KR20020041662A - precision 6-axis force/moment sensor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 3개 방향의 힘과 3개 방향의 모멘트를 동시에 측정할 수 있는 6축 힘/모멘트 감지센서에 관한 것으로, 특히 넓은 범위의 힘/모멘트비를 가지며 상호간섭오차가 매우 낮은 고정밀 6축 힘/모멘트 감지센서에 관한 것이다.The present invention relates to a six-axis force / moment detection sensor that can measure the force in three directions and the moment in three directions at the same time, in particular, high-precision six-axis having a wide range of force / moment ratio and very low interference error The present invention relates to a force / moment sensor.
일반적으로 힘을 측정하기 위한 센서로 로드셀(load cell)이 사용되고 있는데, 이 로드셀은 한 방향의 힘만을 측정하도록 설계되어 있다.In general, a load cell is used as a sensor for measuring a force, and the load cell is designed to measure force in only one direction.
그러나, 기계설비의 자동화와 공작기계의 고급화 등으로 인해 한 방향의 힘 뿐만 아니라 여러 방향의 힘과 모멘트를 동시에 측정할 필요성이 증가하고 있다. 이를 위해 로드셀을 다수개 설치하여 힘과 모멘트를 동시에 측정할 수도 있으나 이는 공간상의 제약과 조립오차가 크기 때문에 바람직한 방법이라고 말할 수 없다.However, due to the automation of mechanical equipment and advanced machine tools, the necessity of simultaneously measuring not only the force in one direction but also the force and moment in various directions is increasing. To this end, multiple load cells can be installed to measure force and moment at the same time, but this is not a desirable method because of the large space constraints and assembly errors.
따라서 여러 방향의 힘과 모멘트를 동시에 측정할 수 있는 힘측정 센서인 다분력 로드셀이 요구되는데, 종래의 6축 힘/모멘트 감지센서는 감지부의 구조상 힘/모멘트의 비를 다양하게 설계할 수 없으며, 이로인해 힘과 모멘트를 정확하게 측정할 수 없다는 문제점이 있다.Therefore, a multi-force load cell, which is a force measuring sensor capable of simultaneously measuring forces and moments in multiple directions, is required. The conventional 6-axis force / moment sensor cannot be designed with various ratios of force / moment due to the structure of the sensing unit. This causes a problem that the force and moment cannot be measured accurately.
도 4는 종래의 힘/모멘트 감지센서의 일예를 나타낸 도면으로, Dietrich(미국특허 7,763,531)에 의해 제안된 다분력 로드셀을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating an example of a conventional force / moment sensor, and illustrates a multi-component load cell proposed by Dietrich (US Pat. No. 7,763,531).
도면에 도시된 것처럼, 외부링(112)(112')과 허브(111)(111')의 사이에 스트레인 게이지가 부착된 4개의 빔(114∼117)(114'∼117')을 각각 90°간격으로 연결하여 상부센서(110)와 하부센서(110')를 형성하고, 이 상부센서(110)와 하부센서 (110')를 보울트로 연결하여 다분력 로드셀을 구성하였다.As shown in the figure, four beams 114 to 117 and 114 'to 117' each having a strain gauge attached between the outer rings 112 and 112 'and the hubs 111 and 111' are each 90. An upper sensor 110 and a lower sensor 110 'were formed by connecting at an interval, and the upper sensor 110 and the lower sensor 110' were connected by a bowl to form a multi-component load cell.
이와같은 로드셀은 상부센서(110)와 하부센서(110')가 서로 분리되어 있음에 따라 가공이 용이하다는 장점을 가지고 있으나, 각각의 힘과 모멘트를 측정하기 위한 감지부가 사각형의 빔(114∼117)(114'∼117')으로 형성되어 있음에 따라 힘/모멘트의 비를 다양하게 설계할 수 없다는 단점을 갖고 있다.Such a load cell has an advantage that the upper sensor 110 and the lower sensor 110 'is easy to process as it is separated from each other, but the sensing unit for measuring the respective force and moment is a rectangular beam 114 ~ 117 (114 'to 117') has a disadvantage in that it is not possible to design a variety of force / moment ratio.
도 5는 종래의 힘/모멘트 감지센서의 다른 일예를 나타낸 도면으로, Kim(일본특허 3044233)에 의해 제안된 다분력 로드셀을 나타낸 도면이다.5 is a view showing another example of the conventional force / moment detection sensor, a diagram showing a multi-component load cell proposed by Kim (Japanese Patent 3044233).
도면에 도시된 6분력 로드셀은 힘 Fz과 모멘트 Mx, My를 감지하는 상부감지센서와 힘 Fx, Fy와 모멘트 Mz를 감지하는 하부감지센서로 구성되어 있는데, 상부감지센서를 구성하는 4개의 평판보가 각각 하중전달블럭을 기준으로 십자형으로 형성되어 있음에 따라 힘 Fz의 용량을 기준으로 감지부를 설계하면 모멘트 Mx, My의 용량을 수용하지 못하게 된다.The six-component load cell shown in the drawing is composed of an upper sensing sensor sensing force Fz, moment Mx and My, and a lower sensing sensor sensing force Fx, Fy and moment Mz. Since the cross section is formed on the basis of the load transmission block, the design of the sensing unit based on the capacity of the force Fz prevents the capacity of the moments Mx and My.
또한, 힘 Fx, Fy와 모멘트 Mz를 감지하는 하부감지센서도 상부감지센서와 마찬가지로 다수개의 평판보를 조합한 구조로 구성되어 있음에 따라 상부감지센서와 같이 힘 Fx, Fy와 모멘트 Mz의 비, 즉 넓은 범위의 힘/모멘트의 비를 갖도록 감지부를 설계할 수 없다는 문제점이 있다.In addition, the lower sensing sensor for detecting the forces Fx, Fy and the moment Mz is also composed of a plurality of flat beams as in the upper sensing sensor, so as with the upper sensing sensor, the ratio of the forces Fx, Fy and the moment Mz, that is, There is a problem in that the sensing unit cannot be designed to have a wide range of force / moment ratios.
도 6은 종래의 힘/모멘트 감지센서의 또 다른 일예를 나타낸 도면으로, Kang (미국특허 5,889,214)에 의해 제안된 다분력 로드셀을 나타낸 도면이다.6 is a view showing another example of a conventional force / moment detection sensor, a diagram showing a multi-component load cell proposed by Kang (US Patent 5,889,214).
도면에 도시된 것처럼, 십자형 빔(213,213',213")과, 상기 빔(213,213')의 끝점을 연결하는 상부링(210)과, 상기 빔(213,213")의 끝점을 연결하는 하부링 (220)으로 구성되어 있다. 이와같은 로드셀은 힘/모멘트의 비를 10:1부터 20:1까지로 설계가능 하지만, 힘 Fx가 가해질 때 My감지센서로 부터 출력되는 상호간섭오차와 힘 Fy가 가해질 때 Mx감지센서로 부터 출력되는 상호간섭오차가 5∼10%로, 상호간섭오차가 매우 큼에 따라 힘 Fx, Fy, Fz과 모멘트 Mx, My, Mz의 정밀측정에 사용할 수 없다는 문제점이 있다.As shown in the figure, the cross beams 213, 213 'and 213 ", an upper ring 210 connecting the end points of the beams 213 and 213' and a lower ring 220 connecting the end points of the beams 213 and 213". ) Such load cells can be designed for force / moment ratios from 10: 1 to 20: 1, but output from the Mx sensor when the force Fy is applied and the mutual interference error output from the My sensor when the force Fx is applied. There is a problem that can not be used for the precise measurement of the forces Fx, Fy, Fz and the moments Mx, My, Mz as the mutual interference error is 5-10%.
상기와 같이 종래의 다분력 로드셀인 6축 힘/모멘트 감지센서들은 감지부의 구조상 힘/모멘트의 비를 다양하게 설계할 수 없으므로, 힘과 모멘트의 비가 크거나 작은, 다시말해 힘/모멘트의 비가 10:1 혹은 20:1이 아닌 힘/모멘트 감지센서를 제작할 수 없었다. 이로인해 측정하려는 힘/모멘트의 비가 10:1 이하 혹은 20:1 이상인 곳에서는 힘과 모멘트를 정확하게 측정하기는 어렵다는 문제점이 있었다.As described above, the 6-axis force / moment sensor, which is a conventional multi-force load cell, cannot design various ratios of force / moment due to the structure of the sensing unit. Force / moment sensors other than: 1 or 20: 1 could not be fabricated. Because of this, there is a problem that it is difficult to accurately measure the force and the moment where the force / moment ratio to be measured is less than 10: 1 or more than 20: 1.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 넓은 범위의 힘/모멘트의 비를 갖도록 제작이 가능할 뿐만 아니라 상호간섭오차가 우수하여 여러방향의 힘과 모멘트를 동시에 정확하게 측정할 수 있는 고정밀 6축 힘/모멘트 감지센서를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, not only can be manufactured to have a wide range of force / moment ratio, but also excellent interference with each other, it is possible to accurately measure the force and moment in multiple directions at the same time Its purpose is to provide a high precision six-axis force / moment sensor.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 6축 힘/모멘트 감지센서에 있어서: 수평방향으로 사각형의 수평관통홀이 각각 형성되고 다수의 스트레인 게이지가 부착된 4개의 수평보를 상부 힘/모멘트 전달블럭을 중심으로 십자형으로 결합시켜 힘 Fz과 모멘트 Mx, My를 감지하는 상부감지센서와; 수직방향으로 사각형의 수직관통홀이 각각 형성되고 다수의 스트레인 게이지가 부착된 4개의 수평보를 하부 힘/모멘트 전달블럭을 중심으로 십자형으로 결합시켜 모멘트 Mz를 감지하는 하부감지센서; 및 다수의 스트레인 게이지가 부착된 4개의 수직보를 통해 상하측으로 평행하게 위치한 상기 상부감지센서의 수평보와 하부감지센서의 수평보를 서로 결합시켜 힘 Fx와 Fy를 감지하는 중간부 감지센서를 구비하되; 상기 상부감지센서와 중간부 감지센서 및 하부감지센서는 모두 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a six-axis force / moment detecting sensor: four horizontal beams each formed with a horizontal through-hole of a square in a horizontal direction and attached to a plurality of strain gauges. The upper detection sensor for detecting the force Fz and the moment Mx, My by combining in a cross shape around the center; A lower sensing sensor for sensing moment Mz by coupling four horizontal beams each having a rectangular vertical through hole in a vertical direction and having a plurality of strain gauges attached to each other in a cross shape around a lower force / moment transmission block; And an intermediate sensing sensor for sensing the forces Fx and Fy by combining the horizontal beams of the upper sensing sensor and the horizontal sensing beams of the lower sensing sensor located parallel to the upper and lower sides through four vertical beams having a plurality of strain gauges attached thereto. The upper detecting sensor, the middle detecting sensor and the lower detecting sensor are all formed integrally.
도 1은 본 발명에 따른 고정밀 6축 힘/모멘트 감지센서의 구성도,1 is a block diagram of a high-precision six-axis force / moment detection sensor according to the present invention,
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 감지센서의 평면, 정면 및 저면도,2a to 2c are plan, front and bottom views of the sensor according to the invention,
도 3a 내지 도 3c는 스트레인 게이지의 장착위치를 나타낸 본 발명에 따른3a to 3c show the mounting position of the strain gauge according to the invention
감지센서의 평면, 정면 및 저면도,Flat, front and bottom views of the sensor,
도 4는 종래의 힘/모멘트 감지센서의 일예를 나타낸 도면,Figure 4 is a view showing an example of a conventional force / moment detection sensor,
도 5는 종래의 힘/모멘트 감지센서의 다른 일예를 나타낸 도면,5 is a view showing another example of a conventional force / moment detection sensor,
도 6은 종래의 힘/모멘트 감지센서의 또 다른 일예를 나타낸 도면.Figure 6 is a view showing another example of a conventional force / moment detection sensor.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 상부감지센서 11 : 상부 힘/모멘트 전달블럭10: upper part sensor 11: upper force / moment transfer block
12∼15 : 수평보 12a∼15a : 수평관통홀12 to 15 horizontal beams 12a to 15a horizontal through holes
20 : 중간부 감지센서 21∼24 : 수직보20: middle detection sensor 21 to 24: vertical beam
30 : 하부감지센서 31 : 하부 힘/모멘트 전달블럭30: lower detection sensor 31: lower force / moment transfer block
32∼35 : 수평보 32a∼35a : 수직관통홀32 to 35: horizontal beam 32a to 35a: vertical through hole
S1∼S24 : 스트레인 게이지S1 to S24: Strain Gauge
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 고정밀 6축 힘/모멘트 감지센서를 나타낸 도면으로, 사각형의 상부 힘/모멘트 전달블럭(11)을 중심으로 4개의 수평보(12∼15)가 십자형으로 결합되어 힘 Fz과 모멘트 Mx, My를 감지하는 상부감지센서(10)를 형성하는데, 상기 수평보(12∼15)에는 수평방향으로 사각형의 수평관통홀(12a∼15a)이 각각 형성되어 있다.1 is a view showing a high-precision six-axis force / moment detection sensor according to the present invention, four horizontal beams (12 to 15) around the upper force / moment transmission block 11 of the square is combined crosswise force Fz And upper sensing sensors 10 for sensing moments Mx and My, wherein horizontal beams 12 to 15 are formed with horizontal horizontal through holes 12a to 15a in the horizontal direction, respectively.
즉, 도 2a 및 도 2b에 도시된 것처럼 상부 힘/모멘트 전달블럭(11)의 중심에서 d2의 거리만큼 이격된 b1의 폭을 갖는 수평보(12∼15)에 길이가 ℓ1이고 높이가 d1인 수평관통홀(12a∼15a)이 수평방향으로 각각 형성되어 있다. 이때, 상하측으로 t1의 살두께를 갖도록 상기 수평관통홀(12a∼15a)이 수평보(12∼15)에 각각 형성된다.That is, in the horizontal beams 12 to 15 having a width of b 1 spaced apart by a distance of d 2 from the center of the upper force / moment transfer block 11 as shown in FIGS. 2A and 2B, the length is 1 and the height is 1 . Horizontal through holes 12a to 15a each having a d 1 are formed in the horizontal direction. At this time, the horizontal through holes 12a to 15a are formed in the horizontal beams 12 to 15 so as to have a flesh thickness of t 1 on the upper and lower sides.
또한, 사각형의 하부 힘/모멘트 전달블럭(31)을 중심으로 4개의 수평보(32 ∼35)가 십자형으로 결합되어 모멘트 Mz를 감지하는 하부감지센서(30)를 형성하는데, 상기 수평보(32∼35)에는 수직방향으로 사각형의 수직관통홀(32a∼35a)이 각각 형성되어 있다.In addition, four horizontal beams 32 to 35 are combined in a cross shape around the rectangular lower force / moment transmission block 31 to form a lower detection sensor 30 for sensing the moment Mz. The horizontal beam 32 The vertical through-holes 32a to 35a are formed in the vertical direction 35 to 35, respectively.
즉, 도 2b 및 도 2c에 도시된 것처럼 하부 힘/모멘트 전달블럭(31)의 중심에서 d4의 거리만큼 이격된 b3의 높이를 갖는 수평보(32∼35)에 길이가 ℓ3이고 폭이 d3인 수직관통홀(32a∼35a)이 수직방향으로 각각 형성되어 있다. 이때, 좌우측으로 t3의 살두께를 갖도록 상기 수직관통홀(32a∼35a)이 수평보(32∼35)에 각각 형성된다.That is, Figure 2b, and as the lower force / moment delivery block 31, the center horizontal beams (32-35) in length and the width ℓ 3 in which the height of a 3 b spaced apart by a distance d 4 from the shown in Figure 2c These d 3 vertical through holes 32a to 35a are formed in the vertical direction, respectively. At this time, the vertical through holes 32a to 35a are formed in the horizontal beams 32 to 35 so as to have the thickness of t 3 on the left and right sides.
또한, 상기 상부감지센서(10)의 수평보(12∼15)와 하부감지센서(30)의 수평보(32∼35)는 상하측으로 평행하게 위치하는데, 이들은 힘 Fx와 Fy를 감지하는 중간부 감지센서(20)를 형성하는 b2의 폭과 t2의 두께 및 ℓ2의 길이를 갖는 4개의 수직보(21∼24)에 의해 서로 결합된다.In addition, the horizontal beams 12 to 15 of the upper detection sensor 10 and the horizontal beams 32 to 35 of the lower detection sensor 30 are located in parallel in the up and down sides, which are intermediate parts for detecting the forces Fx and Fy. It is coupled to each other by four vertical beams 21 to 24 having a width of b 2 , a thickness of t 2 , and a length of L 2 forming the sensing sensor 20.
다시말해, 상부감지센서(10)의 제1 수평보(12)의 단부측 저면과 하부감지센서(30)의 제1 수평보(32)의 단부측 상면이 중간부 감지센서(20)의 제1 수직보(21)에 의해 결합되는 방식으로 상부감지센서(10)의 4개의 수평보(12∼15)와 하부감지센서(30)의 4개의 수평보(32∼35)가 중간부 감지센서(20)의 4개의 수직보(21∼24)에 의해 각각 결합되는데, 상기 상부감지센서(10)와 중간부 감지센서(20) 및 하부감지센서(30)는 모두 일체로 형성된다.In other words, the bottom surface of the end side of the first horizontal beam 12 of the upper sensing sensor 10 and the top surface of the end side of the first horizontal beam 32 of the lower sensing sensor 30 are formed of the intermediate sensor 20. 1 four horizontal beams 12 to 15 of the upper sensing sensor 10 and four horizontal beams 32 to 35 of the lower sensing sensor 30 are connected to each other by the vertical beam 21. Each of the four vertical beams 21 to 24 of 20 is coupled to each other, and the upper sensing sensor 10, the middle sensing sensor 20, and the lower sensing sensor 30 are all integrally formed.
한편, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 것처럼 힘 Fx를 감지하는 스트레인 게이지 (S1∼S4)가 중간부 감지센서(20)를 구성하는 제3 수직보(23)의 좌우측면에 각각 부착되어 있고, 힘 Fy를 감지하는 스트레인 게이지(S5∼S8)가 중간부 감지센서(20)를 구성하는 제2 및 제4 수직보(22,24)의 상단부와 하단부의 좌우측면에 각각 부착되어 있다.Meanwhile, as shown in FIGS. 3A to 3C, strain gauges S1 to S4 for detecting the force Fx are attached to the left and right sides of the third vertical beam 23 constituting the intermediate sensor 20, respectively. Strain gauges S5 to S8 for detecting the force Fy are attached to the left and right sides of the upper and lower ends of the second and fourth vertical beams 22 and 24 constituting the intermediate sensor 20, respectively.
또한, 힘 Fz을 감지하는 스트레인 게이지(S9∼S12)가 상부감지센서(10)를 구성하는 제2 및 제4 수평보(13,15)의 단부측 상하면에 각각 부착되어 있으며, 모멘트 Mx를 감지하는 스트레인 게이지(S13∼S16)가 상부감지센서(10)를 구성하는 제1 및 제3 수평보(12,14)의 힘/모멘트 전달블럭측 상하면에 각각 부착되어 있다.In addition, strain gauges S9 to S12 for detecting the force Fz are attached to upper and lower ends of the second and fourth horizontal beams 13 and 15 constituting the upper sensor 10, respectively, and sense the moment Mx. Strain gauges S13 to S16 are attached to the upper and lower sides of the force / moment transmission block sides of the first and third horizontal beams 12 and 14 constituting the upper detection sensor 10, respectively.
아울러, 모멘트 My를 감지하는 스트레인 게이지(S17∼S20)가 상부감지센서 (10)를 구성하는 제2 및 제4 수평보(13,15)의 힘/모멘트 전달블럭측 상하면에 각각 부착되어 있고, 모멘트 Mz을 감지하는 스트레인 게이지(S21∼S24)가 하부감지센서 (30)를 구성하는 제2 및 제4 수평보(33,35)의 힘/모멘트 전달블럭측 좌우측면에 각각 부착되어 있다.In addition, strain gauges S17 to S20 for sensing moment My are attached to the upper and lower sides of the force / moment transmission block sides of the second and fourth horizontal beams 13 and 15 constituting the upper detection sensor 10, respectively. Strain gauges S21 to S24 for sensing moment Mz are attached to the left and right sides of the force / moment transfer block sides of the second and fourth horizontal beams 33 and 35 constituting the lower detection sensor 30, respectively.
따라서, 하부 힘/모멘트 전달블럭(31)을 고정하고 상부 힘/모멘트 전달블럭 (11)에 힘/모멘트를 가하면 상부감지센서(10)를 구성하는 수평보(12∼15)와 중간부 감지센서(20)를 구성하는 수직보(21∼24) 및 하부감지센서(30)를 구성하는 수평보 (32∼35)에 힘/모멘트가 전달된다. 즉, 상부와 하부 및 중간부 감지센서(10∼30)를 구성하는 각 수평보(12∼15)(32∼35)와 수직보(21∼24)에 부착된 스트레인 게이지 (S1∼S24)가 힘(Fx,Fy,Fz)과 모멘트(Mx,My,Mz)를 검출하게 된다.Accordingly, when the lower force / moment transmission block 31 is fixed and the force / moment is applied to the upper force / moment transmission block 11, the horizontal beams 12 to 15 and the middle detection sensor constituting the upper detection sensor 10 are provided. The force / moment is transmitted to the vertical beams 21 to 24 constituting the 20 and the horizontal beams 32 to 35 constituting the lower sensing sensor 30. That is, each of the horizontal beams 12 to 15 (32 to 35) and the strain gauges S1 to S24 attached to the vertical beams 21 to 24, which constitute the upper, lower and middle detection sensors 10 to 30, Forces Fx, Fy, Fz and moments Mx, My, Mz are detected.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 고정밀 6축 힘/모멘트 감지센서중 힘 Fz과 모멘트 Mx, My를 감지하는 상부감지센서(10)의 크기를 나타내는 ℓ1, b1, t1, d1, d2는 다음의 [식1]과 [식2]에 의해 결정된다. [식1]은 힘 Fz을 감지하기 위한 스트레인 게이지의 부착위치 변형률을 계산하는 식이고, [식2]는 모멘트 Mx와 My를 산출하기 위한 식이다.L 1 , b 1 , t 1 , d 1 , d representing the size of the upper detection sensor 10 for detecting the force Fz and the moment Mx, My of the high-precision six-axis force / moment detection sensor according to the present invention configured as described above 2 is determined by the following [Formula 1] and [Formula 2]. Equation 1 is an equation for calculating the strain of the strain gage attachment strain for detecting the force Fz, Equation 2 is for calculating the moments Mx and My.
[식1][Equation 1]
[식2][Equation 2]
상기된 [식1]과 [식2]를 비교해 보면 ℓ1, b1, t1는 공통으로 포함되어 있고, d1과 d2는 [식2]에만 포함되어 있다. 따라서, 상부감지센서(10)의 크기는 힘 Fz의 용량에 따라 [식1]에 의해 ℓ1, b1, t1을 결정하고 모멘트 Mx와 My의 용량에 따라 d1와 d2를 조절하면 넓은 범위의 힘/모멘트의 비를 갖도록 6축 힘/모멘트 감지센서를 설계할 수 있다.Comparing [Equation 1] and [Equation 2] described above, l 1 , b 1 , t 1 are included in common, and d 1 and d 2 are included only in [Equation 2]. Therefore, the size of the upper sensor 10 is determined by [Equation 1] L 1 , b 1 , t 1 in accordance with the capacity of the force Fz and adjust d 1 and d 2 according to the capacity of the moment Mx and My Six-axis force / moment sensors can be designed to have a wide range of force / moment ratios.
일반적으로 힘 Fx와 Fy의 용량은 같게 설계하는데, 힘 Fx와 Fy를 감지하는 중간부 감지센서(20)는 상부감지센서(10) 및 하부감지센서(30)로 부터 독립되어 있음에 따라 수직보(21∼24)의 크기를 적절하게 조절하면 상부감지센서(10)와 하부감지센서(30)의 힘/모멘트의 비를 맞추어 설계할 수 있다.In general, the capacity of the force Fx and Fy is designed to be the same, the middle sensor 20 for detecting the force Fx and Fy is independent of the upper sensor 10 and the lower sensor 30 as a vertical beam Properly adjusting the sizes of 21 to 24 can be designed to match the ratio of the force / moment of the upper sensor 10 and the lower sensor 30.
아울러, 모멘트 Mz을 검출하기 위한 하부감지센서(30)는 하나의 모멘트(Mz)만을 감지하기 위한 센서인데, 상부감지센서(10)와 하부감지센서(30)가 서로 독립되어 있음에 따라 하부감지센서(30)의 크기를 나타내는 ℓ3, b3, t3, d3, d4를 변화시키면 상부감지센서(10)와 하부감지센서(30)의 힘/모멘트의 비를 맞추어 설계할 수 있다.In addition, the lower sensing sensor 30 for detecting the moment Mz is a sensor for detecting only one moment Mz, and the lower sensing sensor 10 and the lower sensing sensor 30 are independent of each other. By changing ℓ 3 , b 3 , t 3 , d 3 , and d 4 , which represent the size of the sensor 30, the ratio of the force / moment of the upper sensor 10 and the lower sensor 30 can be designed. .
상기와 같이 본 발명에 따른 고정밀 6축 힘/모멘트 감지센서는 서로 독립되어 있는 상부감지센서와 중간부 감지센서 및 하부감지센서로 구분되어 있음에 따라 넓은 범위의 힘/모멘트비(5:1∼40:1)를 갖도록 설계할 수 있으며, 아울러 상호간섭오차가 이론해석 및 유한요소해석 결과 모두 0인 우수한 센서로 정밀측정이 가능하다.As described above, the high-precision six-axis force / moment sensor according to the present invention is divided into an upper sensing sensor, an intermediate sensing sensor, and a lower sensing sensor that are independent of each other. It can be designed to have 40: 1), and it is possible to make a precise measurement with the excellent sensor whose mutual interference error is 0 for both theoretical and finite element analysis results.
본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined only by the appended claims.
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