起歪部15の歪量は、梁部13の歪量より大きくなる。このため、後述するブリッジ回路は、大きなゲインを得ることが可能である。
また、トルクセンサ10の許容トルク(最大トルク)及び機械的な強度は、第1起歪部14及び第2起歪部15とは、独立して第1構造体11、第2構造体12及び複数の梁部13の例えば厚さ及び幅により設定することができる。
さらに、トルクセンサ10の感度は、第1起歪体16及び第2起歪体17の厚さにより設定することができる。
図3、図4は、第1起歪部14、第2起歪部15を具体的に示している。第1起歪部14は、第1起歪体16を収容するための第1収容部14cを有し、第2起歪部15は、第2起歪体17を収容する第2収容部15cを有している。第1収容部14cは、第1起歪部14に対して第1起歪体16を位置決めし、第2収容部15cは、第2起歪部15に対して第2起歪体17を位置決めする。第1収容部14cは、第1突起14a及び第2突起14b上に設けられたほぼ枠状の突起により構成され、第2収容部15cは、第3突起15a及び第4突起15b上に設けられたほぼ枠状の突起により構成されている。第1収容部14cは、第1突起14aと第2突起14bとの間の間隙に対応した間隙を有し、第2収容部15cは、第3突起15aと第4突起15bとの間の間隙に対応した間隙を有している。
図3に示すように、第1起歪体16及び第2起歪体17は、第1収容部14c及び第2収容部15cの上方から第1収容部14c及び第2収容部15c内にそれぞれ収容される。図4に示すように、第1起歪体16及び第2起歪体17が第1収容部14c及び第2収容部15cにそれぞれ収容された状態において、第1起歪体16は、第1突起14aと第2突起14bに例えば溶接により固定される。また、第2起歪体17は、第3突起15a、第4突起15bに例えば溶接により固定される。第1起歪体16及び第2起歪体17の固定方法は、溶接に限定されるものではなく、第1起歪体16及び第2起歪体17に印加されるトルクに対して、十分な強度で、第1突起14a乃至第4突起15bに第1起歪体16及び第2起歪体17を固定できる方法であればよい。第1起歪体16及び第2起歪体17の図示せぬ配線は、絶縁部材32(図6に示す)により覆われる。
図5は、第1起歪体16及び第2起歪体17に設けられた歪ゲージ21の一例を示すものであり、歪ゲージ21の端部の断面を示している。歪ゲージ21は、例えば絶縁膜21a、薄膜抵抗体(感歪膜)21b、接着膜21c、配線21d、接着膜21e、保護膜としてのガラス膜21fを具備している。例えば金属製の第1起歪体16(第2起歪体17)上に絶縁膜21aが設けられ、絶縁膜21a上に例えばCr−N抵抗体により構成された薄膜抵抗体21bが設けられる。薄膜抵抗体21bは、直線状又は複数に屈曲された形状などが可能である。薄膜抵抗体21b上の端部に接着膜21cを介在して、例えば銅(Cu)により構成された電極リードとしての配線21dが設けられる。配線21d上には接着膜21eが設けられる。絶縁膜21a、薄膜抵抗体21b、及び接着膜21eは、ガラス膜21fにより覆われる。接着膜21cは、配線21dと薄膜抵抗体21bとの密着性を高め、接着膜21eは、配線21dとガラス膜21fとの密着性を高めている。接着膜21c、21eは、例えばクロム(Cr)を含む膜である。歪ゲージ21の構成は、これに限定されるものではない。
第1起歪体16及び第2起歪体17のそれぞれは、図5に示す歪ゲージ21を例えば2個ずつ具備し、4個の歪ゲージ21により、後述するブリッジ回路が構成される。
図6は、上記トルクセンサ10と、例えばロボットの関節の一方に設けられた減速機30との関係を示している。トルクセンサ10の第1構造体11は、ボルト31a、31b、31c、31dにより減速機30に取着される。減速機30は図示せぬモータに連結されている。トルクセンサ10の第2構造体12には、複数の歪ゲージ21の図示せぬリード線を覆う絶縁部材32がボルト31e、31fにより取着される。絶縁部材32、第1起歪部14及び第2起歪部15は、蓋体33により覆われる。蓋体33は、ボルト31g、31hにより第2構造体12に取着される。さらに、第2構造体12は、例えば図示せぬロボットの関節の他方に取着される。
図7(a)(b)(c)は、上記トルクセンサ10の動作を示すものであり、図7(a)は、第1構造体11にトルクが印加された場合を示し、図7(b)は、第1構造体11に図示X軸方向にスラスト力が印加された場合を示し、図7(c)図示Y軸方向に第1構造体11にスラスト力が印加された場合を示している。
図7(a)に示すように、第1構造体11にトルクが印加された場合、複数の梁部13、第1起歪部14及び第2起歪部15が弾性変形し、第1構造体11は、第2構造体12に対して回動される。第1起歪部14及び第2起歪部15の弾性変形に伴い、後述するブリッジ回路のバランスが崩れ、トルクが検出される。
図7(b)に示すように、第1構造体11にX軸方向にスラスト力が印加された場合、複数の梁部13、第1起歪部14及び第2起歪部15が弾性変形し、第1構造体11は、第2構造体12に対してX軸方向に移動される。第1起歪部14及び第2起歪部15の弾性変形に伴いブリッジ回路のバランスが崩れる。しかし、後述するようにトルク、及びスラスト力は検出されない。
図7(c)に示すように、第1構造体11に図示Y軸方向にスラスト力が印加された場合、複数の梁部13、第1起歪部14及び第2起歪部15が弾性変形し、第1構造体11は、第2構造体12に対してY軸方向に移動される。第1起歪部14及び第2起歪部15の弾性変形に伴いブリッジ回路のバランスが崩れる。しかし、後述するようにトルク、及びスラスト力は検出されない。
図8は、本トルクセンサ10に設けられたブリッジ回路40を概略的に示している。前述したように、第1起歪部14の第1起歪体16、及び第2起歪部15の第2起歪体17は、それぞれ2つの歪ゲージ21を具備している。具体的には、第1起歪体16は、歪ゲージ21−1、21−2を具備し、第2起歪体17は、歪ゲージ21−3、21−4を具備している。第1起歪体16と第2起歪体17は、第1構造体11及び第2構造体12の中心に対して対称に配置され、歪ゲージ21−1、21−2と、歪ゲージ21−3、21−4も第1構造体11及び第2構造体12の中心に対して対称に配置される。
ブリッジ回路40において、歪ゲージ21−1と歪ゲージ21−3は直列接続され、歪ゲージ21−2と歪ゲージ21−4は直列接続される。直列接続された歪ゲージ21−1、21−3は、直列接続された歪ゲージ21−2、21−4と並列接続される。歪ゲージ21−2と歪ゲージ21−4の接続点に電源Vo、例えば5Vが供給され、歪ゲージ21−1と歪ゲージ21−3の接続点は、例えば接地される。歪ゲージ21−1と歪ゲージ21−2の接続点から出力電圧Vout+が出力され、歪ゲージ21−3と歪ゲージ21−4の接続点から出力電圧Vout-が出力される。出力電圧Vout+及び出力電圧Vout-から式(1)で示すトルクセンサ10の出力電圧Voutが得られる。
Vout=(Vout+−Vout-)
=(R1/(R1+R2)−R3/(R3+R4))・Vo …(1)
ここで、
R1は、歪ゲージ21−1の抵抗値
R2は、歪ゲージ21−2の抵抗値
R3は、歪ゲージ21−3の抵抗値
R4は、歪ゲージ21−4の抵抗値
であり、トルクセンサ10にトルクが印加されていない状態において、R1=R2=R3=R4=Rである。
=(R1/(R1+R2)−R3/(R3+R4))・Vo …(1)
ここで、
R1は、歪ゲージ21−1の抵抗値
R2は、歪ゲージ21−2の抵抗値
R3は、歪ゲージ21−3の抵抗値
R4は、歪ゲージ21−4の抵抗値
であり、トルクセンサ10にトルクが印加されていない状態において、R1=R2=R3=R4=Rである。
図9(a)は、図7(a)に示すように、トルクセンサ10にトルクが印加された場合におけるブリッジ回路40の抵抗値の変化を示し、図9(b)は、図7(b)に示すように、トルクセンサ10に例えばX軸方向のスラスト力が印加された場合におけるブリッジ回路40の抵抗値の変化を示している。図9(a)(b)において、ΔRは、抵抗値の変化の値である。
図10は、(1)乃至(6)の異なる条件におけるトルクセンサ10の出力電圧Voutを式(1)から求めた結果を示すものである。
図10において、
(1)は、トルクセンサ10にトルク及びスラスト力のいずれもが印加されていない場合
(2)は、トルクセンサ10にトルクを印加した場合
(3)は、トルクセンサ10にスラスト力を印加した場合
(4)は、トルクセンサ10の歪ゲージ21−1、21−2に温度変化ΔTを与えた場合
(5)は、トルクセンサ10にトルクを印加し、歪ゲージ21−1、21−2に温度変化ΔTを与えた場合
(6)は、トルクセンサ10にスラスト力を印加し、歪ゲージ21−1、21−2に温度変化ΔTを与えた場合
図10において、R・(1+α・ΔT)は、抵抗の温度係数がα、温度変化ΔTの時の抵抗値を示している。
(1)は、トルクセンサ10にトルク及びスラスト力のいずれもが印加されていない場合
(2)は、トルクセンサ10にトルクを印加した場合
(3)は、トルクセンサ10にスラスト力を印加した場合
(4)は、トルクセンサ10の歪ゲージ21−1、21−2に温度変化ΔTを与えた場合
(5)は、トルクセンサ10にトルクを印加し、歪ゲージ21−1、21−2に温度変化ΔTを与えた場合
(6)は、トルクセンサ10にスラスト力を印加し、歪ゲージ21−1、21−2に温度変化ΔTを与えた場合
図10において、R・(1+α・ΔT)は、抵抗の温度係数がα、温度変化ΔTの時の抵抗値を示している。
(1)(3)(4)(6)に示す条件の場合、トルクセンサ10の出力電圧Voutは、いずれも0Vである。すなわち、第1構造体11、第2構造体12にスラスト力が印加された場合、及び/又は歪ゲージ21−1、21−2に温度変化を与えられた場合、スラスト力や温度変化が相殺され、トルクセンサ10の出力電圧Voutは、いずれも0Vとなる。
また、(2)に示すトルクセンサ10にトルクを印加した場合、及び(5)に示すトルクセンサ10にトルクを印加し、歪ゲージ21−1、21−2に温度変化を与えた場合、トルクセンサ10の出力電圧Voutとして、−ΔR/R・Voが出力される。この出力電圧Voutは、抵抗の温度係数αや温度変化ΔTを含まない値である。したがって、上記トルクセンサ10は、スラスト力や温度変化を相殺してトルクのみを検出することが可能である。
(実施形態の効果)
上記本実施形態によれば、第1構造体11と第2構造体12は、複数の梁部13によって連結され、さらに、第1構造体11と第2構造体12は、第1起歪部14及び第2起歪部15により連結されている。複数の梁部13の厚さT1は、第1起歪部14及び第2起歪部15の剛性を得るための実質的な厚さ(第1起歪体16及び第2起歪体17の厚さ)T2より厚く設定されている。このため、トルクセンサ10の許容トルクやトルクセンサ10の機械的な強度は、第1構造体11、第2構造体12及び梁部13により規定され、第1構造体11、第2構造体12及び梁部13の厚さT1を変えたり、梁部13の数を変えたりすることにより、必要に応じて自由に設定することが可能である。
上記本実施形態によれば、第1構造体11と第2構造体12は、複数の梁部13によって連結され、さらに、第1構造体11と第2構造体12は、第1起歪部14及び第2起歪部15により連結されている。複数の梁部13の厚さT1は、第1起歪部14及び第2起歪部15の剛性を得るための実質的な厚さ(第1起歪体16及び第2起歪体17の厚さ)T2より厚く設定されている。このため、トルクセンサ10の許容トルクやトルクセンサ10の機械的な強度は、第1構造体11、第2構造体12及び梁部13により規定され、第1構造体11、第2構造体12及び梁部13の厚さT1を変えたり、梁部13の数を変えたりすることにより、必要に応じて自由に設定することが可能である。
また、第1起歪部14は、第1構造体11、第2構造体12にそれぞれ設けられた第1突起14a及び第2突起14bと、第1突起14aと第2突起14bを連結する歪ゲージ21−1、21−2を有する第1起歪体16により構成され、第2起歪部15は、第1構造体11、第2構造体12にそれぞれ設けられた第3突起15a及び第4突起15bと、第3突起15aと第4突起15bを連結する歪ゲージ21−3、21−4が設けられた第2起歪体17により構成されている。第1起歪体16及び第2起歪体17は、第1構造体11、第2構造体12、複数の梁部13、第1突起14a、第2突起14b、第3突起15a及び第4突起15bから独立しているため、第1起歪体16及び第2起歪体17の形状や厚さ及び/又は幅を含むサイズを自由に設定することが可能である。
さらに、第1起歪体16及び第2起歪体17が第1構造体11、第2構造体12、複数の梁部13、第1突起14a、第2突起14b、第3突起15a及び第4突起15bから独立しているため、第1起歪体16及び第2起歪体17に設けられる歪ゲージ21−1、21−2、21−3、21−4の感度やサイズも、第1起歪体16及び第2起歪体17のサイズに応じて設定することが可能である。したがって、歪ゲージ21−1、21−2、21−3、21−4の感度やサイズを容易に設定することが可能である。
また、第1起歪部14の第1突起14aと第2突起14bとの間に設けられた第1間隙の長さL1と、第2起歪部15の第3突起15aと第4突起15bとの間に設けられた第2間隙の長さL1は、第1突起14a、第2突起14b、第3突起15a及び第4突起15bの長さL2より短く設定され、第1突起14a、第2突起14b、第3突起15a及び第4突起15bの長さL2は、複数の梁部13の長さL3より短く設定されている。このため、第1起歪部14及び第2起歪部15は、梁部13より大きな歪を発生することができる。
しかも、第1起歪体16及び第2起歪体17は、梁部13と比較して大きな歪を発生することができるため、第1起歪体16及び第2起歪体17に設けられた歪ゲージ21−1、21−2、21−3、21−4のゲインを大きくすることが可能である。したがって、ノイズに強く、トルクの検出精度を向上させることが可能である。
また、第1起歪体16は、第1突起14a及び第2突起14bと別体に構成され、第2起歪体17は、第3突起15a及び第4突起15bと別体に構成されている。このため、第1起歪体16及び第2起歪体17に微細な歪ゲージ21−1、21−2、21−3、21−4を容易に形成することができる。
さらに、歪ゲージ21−1、21−2が設けられた第1起歪体16を第1起歪部14の第1突起14a及び第2突起14bに取着し、歪ゲージ21−3、21−4が設けられた第2起歪体17を第2起歪部15の第3突起15a及び第4突起15b取着することによりトルクセンサ10を構成できる。このため、トルクセンサ10の製造が容易である。
また、第1起歪体16が設けられた第1起歪部14と、第2起歪体17が設けられた第2起歪部15は、第1構造体11及び第2構造体12の中心に対して対称な位置に配置されている。このため、スラスト力を相殺でき、トルクのみを検出することが可能である。
さらに、第1起歪体16に一対の歪ゲージ21−1、21−2が設けられ、第2起歪体17に一対の歪ゲージ21−3、21−4が設けられ、これら歪ゲージ21−1、21−2、21−3、21−4によりブリッジ回路40が構成されている。このため、歪ゲージ21−1、21−2、21−3、21−4の温度係数の影響を相殺することが可能である。
また、同心状に配置された第1構造体11及び第2構造体12において、第2構造体12は、中空部12aを有している。このため、中空部12aに複数の歪ゲージの配線やロボットの制御に必要な配線を通すことが可能であり、スペースの有効利用が可能である。
尚、本実施形態において、第1構造体11及び第2構造体12は同心状に配置され、第1構造体11と第2構造体12が複数の梁部13により連結されていた。しかし、これに限定されるものではなく、次のような構成とすることも可能である。
例えば第1構造体及び第2構造体を直線状として第1構造体と第2構造体を平行に配置し、複数の梁部により第1構造体と第2構造体を連結し、さらに、第1構造体と第2構造体の長手方向中央部に第1構造体と第2構造体を連結する抵抗体が設けられた起歪体を設けた第1センサ部と、第1センサ部と同一構成の第2センサ部を用意する。第1センサ部の第2構造体と第2センサ部の第2構造体の長手方向中央部がトルクの作用中心から等距離で、第1センサ部と第2センサ部が互いに平行にとなるような位置に第1センサ部と第2センサ部を配置する。すなわち、第1センサ部の起歪体と第2センサ部の起歪体をトルクの作用中心に対して対称の位置に配置する。この構成によっても、上記実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
その他、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
10…トルクセンサ、11…第1構造体、12…第2構造体、13…梁部、14…第1起歪部、14a…第1突起、14b…第2突起、15…第2起歪部、15a…第3突起、15b…第4突起、16…第1起歪体、17…第2起歪体、21、21−1、21−2、21−3、21−4…歪ゲージ。
Claims (7)
- 第1領域と、第2領域と、前記第1領域と前記第2領域を連結する複数の第3領域とを具備し、計測すべきトルクが前記第3領域を介して前記第1領域と前記第2領域間に伝達されるトルクセンサであって、
前記第1領域と前記第2領域との間に設けられ、第1抵抗体が設けられた第1起歪部と、
前記第1領域と前記第2領域との間で、前記第1起歪部から離れた位置に設けられ、第2抵抗体が設けられた第2起歪部と、
を具備し、
前記第1起歪部は、
前記第1領域に設けられた第1突起と、
前記第2領域に前記第1突起と対向して設けられた第2突起と、
前記第1突起と前記第2突起の間に設けられ、前記第1抵抗体が配置された第1起歪体と、を具備し、
前記第2起歪部は、
前記第1領域に設けられた第3突起と、
前記第2領域に前記第3突起と対向して設けられた第4突起と、
前記第3突起と前記第4突起の間に設けられ、前記第2抵抗体が配置された第2起歪体と、を具備し、
複数の前記第3領域は、第1の厚さを有し、前記第1起歪部の前記第1突起、前記第2突起、及び前記第2起歪部の前記第3突起、前記第4突起は、前記第1の厚さより薄い第2の厚さを有することを特徴とするトルクセンサ。 - 前記第1起歪部と前記第2起歪部は、前記第1領域及び前記第2領域の前記トルクの作用中心に対して対称な位置に配置されることを特徴とする請求項1記載のトルクセンサ。
- 前記第1起歪体及び前記第2起歪体は、第3の厚さを有し、前記第3の厚さは、前記第2の厚さより薄いことを特徴とする請求項1記載のトルクセンサ。
- 前記第1起歪体に設けられた前記第1抵抗体は、第1歪ゲージ及び第2歪ゲージを含み、前記第2起歪体に設けられた前記第2抵抗体は、第3歪ゲージ及び第4歪ゲージを含み、前記第1歪ゲージ、第2歪ゲージ、第3歪ゲージ及び第4歪ゲージによりブリッジ回路が構成されることを特徴とする請求項3記載のトルクセンサ。
- 前記第1突起と前記第2突起の合計の長さ、及び前記第3突起と前記第4突起の合計の長さは、それぞれ複数の前記第3領域の長さより短いことを特徴とする請求項3記載のトルクセンサ。
- 前記第1領域及び前記第2領域は、環状であり、前記第2領域は、中空部を具備することを特徴とする請求項1記載のトルクセンサ。
- 前記第1突起と前記第2突起との間の長さと、前記第3突起と前記第4突起との間の長さは、前記第1突起、前記第2突起、前記第3突起、及び前記第4突起のそれぞれの長さより短いことを特徴とする請求項5記載のトルクセンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021010484A JP6935602B2 (ja) | 2016-12-07 | 2021-01-26 | トルクセンサ |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016237778A JP2018091813A (ja) | 2016-12-07 | 2016-12-07 | トルクセンサ |
JP2021010484A JP6935602B2 (ja) | 2016-12-07 | 2021-01-26 | トルクセンサ |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016237778A Division JP2018091813A (ja) | 2016-12-07 | 2016-12-07 | トルクセンサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021063844A true JP2021063844A (ja) | 2021-04-22 |
JP6935602B2 JP6935602B2 (ja) | 2021-09-15 |
Family
ID=75487923
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021010484A Active JP6935602B2 (ja) | 2016-12-07 | 2021-01-26 | トルクセンサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6935602B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7091177B2 (ja) * | 2018-07-13 | 2022-06-27 | 日本電産コパル電子株式会社 | トルクセンサ |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005075950A1 (ja) * | 2004-02-04 | 2005-08-18 | Ono Sokki Co.,Ltd. | トルク計 |
JP2005249772A (ja) * | 2004-08-23 | 2005-09-15 | A & D Co Ltd | 回転型分力計測装置 |
JP2007187596A (ja) * | 2006-01-16 | 2007-07-26 | Keitekku System:Kk | 3軸力覚センサ |
US20090301217A1 (en) * | 2008-06-06 | 2009-12-10 | Kulite Semiconductor Products, Inc. | Multiple axis load cell controller |
EP2322905A1 (de) * | 2009-11-16 | 2011-05-18 | Baumer Innotec AG | Kraftmesszelle zur Messung der Einspritzkraft beim Spritzgiessen |
-
2021
- 2021-01-26 JP JP2021010484A patent/JP6935602B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005075950A1 (ja) * | 2004-02-04 | 2005-08-18 | Ono Sokki Co.,Ltd. | トルク計 |
JP2005249772A (ja) * | 2004-08-23 | 2005-09-15 | A & D Co Ltd | 回転型分力計測装置 |
JP2007187596A (ja) * | 2006-01-16 | 2007-07-26 | Keitekku System:Kk | 3軸力覚センサ |
US20090301217A1 (en) * | 2008-06-06 | 2009-12-10 | Kulite Semiconductor Products, Inc. | Multiple axis load cell controller |
EP2322905A1 (de) * | 2009-11-16 | 2011-05-18 | Baumer Innotec AG | Kraftmesszelle zur Messung der Einspritzkraft beim Spritzgiessen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6935602B2 (ja) | 2021-09-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2018105209A1 (ja) | トルクセンサ | |
JP6615365B2 (ja) | 力/トルクセンサ及び方法 | |
JP6808469B2 (ja) | トルクセンサ | |
US11353372B2 (en) | Displacement detection type force sensor | |
JP2022504667A (ja) | ストレイン・ウェーブ・ギア及びそれのための弾性伝達要素、ロボットアーム並びにひずみゲージの配置方法 | |
JP6664742B2 (ja) | 力覚センサ | |
JP6935602B2 (ja) | トルクセンサ | |
JP6976892B2 (ja) | トルクセンサ | |
WO2018186008A1 (ja) | トルクセンサ | |
CN111684250B (zh) | 扭矩传感器 | |
JP6851893B2 (ja) | トルクセンサ | |
JP2020134451A (ja) | 圧力センサ | |
JP2020012660A (ja) | トルクセンサ | |
JP2019174327A (ja) | トルクセンサ | |
JP2020148495A (ja) | ロードセル | |
JP2006300908A (ja) | 力変換器 | |
JP7062827B2 (ja) | トルクセンサ | |
JP6999842B2 (ja) | 薄膜歪センサとそれを用いたトルクセンサ | |
WO2022209210A1 (ja) | 力覚センサ | |
WO2023181531A1 (ja) | トルクセンサ | |
JP2006058211A (ja) | 歪みゲージ型センサ | |
WO2019220516A1 (ja) | アクチュエータおよびトルクセンサユニット | |
JP2022156891A (ja) | トルクセンサ | |
JP2010160099A (ja) | 多軸センサ | |
JP2020128885A (ja) | ロードセル |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210126 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210817 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210825 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6935602 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |