JPS6095331A - 力・モ−メントセンサ− - Google Patents
力・モ−メントセンサ−Info
- Publication number
- JPS6095331A JPS6095331A JP58204195A JP20419583A JPS6095331A JP S6095331 A JPS6095331 A JP S6095331A JP 58204195 A JP58204195 A JP 58204195A JP 20419583 A JP20419583 A JP 20419583A JP S6095331 A JPS6095331 A JP S6095331A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- cylindrical hollow
- strain
- pair
- force
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/16—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force
- G01L5/161—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using variations in ohmic resistance
- G01L5/1627—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using variations in ohmic resistance of strain gauges
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
する力センサ−，特にロボットのアーム部に発生する３
次元的な力及びモーメントを検出するだめの力センサ−
に関する。
次元的な力及びモーメントを検出するだめの力センサ−
に関する。
従来，三次元的な力及びモーメントを検出する力センサ
−は，センサーの構造が，ひじょうに複雑であり，かつ
、三次元的外力及びモーメントを算出するだめの複雑な
計算が可能な演算部が別に必要である。また、センサー
の構造が簡単な力センサ−は，ある一定方向の力あるい
はモーメントしか検出できないという欠点があった。
−は，センサーの構造が，ひじょうに複雑であり，かつ
、三次元的外力及びモーメントを算出するだめの複雑な
計算が可能な演算部が別に必要である。また、センサー
の構造が簡単な力センサ−は，ある一定方向の力あるい
はモーメントしか検出できないという欠点があった。
本発明の目的とするところは，センサーの構造が，ひじ
ょうに簡単であり，しかも複雑な演算を必要としないで
，三次元的な力及びモーメントが検出できる力センサ−
を提供することにある。
ょうに簡単であり，しかも複雑な演算を必要としないで
，三次元的な力及びモーメントが検出できる力センサ−
を提供することにある。
本発明の他の目的は，ヒステリシスが少なく。
かつ剛性の高い力センサ−を提供することにある。
本発明によれば，三次元空間に５本の円筒形中空部材同
士が直交するように配置して，各円筒形中空部材の表面
上には，２個の圧縮，引張りひずみゲージと，２個の捩
シひずみゲージが装着され。
士が直交するように配置して，各円筒形中空部材の表面
上には，２個の圧縮，引張りひずみゲージと，２個の捩
シひずみゲージが装着され。
かつ圧縮、引張りひずみゲージ同士及び捩りひずみゲー
ジ同士は１円筒形中空部材の中心軸に対して対称に配置
されている力・モーメントセンサーを得ることができる
。
ジ同士は１円筒形中空部材の中心軸に対して対称に配置
されている力・モーメントセンサーを得ることができる
。
以下２本発明の実施例について、第１図〜第２図を参照
して説明する。
して説明する。
まず、角形の台座を有する円筒形中空部材１の台座側面
に対して、直角に交わるように１円筒形中空部材２，３
の一方端が、上記の台座側面に。
に対して、直角に交わるように１円筒形中空部材２，３
の一方端が、上記の台座側面に。
溶接等によって固着されている。このとき２円筒形中空
部材２，３は、相互に一直線上になるように位置付けら
れている。この円筒形中空部材２゜３の他方端は、第１
の日字形支持部材４に、ゲルト等によって固定されてい
る。さらに、上記の円筒形中空部材２，３に同一平面上
で直交するように１円筒形中空部材５，６の一方端が、
溶接等によって第１の日字形支持部材４の外側に固着さ
れる。また、この円筒形中空部材５，６の他方端を第１
の日字形支持部材４よりも大きな開口部を有する第２の
日字形支持部材７に、ゲルト等によって固定される。結
果的に１円筒形中空部材１，２゜３．５．６は、三次元
空間のＸ軸、Ｘ軸及びＸ軸のいずれかに沿って配置され
、これら円筒形中空部材は、２つの口字形支持部劇によ
って支持されたことになる。なお、Ｘ軸方向の円筒形中
空部材は一方向のみに突出している構造となっている。
部材２，３は、相互に一直線上になるように位置付けら
れている。この円筒形中空部材２゜３の他方端は、第１
の日字形支持部材４に、ゲルト等によって固定されてい
る。さらに、上記の円筒形中空部材２，３に同一平面上
で直交するように１円筒形中空部材５，６の一方端が、
溶接等によって第１の日字形支持部材４の外側に固着さ
れる。また、この円筒形中空部材５，６の他方端を第１
の日字形支持部材４よりも大きな開口部を有する第２の
日字形支持部材７に、ゲルト等によって固定される。結
果的に１円筒形中空部材１，２゜３．５．６は、三次元
空間のＸ軸、Ｘ軸及びＸ軸のいずれかに沿って配置され
、これら円筒形中空部材は、２つの口字形支持部劇によ
って支持されたことになる。なお、Ｘ軸方向の円筒形中
空部材は一方向のみに突出している構造となっている。
以下７便宜的にＸ軸、Ｘ軸及びＸ軸を用いて説明する。
Ｘ軸方向に延びる円筒形中空部材２，３には。
１ず１円筒形中空部材２０表面上に、その中心軸に対し
て対称に、第１のひずみゲージ対１１を装着し１円筒形
中空部材３０表面上には、その中心軸に対して、対称に
第２のひずみケ゛−ジ対１２が装着されている。これら
第１及び第２のひずみケゞ−ジ対１１及び１２Ｉは、そ
れぞれＸ軸方向に対する圧縮、引張りひずみ及び捩りひ
ずみを検出する機能を有している。捷だ、Ｘ軸方向の円
筒形中空部材もＸ軸方向と同様に１円筒形中空部材５の
表面上に、その中心軸に対して対称に圧縮、引張りひず
みを検出するだめの第１のひずみゲージ対１１が装着さ
れ１円筒形中空部材６の表面上には、その中心軸に対し
て対称に捩りひずみを検出する第２のひずみゲージ対１
２が装着されている。
て対称に、第１のひずみゲージ対１１を装着し１円筒形
中空部材３０表面上には、その中心軸に対して、対称に
第２のひずみケ゛−ジ対１２が装着されている。これら
第１及び第２のひずみケゞ−ジ対１１及び１２Ｉは、そ
れぞれＸ軸方向に対する圧縮、引張りひずみ及び捩りひ
ずみを検出する機能を有している。捷だ、Ｘ軸方向の円
筒形中空部材もＸ軸方向と同様に１円筒形中空部材５の
表面上に、その中心軸に対して対称に圧縮、引張りひず
みを検出するだめの第１のひずみゲージ対１１が装着さ
れ１円筒形中空部材６の表面上には、その中心軸に対し
て対称に捩りひずみを検出する第２のひずみゲージ対１
２が装着されている。
一方、２軸方向においては１円筒形中空部材１の表面上
に、圧縮、引張りひずみを検出する第１のひずみゲージ
対１１及び握りひずみを検出する第２ひずみゲージ対１
２が、それぞれその中心軸に対して対称に位置付けられ
ておシ、かつ、おのおののひずみゲージは、９０度の間
隔をおいて、装着されている。
に、圧縮、引張りひずみを検出する第１のひずみゲージ
対１１及び握りひずみを検出する第２ひずみゲージ対１
２が、それぞれその中心軸に対して対称に位置付けられ
ておシ、かつ、おのおののひずみゲージは、９０度の間
隔をおいて、装着されている。
次に２本力・モーメントセンサーの動作について、説明
する。
する。
このセンサーに外から力が作用すると、Ｘ軸。
Ｘ軸及び２軸の各方向に装着されている第１のひずみゲ
ージ対１１によって、上記の外力のＸ成分。
ージ対１１によって、上記の外力のＸ成分。
ｙ成分、２成分を、２ゲージ法によって計測する。
また、上記の外力によるＸ軸、Ｘ軸及び２軸の回沙のモ
ーメントを、Ｘ軸、Ｘ軸及びＸ軸の各方向に装置されて
いる第２のひずみゲージ対１２によって、４ゲージ法に
より計測する。すなわち本力・モーメントセンサーでは
、三次元的な力及びモーメントを同時に計測可能である
。
ーメントを、Ｘ軸、Ｘ軸及びＸ軸の各方向に装置されて
いる第２のひずみゲージ対１２によって、４ゲージ法に
より計測する。すなわち本力・モーメントセンサーでは
、三次元的な力及びモーメントを同時に計測可能である
。
なお１発明者の試験によれば、Ｘ軸、Ｘ軸及びＸ軸の各
方向の圧縮、引張りひずみケ゛−ジ及び捩りひずみゲー
ジは、それぞれが中心軸に対して対称となっていれば、
どのように配置されていても。
方向の圧縮、引張りひずみケ゛−ジ及び捩りひずみゲー
ジは、それぞれが中心軸に対して対称となっていれば、
どのように配置されていても。
三次元的な力及びモーメントが同時に計測できることが
わかった。
わかった。
以上説明したように、三次元空間に３本の円筒形中空部
材が互いに直交するように配置し、各円筒形中空部材の
表面上には、圧縮、引張りひずみを検出する第１のひず
みゲージ対と、捩りひずみを検出する第２のひずみゲー
ジ対が装着され、かつこの第１及び第２のひずみゲージ
対同士は、各円筒形中空部材の中心軸に対して対称であ
るように装着する力・モーメントセンサーによって、三
次元的な力及びモーメントを検出できることはもちろん
、センサーの構造が、ひじように簡単であり、しかも複
雑な演算を必要とすることもない。
材が互いに直交するように配置し、各円筒形中空部材の
表面上には、圧縮、引張りひずみを検出する第１のひず
みゲージ対と、捩りひずみを検出する第２のひずみゲー
ジ対が装着され、かつこの第１及び第２のひずみゲージ
対同士は、各円筒形中空部材の中心軸に対して対称であ
るように装着する力・モーメントセンサーによって、三
次元的な力及びモーメントを検出できることはもちろん
、センサーの構造が、ひじように簡単であり、しかも複
雑な演算を必要とすることもない。
また機械的摺動部の無い構造を採用しているだめ。
摩擦等によるヒステリシスが少なく、剛性の高いセンサ
ーが得られる。
ーが得られる。
第１図は１本発明による力・モーメントセンサーの一実
施例の平面図、第２図は、第１図のＡ〜Ａ′断面図 １、 、２ 、３ 、５ 、６・・・円筒形中空部材、
４，７・・・支持部利、１１． 、１２・・ひずみケ゛
−ジ。
施例の平面図、第２図は、第１図のＡ〜Ａ′断面図 １、 、２ 、３ 、５ 、６・・・円筒形中空部材、
４，７・・・支持部利、１１． 、１２・・ひずみケ゛
−ジ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 圧縮、引張シひすみ及び捩りひずみを検出する力セ
ンサーにおいて＋ Ｘ ＋ ｙｔ Ｚ軸によって規定さ
れる三次元空間に、前記各軸に沿って３本の円筒形中空
部材が互いに直交するように配置し。 前記各円筒形中空部材の表面上には、圧縮、引張りひず
み検出用第１のひずみケ゛−ジ対と、捩シひすみ検出用
第２のひずみゲージ対とが装置され。 かつ前記第１のひずみゲージ対同士及び前記第２のひず
みｒ−ジ対同士は、前記各円筒形中空部材の中心軸に対
して対称になるように配置されていることを特徴とする
力・モーメントセンサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58204195A JPS6095331A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 力・モ−メントセンサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58204195A JPS6095331A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 力・モ−メントセンサ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6095331A true JPS6095331A (ja) | 1985-05-28 |
Family
ID=16486401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58204195A Pending JPS6095331A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 力・モ−メントセンサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6095331A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02163627A (ja) * | 1988-12-19 | 1990-06-22 | Bridgestone Corp | 測定装置 |
| JPH0382928A (ja) * | 1989-08-25 | 1991-04-08 | Nitta Ind Corp | 力・モーメント検出装置 |
| US5222400A (en) * | 1985-12-18 | 1993-06-29 | Spaceball Technologies Incorporated | Force and torque converter |
| US5335557A (en) * | 1991-11-26 | 1994-08-09 | Taizo Yasutake | Touch sensitive input control device |
| US5452615A (en) * | 1989-10-25 | 1995-09-26 | Spacetec Imc Corporation | Force and torque converter |
| US5591924A (en) * | 1985-12-18 | 1997-01-07 | Spacetec Imc Corporation | Force and torque converter |
| US5706027A (en) * | 1985-12-18 | 1998-01-06 | Spacetec Imc Corporation | Force and torque converter for use in a computer input device |
| US5798748A (en) * | 1995-06-07 | 1998-08-25 | Spacetec Imc Corporation | Force and torque converter with improved digital optical sensing circuitry |
| US6597347B1 (en) | 1991-11-26 | 2003-07-22 | Itu Research Inc. | Methods and apparatus for providing touch-sensitive input in multiple degrees of freedom |
| KR100413807B1 (ko) * | 1997-02-17 | 2004-03-26 | 삼성전자주식회사 | 병렬형6축힘-모멘트측정장치 |
| JP2008039646A (ja) * | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Honda Motor Co Ltd | 力覚センサ用チップ |
| USRE40891E1 (en) * | 1991-11-26 | 2009-09-01 | Sandio Technology Corp. | Methods and apparatus for providing touch-sensitive input in multiple degrees of freedom |
| CN106124111A (zh) * | 2016-08-19 | 2016-11-16 | 国网河南省电力公司电力科学研究院 | 变压器高压套管端部羊角型金具静态拉力测量***及方法 |
-
1983
- 1983-10-31 JP JP58204195A patent/JPS6095331A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5706027A (en) * | 1985-12-18 | 1998-01-06 | Spacetec Imc Corporation | Force and torque converter for use in a computer input device |
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| US5452615A (en) * | 1989-10-25 | 1995-09-26 | Spacetec Imc Corporation | Force and torque converter |
| US5335557A (en) * | 1991-11-26 | 1994-08-09 | Taizo Yasutake | Touch sensitive input control device |
| US6597347B1 (en) | 1991-11-26 | 2003-07-22 | Itu Research Inc. | Methods and apparatus for providing touch-sensitive input in multiple degrees of freedom |
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| CN106124111A (zh) * | 2016-08-19 | 2016-11-16 | 国网河南省电力公司电力科学研究院 | 变压器高压套管端部羊角型金具静态拉力测量***及方法 |
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