传感器设备、力检测装置、机器人、电子部件输送装置、电子部件检查装置及部件加工装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及传感器设备、力检测装置、机器人、电子部件输送装置、电子部件检查 装置W及部件加工装置。
【背景技术】
[0002] 近年，W生产效率提高为目的，针对工厂等生产设施的工业用机器人导入正在发 展。该种工业机器人具备能够相对于1轴或者多轴方向进行驱动的臂、W及安装于臂前端 侧的手部、部件检查用器具或者部件输送用器具等末端执行器，能够执行部件的组装作业、 部件加工作业等部件制造作业、部件输送作业W及部件检查作业等。
[0003] 在该种工业用机器人中，例如，在臂与末端执行器之间设置有力检测装置。作为用 于工业用机器人的力检测装置，例如，使用专利文献1所公开那样的力检测装置。专利文献 1所记载的力检测装置的元件具有由多个压电基板W及被设置在它们之间的多个内部电极 构成的层叠体。在层叠体的侧面设置有与内部电极的侧面电连接的配线，该配线例如由导 电性膏构成，并且与外部电路等连接。
[0004] 例如，在对侣板等母材施行机械加工的工业用机器人（工作机械）中，存在内置有 当施行机械加工时检测针对母材的力的力检测装置的机器人（例如，参照专利文献2)。在 专利文献2中，记载了如下结构的力检测装置；具备压电元件与收容该压电元件的售体，并 由售体所具备的2个加压板夹持压电元件。
[0005] 在专利文献2所记载的力检测装置中，若对加压板施加外力，则该外力被传递至 压电元件，压电元件输出与外力相对应的电荷，从而能够基于该电荷来检测所施加的外力。 另外，在该种力检测装置中，一般地，通过使用了铜线等的引线接合（wire bonding),将压 电元件与售体连接，并将压电元件接地。
[0006] 专利文献1 ;日本特开2013 - 101020号公报
[0007] 专利文献2 ;日本特开2013 - 257267号公报
[000引然而，在专利文献1所记载的力检测装置的元件中，内部电极比较薄，所W有可能 无法与配线充分地电连接。并且，在产生了应力时，导电性膏有可能因该应力而断裂（断 线）。
[0009] 并且，在专利文献2所记载的力检测装置中的通过引线接合进行的连接中，特别 是在焊接接合铜线等的情况下，有可能因对力检测装置施加外力所引起的振动等，而使铜 线断裂（断线），从而产生连接不良。
[0010] 该样，存在W下课题：由于有可能产生导电性膏的断线、通过引线接合而连接的部 分的断线等，所W难W提供可靠性高的传感器设备、力检测装置、机器人、电子部件输送装 置、电子部件检查装置W及部件加工装置。
【发明内容】
[0011] 本发明是为了解决上述的课题的至少一部分而提出的，其能够作为W下的方式或 者应用例来实现。
[001引[应用例^
[0013] 本应用例的传感器设备的特征在于，具备；多个压电体；多个内部电极，其形成在 多个上述压电体之间；外壳，其具有输出端子并收纳上述压电体；第一导电性部件，其与多 个上述内部电极电连接；W及第二导电性部件，其将上述第一导电性部件与上述输出端子 电连接，并且与上述第一导电性部件相比弹性模量较低。
[0014] 由此，即使在导电性部件产生了应力的情况下，弹性模量较低的第二导电性部件 也能够吸收该应力。因此，能够抑制或者防止导电性部件断裂。其结果是，能够得到可靠性 较高的传感器设备。
[00巧][应用例引
[0016] 优选在上述应用例所记载的传感器设备中，上述第一导电性部件的杨氏模量在 3. 4GPa W上5. OGPa W下，上述第二导电性部件的杨氏模量在0,1GPa W上0. 2GPa W下。
[0017] 由此，即使在导电性部件产生了应力的情况下，弹性模量较低的第二导电性部件 也能够吸收该应力。因此，能够有效地抑制或者防止导电性部件断裂。
[001引[应用例引
[0019] 优选在上述应用例所记载的传感器设备中，上述第一导电性部件W及上述第二导 电性部件由包含具有导电性的填料的膏状材料构成，上述第一导电性部件的填料的含有率 比上述第二导电性部件的填料的含有率大。
[0020] 由此，能够可靠地将第一导电性部件与内部电极电连接。
[0021] [应用例句
[0022] 优选在上述应用例所记载的传感器设备中，上述内部电极呈膜状，其厚度在20nm W上 lOOnm W下。
[0023] 由此，能够实现传感器设备的小型化。
[0024] [应用例引
[0025] 优选在上述应用例所记载的传感器设备中，上述外壳具有凹部，上述凹部收纳上 述压电体并且具有阶梯部，上述阶梯部的深度阶段性变化，并且上述输出端子被设置于上 述阶梯部，上述第二导电性部件与上述阶梯部连接。
[0026] 由此，能够尽可能增大第二导电性部件与外壳的接触面积，因此，能够可靠地将第 二导电性部件与外壳粘合。
[0027] [应用例6]
[002引本应用例的力检测装置的特征在于，具备；传感器设备；W及外力检测电路，其基 于从上述传感器设备输出的电压，检测向传感器设备施加的外力，上述传感器设备具有： 多个压电体；多个内部电极，其形成在多个上述压电体之间；外壳，其具有输出端子并收纳 上述压电体；第一导电性部件，其与多个上述内部电极电连接；W及第二导电性部件，其将 上述第一导电性部件与上述输出端子电连接，并且与上述第一导电性部件相比弹性模量较 低。
[0029]由此，即使在导电性部件产生了应力的情况下，弹性模量较低的第二导电性部件 也能够吸收该应力。因此，能够抑制或者防止导电性部件断裂。其结果是，能够得到可靠性 较高的力检测装置。
[0030] [应用例7]
[0031] 本应用例的机器人的特征在于，具备：至少1个臂连结体，其具有多个臂，并通过 将上述多个臂中的相邻的上述臂彼此自由转动地连结而形成；末端执行器，其设置于上述 臂连结体的前端侧；W及应用例6的力检测装置，其设置在上述臂连结体与上述末端执行 器之间，并检测施加于上述末端执行器的外力。
[0032] 由此，能够得到与上述本发明的力检测装置相同的效果。而且，通过反馈力检测装 置所检测出的外力，能够更加精密地执行作业。另外，根据力检测装置所检测出的外力，能 够检测末端执行器向障碍物的接触等。因此，能够容易地进行在W往的位置控制中比较困 难的障碍物回避动作、对象物损伤回避动作等，从而能够更加安全地执行作业。
[003引[应用例8]
[0034] 本应用例的电子部件输送装置的特征在于，具备；把持部，其把持电子部件；W及 应用例6的力检测装置，其检测施加于上述把持部的外力。
[0035] 由此，能够得到与上述本发明的力检测装置相同的效果。而且，通过反馈力检测装 置所检测出的外力，能够更加精密地执行作业。另外，根据力检测装置所检测出的外力，能 够检测把持部向障碍物的接触等。因此，能够容易地进行在W往的位置控制中比较困难的 障碍物回避动作、对象物损伤回避动作等，从而能够更加安全地执行电子部件输送作业。
[0036] [应用例9]
[0037] 本应用例的电子部件检查装置的特征在于，具备；把持部，其把持电子部件；检查 部，其检查上述电子部件；W及应用例6的力检测装置，其检测施加于上述把持部的外力。 [003引 由此，能够得到与上述本发明的力检测装置相同的效果。而且，通过反馈力检测装 置所检测出的外力，能够更加精密地执行作业。另外，根据力检测装置所检测出的外力，能 够检测把持部向障碍物的接触等。因此，能够容易地进行在W往的位置控制中比较困难的 障碍物回避动作、对象物损伤回避动作等，从而能够更加安全地执行电子部件检查作业。
[0039] [应用例 10]
[0040] 本应用例的部件加工装置的特征在于，具备：工具位移部，其供工具安装，并使上 述工具位移；W及应用例6的力检测装置，其检测施加于上述工具的外力。
[0041] 由此，能够得到与上述本发明的力检测装置相同的效果。而且，通过反馈力检测装 置所检测出的外力，从而部件加工装置能够更加精密地执行部件加工作业。另外，根据力检 测装置所检测出的外力，能够检测工具向障碍物的接触等。因此，部件加工装置能够在工具 与障碍物等接触的情况下紧急停止，从而能够执行更加安全的部件加工作业。
[00创[应用例11]
[0043] 本应用例的力检测装置的特征在于，具备：第一基部（第一基板），其具有导电性； 压电元件，其根据外力输出电荷；导电部，其位于上述压电元件与上述第一基部之间，并具 有导电性；接地电极，其设置于上述压电元件；W及配线部，其将上述接地电极与上述导电 部电连接。
[0044] 由此，即使例如压电元件产生变形（变动），也能够适当地防止或者抑制配线部断 裂（断线），从而能够减少连接不良的产生。
[0045] [应用例 12]
[0046] 优选在上述应用例所记载的力检测装置中，上述配线部具有设置在上述压电元件 与上述导电部之间的部分。
[0047] 由此，即使压电元件产生变形，也能够适当地防止或者抑制配线部断裂，从而能够 尤其减少连接不良的产生。
[0048] [应用例 13]
[0049] 优选在上述应用例所记载的力检测装置中，具备第二基部（第二基板），上述压电 元件位于上述第一基部与上述第二基部之间，并具备加压部件，上述加压部件W对上述压 电元件进行加压的方式将上述第一基部与上述第二基部固定并且具有导电性。
[0化0] 由此，能够更加可靠地保护压电元件，并且即使例如压电元件产生变形，也能够适 当地防止或者抑制配线部断裂，从而能够进一步减少产生连接不良的情况。
[0051][应用例 14]
[0化2] 优选在上述应用例所记载的力检测装置中，上述第二基部具有导电性。
[0化3] 由此，能够将其他基板（第一基部）的电位作为压电元件的基准电位。
[0054][应用例 15]
[0化5] 优选在上述应用例所记载的力检测装置中，上述压电元件包含水晶。
[0056] 由此，力检测装置难W受到由温度的变动产生的影响而成为长期稳定的装置，因 此，能够准确地检测外力。
[0057] [应用例 16]
[005引优选上述应用例所记载的力检测装置具备支承部，该支承部具有供上述压电元件 配置的凹部，上述支承部W密封上述凹部的方式与上述导电部接合。
[0化9] 由此，能够更加可靠地保护压电元件，并且即使压电元件产生变形，也能够适当地 防止或者抑制配线部断裂，从而能够进一步减少产生连接不良的情况。
[0060] [应用例 17]
[0061] 优选在上述应用例所记载的力检测装置中，上述配线部具有设置于上述支承部的 部分。
[0062] 由此，即使例如压电元件产生变形，也能够适当地防止或者抑制配线部断裂，从而 能够进一步减少产生连接不良的情况。
[006引[应用例18]
[0064] 优选在上述应用例所记载的力检测装置中，具备具有接地配线的配线基板，上述 配线部与上述接地配线电连接。
[00化]由此，能够用1个路径将压电元件W及配线基板该双方接地，从而能够实现构造 的简单化。
[0066] [应用例 19]
[0067] 本应用例的机器人的特征在于，具备：臂；末端执行器，其设置于上述臂；W及力 检测装置，其设置于上述臂与上述末端执行器之间，并检测施加于上述末端执行器的外力， 上述力检测装置具备：第一基部，其具有导电性；压电元件，其根据外力输出电荷；导电部， 其位于上述压电元件与上述第一基部之间，并具有导电性；接地电极，其设置于上述压电元 件；W及配线部，其将上述接地电极与上述导电部电连接。
[0068] 由此，能够提供减少了连接不良的产生的可能性的机器人。因此，根据该种机器 人，能够准确地检测外力，能够适当地进行基于末端执行器的作业。
【附图说明】
[0069] 图1是表示本发明的力检测装置（传感器设备）的第一实施方式的剖视图。
[0070] 图2是图1所示的力检测装置的俯视图。
[0071] 图3是示意地表示图1所示的力检测装置的电路图。
[0072] 图4是示意地表示图1所示的力检测装置的电荷输出元件的剖视图。
[007引图5的（a)化及化）是表示图1所示的电荷输出元件的输出电极层的俯视图。
[0074] 图6是表示图1所示的电荷输出元件的电极层W及接地电极层的俯视图，（a)是 表示电极层的俯视图，化）是表示接地电极层的俯视图。
[0075] 图7是表示图1所示的传感器设备的剖视图。
[0076] 图8是从图7中的箭头A1方向观察的图。
[0077] 图9是表示本发明的力检测装置的第二实施方式的俯视图。
[0078] 图10是图9中的G - G线的剖视图。
[0079] 图11是示意地表示图9所示的力检测装置的电路图。
[0080] 图12是表示本发明的力检测装置的第S实施方式的剖视图。
[0081] 图13是图12所示的力检测装置的俯视图。
[0082] 图14是示意地表示图12所示的力检测装置的电路图。
[0083] 图15是示意地表示图12所示的力检测装置所具备的电荷输出元件的剖视图。
[0084] 图16是表示由图12所示的力检测装置的电荷输出元件检测的力的作用状态的示 意图。
[0085] 图17是从图16中的箭头D方向观察的图。
[0086] 图18是图12所示的力检测装置的电荷输出元件附近的局部放大详细图。
[0087] 图19是图18所示的电荷输出元件的俯视图。
[008引图20是表示本发明的力检测装置的第四实施方式的剖视图。
[0089] 图21是表示使用了本发明的力检测装置的单臂机器人的1个例子的图。
[0090] 图22是表示使用了本发明的力检测装置的多臂机器人的1个例子的图。
[0091] 图23是表示使用了本发明的力检测装置的电子部件检查装置W及电子部件输送 装置的1个例子的图。
[0092] 图24是表示使用了本发明的力检测装置的电子部件输送装置的1个例子的图。
[0093] 图25是表示使用了本发明的力检测装置的部件加工装置的1个例子的图。
[0094] 图26是表示使用了本发明的力检测装置的移动体的1个例子的图。
[0095] 附图标记说明；1…力检测装置；2…第一基板（第一基部）；4…模拟电路基板； 40…外力检测电路；401…AD转换器；402…运算部；411、412…孔；5…数字电路基板；51、 52…手L ;6…传感器设备；60…夕h壳；61…支承部件；650…凹部；651…底面；653…阶梯部； 654…第一面；612…第二面；62…盖部件；625…中央部；626…外周部；63a、63b、63c、63gw 端子；633…部分；634…部分；64a、64b、64c、64g…导电性膏；65…第一导电性膏；66…第二 导电性膏；71…加压螺栓；715…头部；716…外螺纹；90a、90b、90c…转换输出电路；91''' 运算放大器；92…电容器；93…开关元件；10…电荷输出元件；11…接地电极层；12…第一 传感器；121…第一压电体层；122…输出电极层；123…第二压电体层；13…第二传感器； 131…第S压电体层；132…输出电极层；133…第四压电体层；14…第；传感器；141…第五 压电体层；142…输出电极层；143…第六压电体层。
【具体实施方式】
[0096] W下，参照附图，对本发明的