JP7073471B2 - 起歪体 - Google Patents
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Description
[構成]
全体構成
図1、図2を用いて第1実施形態に係る起歪体の全体構成について説明する。図1は、第1実施形態に係る起歪体の全体構成を示す斜視図である。図2は、図1の起歪体の平面構成を示す平面図である。
図3を用いて第1実施形態に係る起歪体16の詳細な平面構成について説明する。図3は、起歪体16の歪センサ等が設けられた主表面側から見た中央部161および接続部163を詳細に示す平面図である。
図5は、第1実施形態に係る起歪体16のブリッジ回路およびフルブリッジ回路を示す回路図である。
図7は、第1実施形態に係る起歪体16の製造方法を説明するためのフローチャートである。
以上説明したように、第1実施形態に係る起歪体16は、実質的に歪が生じない中央部161の主要面上に設けられ、複数の歪センサS1~S32と共にブリッジ回路BF2、BF4、BF6、BF8を構成する複数の参照抵抗SR4~SR30を備える(図3)。このように、参照抵抗RS4~RS30は、歪センサS1~S32と同一の起歪体16の主表面上に一体的に設けられる。その結果、歪センサS1~S32と参照抵抗RS4~RS30との間に生じる温度誤差および外部ノイズの影響を低減でき、検出精度を向上することができる。
図8乃至図10を用いて第2実施形態に係る起歪体16Aを説明する。第2実施形態は、起歪体の裏面側の接続部に歪増大部としての溝(溝構造)GRを備える一例に関する。図8は、第2実施形態に係る起歪体16Aの裏面側から見た全体構造を示す斜視図である。図9は、図8の破線で囲った部分を拡大した歪増大部を示す断面図である。
第2実施形態に係る起歪体16Aの構造および動作によれば、少なくとも第1実施形態と同様の作用効果が得られる。
図11乃至図18を用いて第3実施形態を説明する。第3実施形態は、第1実施形態に係る起歪体16を力覚センサに適用した一例に関する。第3実施形態に係る力覚センサは、例えばロボットアーム等に用いられ、XYZ方向の力およびトルクを検出するための6軸力覚センサである。
図11は、第1実施形態に係る起歪体16を備えた力覚センサ10の外観を示す斜視図である。図12は、図11の力覚センサ10を示す分解斜視図である。
図13を用いて力覚センサ10に実装される状態の起歪体16について詳細に説明する。図13は、力覚センサ10に実装される状態の起歪体16を示す断面図である。
上記構成の力覚センサ10の検出動作について簡単に説明する。ここでは、Z軸方向において可動体12のほぼ中央部分に加えられた外力(荷重)を検出する場合を一例に挙げる。
ここで、異方性導電フィルム181を用いて、電極171の端子とFPCであるリード配線182の端子とを互いに電気的に接続するためには、主に、ACF転写(ラミネーション)工程、FPC位置合わせ(アライメント)工程、および圧着硬化工程の3つの工程(ST1~ST3)が必要となる。
起歪体16を備えた第3実施形態に係る力覚センサ10の構造および動作によれば、少なくとも第1実施形態と同様の作用効果が得られる。
図19を用いて第4実施形態を説明する。第4実施形態は、歪センサのその他の配置の一例に関する。図19は、第4実施形態に係る起歪体の主表面側から見た全体構成を示す斜視図である。
第4実施形態に係る起歪体16Bは、第2接続部163bに設けられる8個の第2歪センサS1、S2、S15、S16、S17、S18、S25、S26が、その他の第2歪センサと同程度に溝GRから十分な距離LSを有して配置されている(図19)。
以上、第1乃至第3実施形態を一例に挙げて説明したが、本発明の実施形態は、上記第1乃至第3実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変形が可能であることは勿論である。
Claims (7)
- 中央部と、
前記中央部の周囲を囲む外周部と、
前記中央部と前記外周部とを接続する複数の接続部と、
前記接続部の主表面上に設けられ、ブリッジ回路を構成する複数の歪センサと、
を具備し、
前記複数の歪センサが、Z方向の力Fz、X方向のモーメントMx、及びY方向のモーメントMyを検出する複数のブリッジ回路を含む第1ブリッジ回路群と、X方向の力Fx、Y方向の力Fy、及びZ方向のモーメントMzを検出する複数のブリッジ回路を含む第2ブリッジ回路群とを構成する
ことを特徴とする起歪体。 - 前記第2ブリッジ回路群に含まれる各ブリッジ回路は、4つの歪センサにより構成されることを特徴とする請求項1に記載の起歪体。
- 前記第1ブリッジ回路群に含まれる各ブリッジ回路は、2つの歪センサと2つの参照抵抗により構成されることを特徴とする請求項1に記載の起歪体。
- 前記参照抵抗は、前記中央部の主表面上に配置されることを特徴とする請求項3に記載の起歪体。
- 中央部と、
前記中央部の周囲を囲む外周部と、
前記中央部と前記外周部とを接続し、前記外周部側の第1接続部と、前記中央部側の第2接続部とを含み、前記第1接続部は前記第2接続部に発生する歪より大きな歪みを発生する歪増大部を備える複数の接続部と、
前記接続部の主表面上に設けられ、ブリッジ回路を構成する複数の歪センサと、
を具備し、
前記複数の歪センサが、Z方向の力Fz、X方向のモーメントMx、及びY方向のモーメントMyを検出する複数のブリッジ回路を含む第1ブリッジ回路群と、X方向の力Fx、Y方向の力Fy、及びZ方向のモーメントMzを検出する複数のブリッジ回路を含む第2ブリッジ回路群とを構成する
ことを特徴とする起歪体。 - 前記複数の歪センサの一部は、前記第1接続部に配置されることを特徴とする請求項5に記載の起歪体。
- 前記複数の歪センサのうち前記第2接続部に配置された前記複数の歪センサの一部は、前記第2接続部に配置されたその他の歪センサより前記第1接続部に隣接して配置されることを特徴とする請求項6に記載の起歪体。
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