位移检测方式的六轴力传感器的制造方法_3

文档序号:9706435阅读:来源:国知局
另一个可动块54在各个第一连结部18未挠曲的状态下,具有沿第二轴和第三轴所成的假想平面(YZ平面)展开的第一可动面54a。因此,一个可动块54的第一可动面54a和另一个可动块54的第一可动面54a沿相互以90度的角度交叉的方向延伸。
[0035]两个第一可动面54a分别在能够与沿对应的假想平面展开的两个第一固定面52a分别平行地对置的位置配置。在各个第一连结部18未挠曲的状态下,与第一轴和第三轴所成的假想平面(XZ平面)平行的第一固定面52a以及第一可动面54a相互平行地在第二轴(Y轴)方向上对置,与第二轴和第三轴所成的假想平面(YZ平面)平行的第一固定面52a以及第一可动面54a相互平行地在第一轴(X轴)方向上对置。在这两组相互对置的第一固定面52a与第一可动面54a之间,分别形成第一间隙48。在各个第一连结部18未挠曲的状态下,两个第一间隙48能够具有相互相同的形状以及尺寸。
[0036]第一检测部24具有设于两个第一间隙48且相互在电方面独立的共计三个以上的静电电容形成部。各静电电容形成部由形成于一个固定块52的第一固定面52a的固定电极56、和形成于对置的一个可动块54的第一可动面54a的可动电极58构成。第一间隙48使相互对置的固定电极56与可动电极58之间电绝缘。利用相互对置的固定电极56和可动电极58,来在第一间隙48形成规定的静电电容。
[0037]图7A中,表示形成于一个固定块52的第一固定面52a的固定电极56、或者形成于一个可动块54的第一可动面54a的可动电极58的一个实施例的结构。在该实施例中,在一个固定块52的第一固定面52a,形成沿长边方向相互邻接的矩形轮廓的一对固定电极56。这些固定电极56具有相互相同的轮廓形状,相互电绝缘并配置为长方形。同样,在一个可动块54的第一可动面54a,形成有沿长边方向相互邻接的矩形轮廓的一对可动电极58。这些可动电极58具有相互相同的轮廓形状,相互电绝缘并配置为长方形。固定电极56和可动电极58具有相互相同的轮廓形状。在各个第一连结部18未挠曲的状态下,相互对置的固定电极56和可动电极58配置在当沿对置方向观察的情况下使各自的轮廓相互相对的位置。利用这些相互对置的共计四组固定电极56和可动电极58,来在两个第一间隙48分别各形成两个、整体共计四个静电电容。
[0038]在具备图7A的实施例的静电电容形成部的六轴力传感器10中,若第一可动部14相对于固定部12沿第一轴(X轴)方向位移,则沿第一轴(X轴)方向对置的第一固定面52a和第一可动面54a向相互接近或者远离的方向相对地平行移动,而一样地缩小或者放大第一间隙48。由此,沿第一轴(X轴)方向对置的两组固定电极56与可动电极58之间的静电电容以相互相同的形态变化。第一检测部24检测上述静电电容的相同形态的变化,并将其作为第一可动部14相对于固定部12在第一轴(X轴)方向上的位移量的检测值而输出。同样,若第一可动部14相对于固定部12沿第二轴(Y轴)方向位移,则沿第二轴(Y轴)方向对置的第一固定面52a和第一可动面54a向相互接近或者远离的方向相对地平行移动,而一样地缩小或者放大第一间隙48。由此,沿第二轴(Y轴)方向对置的两组固定电极56与可动电极58之间的静电电容以相互相同的形态变化。第一检测部24检测上述静电电容的相同形态的变化,并将其作为第一可动部14相对于固定部12在第二轴(Y轴)方向上的位移量的检测值而输出。
[0039]若第一可动部14相对于固定部12在以第三轴(Z轴)为中心的旋转方向上位移,则沿第一轴(X轴)方向对置的第一固定面52a和第一可动面54a相对倾斜,并且沿第二轴(Y轴)方向对置的第一固定面52a和第一可动面54a相对倾斜,而使各个第一间隙48在固定电极56或者可动电极58的长度方向的一端侧缩小并且在另一端侧放大。由此,沿第一轴(X轴)方向对置的两组固定电极56与可动电极58之间的静电电容以相互不同的形态变化,并且,沿第二轴(Y轴)方向对置的两组固定电极56与可动电极58之间的静电电容以相互不同的形态变化。第一检测部24检测上述静电电容的相互不同的形态的变化,并将其作为第一可动部14相对于固定部12在以第三轴(Z轴)为中心的旋转方向上的位移量的检测值而输出。
[0040]即使在第一可动部14相对于固定部12产生了合成有第一轴(X轴)方向、第二轴(Y轴)方向以及绕第三轴(Z轴)的旋转方向中任意两个以上的方向的位移时,基于沿第一轴(X轴)方向对置的两组固定电极56与可动电极58之间的静电电容的变化、以及沿第二轴(Y轴)方向对置的两组固定电极56与可动电极58之间的静电电容的变化,第一检测部24也能够将第一可动部14的位移量的第一轴(X轴)方向成分、第二轴(Y轴)方向成分以及绕第三轴(Z轴)的旋转方向成分作为检测值而输出。
[0041]第一检测部24对第一可动部14相对于固定部12的、在与第一轴(X轴)平行的方向、与第二轴(Y轴)平行的方向、以及以第三轴(Z轴)为中心的旋转方向上的位移量进行检测。因此,若在两个第一间隙48至少形成三个静电电容,则能够检测上述各轴向的位移量。例如,两组相互对置的第一固定面52a和第一可动面54a中任意一组仅具有一组相互对置的固定电极56和可动电极58,能够构成为形成单一静电电容。或者,通过在相互对置的一组第一固定面52a和第一可动面54a形成相互对置的三组以上的固定电极56和可动电极58、或设置三组以上的相互对置的固定块52以及可动块54,也能够在整体上形成共计五个以上的静电电容。此外,对于在一组第一固定面52a和第一可动面54a形成的固定电极56和可动电极58而言,将其中一方作为一个大幅的电极而给予共通电位,并将另一方作为两个以上的小幅的电极而分别独立地给予电位,由此也能够具有与图7A的实施例同等的功能。或者,也可以也排除这样的大幅的电极,而将第一固定面52a和第一可动面54a中任一方设为接地电位。
[0042]图8中表示具备三组相互对置的固定块52以及可动块54的变形例的第一检测部24r的结构。在该变形例中,在固定部12的面12a的规定位置设置三个固定块52,在第一可动部14的第一部分28的面28a(图4)的规定位置设置三个可动块54。各固定块52具有沿包括第三轴的假想平面展开的第一固定面52a(图6)。一个固定块52的第一固定面52a和另一个固定块52的第一固定面52a沿相互以60度的角度交叉的方向延伸。各可动块54具有沿包括第三轴的假想平面展开的第一可动面54a(图6)。一个可动块54的第一可动面54a和另一个可动块54的第一可动面54a沿相互以60度的角度交叉的方向延伸。三个第一可动面54a分别在能够与沿对应的假想平面展开的三个第一固定面52a分别平行地对置的位置配置。在上述三组相互对置的第一固定面52a与第一可动面54a之间分别形成有第一间隙48。
[0043]在图8所示的变形例中,在三个第一间隙48分别形成相互对置的一组固定电极56以及可动电极58(图6),而能够在整体上形成共计三个静电电容。第一检测部24'基于共计三组固定电极56与可动电极58之间的静电电容的变化,而能够对第一可动部14相对于固定部12的、在第一轴(X轴)方向上的位移量、在第二轴(Y轴)方向上的位移量、以及绕第三轴(Z轴)的旋转方向上的位移量进行检测。
[0044]固定电极56以及可动电极58例如由柔性印刷电路形成,能够通过粘贴于第一固定面52a以及第一可动面54a来形成。或者,能够通过蒸镀、导电性油墨的印刷等其它的各种方法来形成固定电极56以及可动电极58。固定块52也可以一体地形成于固定部12,也可以与固定部12分开地形成而安装于固定部12。同样,可动块54也可以一体地形成于第一可动部14的第一部分28,也可以与第一部分28分开地形成而安装于第一部分28。在任意情况下,均构成为,至少固定块52以及可动块54由电绝缘性的材料制成,或者与固定电极56以及可动电极58电绝缘。但在对第一固定面52a或者第一可动面54a给予接地电位的情况下,能够使用金属制的固定块52或者可动块54。
[0045]通过将固定块52以及可动块54中的至少一方设为与固定部12以及第一部分28中的至少一方分开的部件,由此第一间隙48的形成变得容易。例如,首先在固定部12的面12a的规定位置安装并固定块52并固定,以将规定厚度的薄板夹在第一固定面52a与第一可动面54a之间的状态对可动块54进行定位,并以该状态将可动块54安装并固定于第一部分28的面28a。若在可动
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