度的位移量檢測。產生作為第一檢測部24的檢測對象的位移量的構成部件、和產生作為第二檢測部26的檢測對象的位移量的構成部件具有均允許三個自由度的位移的結構即可，而且由于上述構成部件雙方共用第一可動部14，所以六軸力傳感器10的構造簡化，而部件的加工、組裝變得容易，從而減少制造成本。
[0058]尤其在六軸力傳感器10中，由于構成為，在固定部12與第一可動部14之間形成第一間隙48，而第一檢測部24檢測第一間隙48的靜電電容的變化，在第一可動部14與第二可動部20之間形成第二間隙50，而第二檢測部26檢測第二間隙50的靜電電容的變化，所以能夠分別精度良好地形成第一間隙48和第二間隙50。其結果，能夠高精度地檢測第一間隙48以及第二間隙50的靜電電容的變化，從而能夠分別高精度地檢測第一可動部14相對于固定部12的位移量、以及第二可動部20相對于第一可動部14的位移量。
[0059]圖9以及圖10中表示第二實施方式的六軸力傳感器70。六軸力傳感器70除了省略了六軸力傳感器10的第一可動部14的第三部分32的方面以外，具有與六軸力傳感器10相同的結構。由此，對對應的構成要素標注共用的符號并省略其說明。
[0060]六軸力傳感器70具備固定部12、第一可動部72、第一連結部18、第二可動部20、第二連結部22、第一檢測部24以及第二檢測部26。第一可動部72具備矩形平板狀的第一部分28和矩形框狀的第二部分30。第一部分28和第二部分30相互獨立地形成，并相互固定為一體。第一部分28和第二部分30能夠通過例如螺栓34相互固定。第一部分28的、與面28a相反的一側(圖中上側)的面28c經(jīng)由空間38與第二部分30的面30a對置。
[0061]第一可動部72具有沿與第三軸(Z軸)正交的假想平面展開的第二固定面28c來作為第一部分28的面28c。第二可動部20的面40a即第二可動面40a配置在能夠與第二固定面28c平行地對置的位置。在各個第二連結部22未撓曲的狀態(tài)下，第二固定面28c以及第二可動面40a相互平行地沿第三軸(Z軸)方向對置。在相互對置的第二固定面28c與第二可動面40a之間，形成第二間隙50。設于第二間隙50的共計三個以上的靜電電容形成部由形成于第二固定面28c的固定電極60、和形成于第二可動面40a的可動電極62構成。第二間隙50通過用于在第一可動部14的第一部分28與第二部分30之間形成空間38的隔離物39 (或者具有同等的功能的突起)而能夠確保規(guī)定尺寸。
[0062]第二實施方式的六軸力傳感器70與第一實施方式的六軸力傳感器10相同地起作用，根據(jù)由第一檢測部24檢測到的檢測值以及由第二檢測部26檢測到的檢測值，能夠檢測施加于第二可動部20的力的、第一軸(X軸)的方向的力成分、第二軸(Y軸)的方向的力成分、第三軸(Z軸)的方向的力成分、繞第一軸的力矩成分、繞第二軸的力矩成分、以及繞第三軸的力矩成分。具有這樣的結構的六軸力傳感器70起到與上述的六軸力傳感器10的效果同等的效果。另外，六軸力傳感器70的第一可動部72的結構與第一可動部14相比簡化，從而能夠進一步削減制造成本。
[0063]以上，基于附圖對本發(fā)明的實施方式的結構進行了說明，但本發(fā)明不限定于圖示結構。例如，第一檢測部以及第二檢測部不限定于根據(jù)靜電電容的變化來檢測位移量的上述結構，能夠是具備光學式、磁式等其它的位移量檢測結構的結構。這樣，本領域技術人員會理解在不脫離后述的權利要求書所公開的范圍的情況下能夠得到各種修改以及變更。
【主權項】
1.一種六軸力傳感器，其特征在于，具備: 固定部； 第一可動部； 第一連結部，其在正交三軸坐標系中，將上述第一可動部連結為能夠相對于上述固定部在與第一軸平行的方向、與正交于該第一軸的第二軸平行的方向、以及以與該第一軸和該第二軸雙方正交的第三軸為中心的旋轉方向上彈性地位移； 第二可動部； 第二連結部，其在上述正交三軸坐標系中，將上述第二可動部連結為能夠相對于上述第一可動部在以上述第一軸為中心的旋轉方向、以上述第二軸為中心的旋轉方向、以及與上述第三軸平行的方向上彈性地位移； 第一檢測部，其檢測上述第一可動部相對于上述固定部的位移量；以及 第二檢測部，其檢測上述第二可動部相對于上述第一可動部的位移量， 根據(jù)由上述第一檢測部檢測到的檢測值以及由上述第二檢測部檢測到的檢測值，能夠檢測施加于上述第二可動部的力的、上述第一軸的方向的力成分、上述第二軸的方向的力成分、上述第三軸的方向的力成分、繞上述第一軸的力矩成分、繞上述第二軸的力矩成分、以及繞上述第三軸的力矩成分。2.根據(jù)權利要求1所述的六軸力傳感器，其特征在于， 還具備運算部，該運算部基于由上述第一檢測部檢測到的檢測值以及由上述第二檢測部檢測到的檢測值，來運算施加于上述第二可動部的力的、上述第一軸的方向的力成分、上述第二軸的方向的力成分、上述第三軸的方向的力成分、繞上述第一軸的力矩成分、繞上述第二軸的力矩成分、以及繞上述第三軸的力矩成分。3.根據(jù)權利要求1或2所述的六軸力傳感器，其特征在于， 在上述固定部與上述第一可動部之間形成具有靜電電容的第一間隙，上述第一檢測部通過檢測該第一間隙中的該靜電電容的變化，來檢測上述第一可動部的上述位移量。4.根據(jù)權利要求3所述的六軸力傳感器，其特征在于， 上述固定部具有多個第一固定面，該多個第一固定面沿包括上述第三軸的假想平面展開，并且沿相互以60度以上的角度交叉的方向延伸， 上述第一可動部具有多個第一可動面，該多個第一可動面分別配置在與該多個第一固定面平行地對置的位置，并且沿相互以60度以上的角度交叉的方向延伸， 在多組相互對置的該第一固定面與該第一可動面之間分別形成上述第一間隙。5.根據(jù)權利要求4所述的六軸力傳感器，其特征在于， 上述第一檢測部具有設于多個上述第一間隙且相互電獨立的共計三個以上的靜電電容形成部。6.根據(jù)權利要求1?5任一項中所述的六軸力傳感器，其特征在于， 在上述第一可動部與上述第二可動部之間形成具有靜電電容的第二間隙，上述第二檢測部通過檢測該第二間隙中的該靜電電容的變化，來檢測上述第二可動部的上述位移量。7.根據(jù)權利要求6所述的六軸力傳感器，其特征在于， 上述第一可動部具有沿與上述第三軸正交的假想平面展開的第二固定面，上述第二可動部具有配置在與該第二固定面平行地對置的位置的第二可動面，在該第二固定面與該第二可動面之間形成上述第二間隙。8.根據(jù)權利要求7所述的六軸力傳感器，其特征在于， 上述第二檢測部具有設于上述第二間隙且相互電獨立的三個以上的靜電電容形成部。9.根據(jù)權利要求1?8任一項中所述的六軸力傳感器，其特征在于， 上述第一可動部具有: 第一部分，其一體地形成于上述第一連結部；以及 第二部分，其與該第一部分分開形成并固定于該第一部分，且一體地形成于上述第二連結部。10.根據(jù)權利要求9所述的六軸力傳感器，其特征在于， 上述第一可動部具有第三部分，該第三部分是介于上述第一部分與上述第二部分之間的部分，且與上述第一部分以及上述第二部分分開形成，并固定于上述第一部分以及上述第二部分。11.根據(jù)權利要求1?10任一項中所述的六軸力傳感器，其特征在于， 上述第一連結部具有在上述固定部與上述第一可動部之間延伸的多個彈性梁。12.根據(jù)權利要求1?11任一項中所述的六軸力傳感器，其特征在于， 上述第二連結部具有在上述第一可動部與上述第二可動部之間延伸的多個彈性梁。
【專利摘要】本發(fā)明提供六軸力傳感器，其具備固定部、第一可動部、將第一可動部連結為能夠相對于固定部彈性地位移的第一連結部、第二可動部、將第二可動部連結為能夠相對于第一可動部彈性地位移的第二連結部、檢測第一可動部相對于固定部的位移量的第一檢測部、以及檢測第二可動部相對于第一可動部的位移量的第二檢測部。六軸力傳感器根據(jù)由第一檢測部檢測到的檢測值以及由第二檢測部檢測到的檢測值，能夠檢測施加于第二可動部的力的、正交三軸坐標系中的第一軸的方向的力成分、第二軸的方向的力成分、第三軸的方向的力成分、繞第一軸的力矩成分、繞第二軸的力矩成分以及繞第三軸的力矩成分。
【IPC分類】G01L1/14
【公開號】CN105466611
【申請?zhí)枴緾N201510617844
【發(fā)明人】坂野哲朗
【申請人】發(fā)那科株式會社
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年9月24日
【公告號】DE102015116028A1, US20160091376