专利名称：：力传感器、机器人装置、机器人手和检测设备的制作方法
技术领域：
：本发明涉及这样的カ传感器当外力作用于操作(operating)部分上从而导致诸如霍尔兀件(Hallelement)的磁电转换兀件关于磁体相对地位移时,所述力传感器基于磁电转换元件的输出电压值来检测向操作部分施加的力和カ矩中的至少ー个。此外，本发明涉及这样的机器人装置在该机器人装置中，连接多关节机器人(robot)臂的末端(distalend)与端部效应器(endeffector)的部分被提供有力传感器的传感器主体,并且该机器人装置允许通过由力传感器检测的力控制机器人臂的姿势和驱动力，由此实现平稳的组装。
背景技术：
：当通过由机器人装置形成的自动组装装置来组装构件或部件吋，除非通过机器人装置的机器人手精确地定位各构件或部件，否则，不能平稳地实现组装作业。例如，在对于齿轮(gear)或销钉(pin)等的配合组装作业中，即使轴中心的最轻微的不对准也妨碍实现垂直插入，从而导致组装失败。为了解决上述的问题，存在这样的机器人装置其中，连接机器人装置的机器人臂的末端与端部效应器的部分具备用于检测在机器人臂和端部效应器之间施加的沿X轴、Y轴和Z轴中的每ー个的方向的力以及关于每个所述轴的カ矩的カ传感器。基于由カ传感器检测的力和カ矩，控制机器人臂的姿势和驱动力，由此允许平稳的组装。主要的常规的カ传感器是这样的类型其中，在连接框架和操作部分的柔性梁(flexiblebeam)上设置应变计(straingauge),并且基于应变计的电阻(resistance)变化来检测カ和カ矩。但是，在使用应变计的力传感器中，在同一梁上设置多个应变计。由此，当屈曲部分(flexureportion)受カ时,存在其它轴干涉,其中，不仅沿施加力的轴的方向出现应变(strain),而且沿没有施加力的轴的方向出现应变。原则上(inprinciple),难以为了使其它轴干涉的影响最小化而实现不受沿任何其它轴的方向的カ影响的梁构成。出于这种原因，需要基于检测的信号对于其它轴成分的干涉量实施后处理(post-processing)，以由此例如通过设计后面的级(stage)中的信号处理等来消减(subtract)该影响。这不利于实现减小的尺寸和较低的成本。同吋，已提出了适于机械地检测操作部分的位移的力传感器(參见日本专利申请公开No.2004-325328)。在该カ传感器中，面向嵌入弹性部件中的永磁体的磁极面(polesurface)设置四个霍尔元件。当施加作用カ时，永磁体位移。通过诸如霍尔元件的磁电转换元件检测可归因于(attributableto)位移的磁通量的变化。这允许检测沿三个轴的方向，即X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的力成分。作为永磁体的替代，可以使用电磁体。为了便于解释，在以下的描述中，可以使用霍尔元件来代表磁电转换元件。但是，这不应被视为磁电转换元件仅限于霍尔元件。永磁体和电磁体中的姆ー个(以下，在一些情况下被称为“磁体”)关于要被产生的磁场的強度具有预定的温度系数。因此，磁场的強度根据包括环境温度的变化、作为机器人的驱动カ源的马达的发热、或电路板中的信号处理器的发热的传感器的周围环境中的温度或发热的影响而改变。此外，关于诸如霍尔元件或MR(磁致电阻(magnetoresistive))元件的磁电转换元件，与磁通量成比例的其输出电压(在霍尔元件的情况下为霍尔电压)随着环境温度改变而改变。换句话说，随着环境温度改变，磁电转换元件的检测灵敏度改变。同时，已提出了用于通过具有温度传感器的温度补偿电路对于霍尔元件进行基于温度的校正的方法(參见日本专利申请公开No.2005-321592)。根据该方法，由于温度传感器的负的温度特性，因此，如果霍尔元件的输出电压由于温度上升而下降，则供给到霍尔元件的电流与温度上升成比例地増大。输出到霍尔元件的増大的电流重新获得由于温度上升而降低的输出电压。由于当环境温度改变吋，不仅磁电转换元件的特性改变而且磁体的磁通量也改变，因此，为了通过使用温度补偿电路校正磁电转换元件的温度，需要通过也在磁体附近设置温度传感器来补偿作为检测磁通量的输出电压的变化。但是，由于磁体和温度传感器之间的热容(heatcapacity)的差异或者当发生局部温度上升时温度传感器和磁体之间的位置关系的差异，难以通过使用温度传感器精确地测量磁体的平均温度。此外，会要求对于磁体和磁电转换元件设置专用于校正温度特性的温度传感器，由此使电路复杂化。
发明内容因此，本发明的ー个目的是，提供在不使用温度传感器的情况下响应于由环境温度的变化导致的磁体和磁电转换元件的特性的变化来校正诸如霍尔元件的磁电转换元件的输出电压的カ传感器、加入了所述カ传感器的机器人装置和机器人手、以及检测设备。根据本发明的力传感器包括传感器主体；和与传感器主体连接的检测设备,其中，传感器主体具有框架；被框架弹性地支撑并且当经受外力时相对于框架位移的操作部分；被设置在框架中并被稳固于(securedto)框架上的磁体；n个(n表示2或更大的整数)第一霍尔元件，以面向磁体的一个磁极面的方式被稳固于操作部分上以使得在第一霍尔元件与所述ー个磁极面之间具有间隔，所述n个第一霍尔元件与操作部分一起关于所述一个磁极面位移并且输出具有与供给的电流和通过的磁通量成比例的值的电压个第二霍尔元件，以面向磁体的另ー磁极面的方式被稳固于操作部分上以使得在第二霍尔元件与所述另ー磁极面之间具有间隔，所述n个第二霍尔元件与操作部分一起关于所述另ー磁极面位移并输出具有与供给的电流及通过的磁通量成比例的值的电压，并且，所述检测设备包括数量与霍尔元件的数量对应的恒流源，这些恒流源向所述n个第一霍尔元件和所述n个第二霍尔元件供给设定电流值的电流；数量与霍尔元件的数量对应的电压检测器，这些电压检测器检测所述n个第一霍尔元件和所述n个第二霍尔元件中的每ー个的霍尔电压的电压值；基于由电压检测器中的每ー个检测的霍尔电压的电压值来确定作用于操作部分上的力和カ矩中的至少ー个的处理器；确定由电压检测器检测的霍尔电压的电压值的绝对值的总电压值的总和计算部分；以及调整每ー个恒流源的设定电流值使得所述总电压值变为预定的基准电压值的调整器。根据本发明，第一霍尔元件被设置为与磁体的一个磁极面相对，并且第二霍尔元件被设置为与磁体的另ー磁极面相对，并且，第一和第二霍尔元件的相对位置是固定的。表、示由如上面描述的那样设置的所有霍尔元件检测的总磁通量的输出电压值的总电压值不因第一霍尔元件和第二霍尔元件关于磁体的相对位移而改变，但是当磁体和霍尔元件的特性改变时所述总电压值改变。向霍尔元件供给电流的恒流源的设定电流值被调整使得所述总电压值变为基准电压值，由此使所述总电压值维持在固定值。因此，从各霍尔元件输出的霍尔电压不受温度变化或长期变化(secularchange)等影响，由此，即使磁体的磁通量和霍尔元件的检测灵敏度由于温度变化或长期变化等而改变，所述霍尔电压也保持稳定。通过该布置，即使磁体和霍尔元件的特性均由于温度变化或长期变化等而改变，也可在不便用温度传感器的情况下通过简单的构成来校正霍尔元件的霍尔电压。參照附图阅读示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。图I是示出根据本发明的第一实施例的加入了力传感器的机器人装置的构成的示意图。图2A是沿カ传感器的传感器主体的X-Z轴切取的截面的示意图。图2B是从图2A中的箭头A指示的方向观察的力传感器的传感器主体的第一传感器板的顶视平面图。图2C是从图2A中的箭头A指示的方向观察的力传感器的传感器主体的第二传感器板的顶视平面图。图3是在カ传感器的传感器主体中被设置在外框架中的部件的透视图。图4A是在操作部分沿X轴的方向经受カFx的情况下カ传感器的传感器主体的示意性截面图。图4B是在操作部分沿Z轴的方向经受カFz的情况下カ传感器的传感器主体的示意性截面图。图4C是在操作部分关于Y轴经受カ矩My的情况下カ传感器的传感器主体的示意性截面图。图5是示出根据本发明的第一实施例的力传感器的检测设备的电路组件的电气电路图。图6A是用于解释在永磁体的特性由于永磁体的温度变化而发生了变化的情况下的电路组件的校正操作并且示出关于永磁体的磁通量密度变化的总电压值的变化的示图。图6B是用于解释在永磁体的特性由于永磁体的温度变化而发生了变化的情况下的电路组件的校正操作并且示出基于总电压值和基准电压值之间的差值而被校正的恒流源的电流的示图。图7A是用于解释在霍尔元件的灵敏度系数由于霍尔元件的温度变化而发生了变化的情况下的电路组件的校正操作并且示出关于磁通量密度的总电压值的变化的示图。图7B是用于解释在霍尔元件的灵敏度系数由于霍尔元件的温度变化而发生了变化的情况下的电路组件的校正操作并且示出基于总电压值和基准电压值之间的差值而被校正的恒流源的电流的示图。图8是示出根据本发明的第二实施例的力传感器的传感器主体的示意性截面图。图9是示出根据本发明的第三实施例的加入了力传感器的机器人装置的构成的示意图。图10是示出根据本发明的第三实施例的力传感器的传感器主体的示意性截面图。图11是示出根据本发明的第三实施例的力传感器的检测设备的电路组件的电气电路图。图12是示出根据本发明的第四实施例的力传感器的传感器主体的示意性截面图。图13是示出根据本发明的第五实施例的加入了力传感器的具有机器人手的机器人装置的构成的示意图。具体实施例方式现在将參照附图详细描述本发明的优选实施例。第一实施例虽然在以下的描述中霍尔元件将代表磁电转换元件，但是，当然可以使用诸如MR元件的其它磁电转换元件。图I是示出根据本发明的第一实施例的具有力传感器的机器人装置的构成的示意图。图I所示的机器人装置900具有多关节(在第一实施例中，为6个关节JlJ6)机器人臂600和设置在机器人臂600的末端的用作端部效应器的机器人手800。此外，机器人装置900具有力传感器500和机器人控制器700，机器人控制器700控制机器人臂600和机器人手800的操作。力传感器500具有传感器主体100和与传感器主体100连接的检测设备400。传感器主体100被设置为介于机器人臂600的末端和机器人手800之间。换句话说，机器人臂600的末端直接被提供有传感器主体100。此外，机器人臂600的末端通过传感器主体100的居间(intermediary)而被提供有机器人手800。如图2A所示，传感器主体100具有用作框架的外框架3和包围在外框架3的上端处的开ロ的板状弹性部件2，外框架3由刚性部件形成并且形状基本上类似于上端开放的箱子(box)，板状弾性部件2可弾性地变形并且通过诸如螺钉的固定部件7稳固于外框架上。传感器主体100进ー步被提供有操作部分1，操作部分I被稳固于弾性部件2上并通过弹性部件2的居间而被外框架3弾性地支撑。操作部分I被设置为使得它通过弾性部件2中的通孔而延伸进出外框架3。此外，当向操作部分I的伸出(jutout)外框架3的部分施加外力吋，操作部分I关于外框架3沿相互正交的三个轴(即，X轴、Y轴和Z轴)的方向位移，并且还关于这些轴中的每ー个位移。换句话说，操作部分I关于外框架3具有6个自由度。操作部分I可与弾性部件2—体化地被形成。如图2A和图3所示，传感器主体100还包括设置在外框架3中的用作磁体的永磁体8。在外框架3内和在外框架3的底部，用于固定永磁体8的柱状支撑4与外框架3—体化地被形成。永磁体8被稳固于柱状支撑4上，以与外框架3—体化地被稳固。永磁体8由一般以Nd-Fe-B磁体、Sm-Co磁体、Sm-Fe-N磁体或铁氧体(ferrite)磁体为代表的磁体形成。虽然在本实施例中使用磁体作为永磁体8，但是，可以替代性地使用通过在磁性材料周围缠绕线圈而制成并且在通电时产生磁力的电磁体。传感器主体100具有第一传感器板10,该第一传感器板10被稳固于操作部分I上并被设置为与永磁体8的一个磁极面8a相对以使得在第一传感器板10和所述ー个磁极面8a之间提供间隔。传感器主体100还具有第二传感器板11，该第二传感器板11通过板连接部件5的居间而被稳固于操作部分I上并被设置为与永磁体8的另ー磁极面Sb相对以使得在第二传感器板11和另ー磁极面8b之间提供间隔。传感器主体100具有作为n个(n表示2或更大的整数，本实施例中的n为4)磁电转换元件的的第一霍尔元件6a、6b、6c和6d(參见图2B)，所述第一霍尔元件6a、6b、6c和6d被稳固于第一传感器板10上并被设置为面向永磁体8的一个磁极面8a以使得在第一霍尔元件和所述ー个磁极面8a之间具有间隔。此外，传感器主体100具有n个(在本实施例中n为4)第二霍尔元件9a、9b、9c和9d(參见图2C)，所述第二霍尔元件9a、9b、9c和9d被稳固于第二传感器板11上并被设置为面向永磁体8的另ー磁极面Sb以使得在第二霍尔元件和所述另ー磁极面8b之间具有间隔。换句话说，第一霍尔元件和第二霍尔元件被设置在操作部分I上，使得它们可关于永磁体8位移。四个第一霍尔元件6a6d和四个第二霍尔元件9a9d优选地被设置为确定沿相互正交的三个轴的方向的力成分和关于所述轴中的每ー个的カ矩成分。可根据要被检测的力和カ矩的类型适当地确定磁电转换元件的数目。第一霍尔兀件6a、6b、6c和6d以相等的间隔被布置于同一个圆上。类似地，第二霍尔兀件9a、9b、9c和9d以相等的间隔被布置于同一个圆上。关于以永磁体8为中心的对称平面，对称地设置第一霍尔兀件6a、6b、6c和6d以及第二霍尔兀件9a、9b、9c和9d。通过如上面描述的那样布置的霍尔元件6a6d和霍尔元件9a9d，当操作部分I关于外框架3位移时，第一霍尔兀件6a6d关于永磁体8的一个磁极面8a位移。第二霍尔元件9a9d也关于永磁体8的另ー磁极面8b位移。换句话说，当向操作部分I施加外力时，第一霍尔元件6a6d和第二霍尔元件9a9d在通过板连接部件5的居间而维持它们的相对位置的同时关于永磁体8位移。霍尔元件6a6d和9a9d输出具有与供给到霍尔元件的电流和通过霍尔元件的磁通量成比例的值的霍尔电压(输出电压)。霍尔兀件6a6d和9a9d使用相同的规格并且共享基本上相同的特性。通过上述的构成，使用根据本实施例的传感器主体100使得能够在向操作部分I施加力和カ矩时确定沿相互正交的三个轴中的每ー个的方向的力成分和关于每个轴的力矩成分。以下将參照图4A4C描述用于计算カ成分和カ矩成分的方法。图4A4C是传感器主体100的示意性截面图。图4A示出操作部分I沿X轴方向经受カFx的情況，图4B示出操作部分I沿Z轴方向经受カFz的情況，图4C示出操作部分I关于Y轴方向经受カ矩My的情況。如果如图4A所示的那样由于沿X轴方向的力Fx而在霍尔元件6a中出现磁通量密度位移-ABx,则将分别在霍尔元件6b、9a和9b中出现磁通量密度位移ABx、-ABx和ABx0如果如图4B所示的那样由于沿Z轴方向的カFz而在霍尔元件6a中出现磁通量密度位移-ABz，则将分别在霍尔元件6b、9a和9b中出现磁通量密度位移-ABz、ABz和ABz0并且，如果如图4C所示的那样由于沿Y轴方向的カ矩My而在霍尔元件6a中出现磁通量密度位移ABy,则将分别在霍尔元件6b、9a和9b中出现磁通量密度位移-ABy、_ABy和ABy0霍尔元件6a中的总磁通量密度位移由AB6a表示，霍尔元件6b中的总磁通量密度位移由AB6b表示，霍尔元件9a中的总磁通量密度位移由AB9a表示，并且，霍尔元件9b中的总磁通量密度位移由AB9b表示。根据下式确定总磁通量密度位移AB6a=-ABx-ABz+AByAB6b=ABx-ABz-AByAB9a=-ABx+ABz-AByAB9b=ABx+ABz+ABy。然后，各轴上的彼此相关的霍尔元件成对，并且，其间的差异被确定。顺便说一句，kx、kz和ky表示用于根据磁通量密度位移来计算カ和カ矩的比例系数。Fx=(AB6b+AB9b)-(AB6a+AB9a)=kxXABxFz=(AB9a+AB9b)-(AB6a+AB6b)=kzXABzMy=(AB6a+AB9b)-(AB9a+AB6b)=kyXABy以相同的方式，可以计算沿Y轴方向的力Fy、沿X轴方向的カ矩Mx和沿Z轴方向的カ矩Mz。上述的过程仅剩下当单独地向每个轴施加力时观察到的磁通量密度位移的项，由此允许容易地计算沿每个轴的方向产生的力成分和关于每个轴产生的カ矩成分。在本实施例中，使用霍尔元件6a6d和9a9d，使得可基于霍尔元件的霍尔电压确定力Fy、Fy和Fz以及カ矩Mx、My和Mz。传感器主体100的操作部分I和外框架3中的ー个(即，在第一实施例中为外框架3)被稳固于机器人臂600的末端，并且，另ー个(即，在第一实施例中为操作部分I)被稳固于机器人手800上。作为替代方案,夕卜框架3可被稳固于机器人手800上并且操作部分I可被稳固于机器人臂600的末端。图I所示的检测设备400包含电路组件200和处理器300，电路组件200检测来自传感器主体100的霍尔元件6a6d和9a9d的霍尔电压并且输出检测结果，处理器300确定作用于操作部分I上的力和カ矩。处理器300将カ成分输出发送到机器人控制器700。机器人控制器700基于カ成分来控制机器人臂600的姿势。图5示出力传感器500的电路组件200的电气电路图。如图5所示，电路组件200与四个第一霍尔元件6a6d连接，并且被提供有向霍尔元件6a6d供给设定电流值的电流的、数量(4个)与霍尔元件6a6d的数量对应的第一恒流源CClCC4。电路组件200还与四个第二霍尔元件9a9d连接，并且被提供有向霍尔元件9a9d供给设定电流值的电流的、数量(4个)与霍尔元件9a9d的数量对应的第二恒流源CC5CC8。电路组件200进ー步包含数量为与霍尔元件6a6d的数量对应的4个的第一电压检测器AMPlAMP4。检测器AMPlAMP4与四个第一霍尔元件6a6d连接，以检测霍尔元件6a6d的霍尔电压的电压值。电路组件200还包含数量为与霍尔元件9a9d的数量对应的4个的第二电压检测器AMP5AMP8。检测器AMP5AMP8与四个第二霍尔元件9a9d连接，以检测霍尔元件9a9d的霍尔电压的电压值。对于霍尔元件6a6d和9a9d设置恒流源CClCC8，使得其数量为与霍尔兀件6a6d和9a9d的数量相同的8个。类似地,设置匹配霍尔兀件6a6d和9a9d的电压检测器AMPlAMP8，使得其数量为8个，这是与霍尔元件6a6d的数量相同的数量。恒流源CClCC8操作以向霍尔兀件6a6d和9a9d供给设定电流值的恒定电流。在本实施例中，恒流源CClCC8被配置为向霍尔元件供给相同电流值的电流。电压检测器AMPlAMP8是差分放大器,其放大所检测的霍尔兀件6a6d和9a9d的霍尔电压，并且从输出端子OUTlA0UT2D向图I所示的后级中的处理器300输出大小与霍尔电压的电压值成比例的电压信号。处理器300基于由电压检测器AMPlAMP8检测的霍尔电压的电压值实施上述的计算，以确定操作部分I所经受的沿相互正交的三个轴中的每ー个的方向的力成分和关于各轴的カ矩成分。如上所述，已通过基于因外力而产生的霍尔兀件6a6d和9a9d的霍尔电压的计算而确定了力和カ矩。同时，在永磁体8中产生的磁通量一般根据其温度而改变。更具体而言，永磁体8具有其磁通量随着其温度上升而减小的负的温度特性。在本实施例中，电路组件200具有第一加法器ADDl、第二加法器ADD2和差分放大器DIF-AMP以及用作调整器的差分放大器ERR-AMP，第一加法器ADD1、第二加法器ADD2和差分放大器DIF-AMP构成总和计算器。第一加法器ADDl将从第一电压检测器AMPlAMP4输出的电压信号相加，而第二加法器ADD2将从第二电压检测器AMP5AMP8输出的电压信号相加。在本实施例中，霍尔元件6a6d和9a9d中的每ー个的ー个表面被设置为与永磁体8相对。第一霍尔兀件6a6d的霍尔电压和第二霍尔兀件9a9d的霍尔电压具有相反的极性。更具体而言，第一霍尔兀件6a6d的霍尔电压取正值,而第二霍尔兀件9a9d的霍尔电压取负值。由此，差分放大器DIF-AMP从第一加法器ADDl的输出结果减去第二加法器ADD2的输出結果，以确定由电压检测器AMPlAMP8检测的霍尔电压的电压值的绝对值的总和的电压值Vs。设定第二霍尔元件9a9d中的每ー个的另ー个表面使得它与永磁体8相对导致第二霍尔元件9a9d的霍尔电压取正值，从而使得能够使用加法器替代差分放大器DIF-AMP作为总和计算器。作为替代方案，作为加法器ADDl和ADD2及差分放大器DIF-AMP的替代，可以使用接收所有电压检测器AMPlAMP8的电压信号并将这些电压信号相加的加法器作为总和计算器。上述的加法器ADDl和ADD2及差分放大器DIF-AMP操作以确定霍尔电压的电压值的绝对值的总和的电压值Vs。电压值Vs表不指不由第一霍尔兀件6a6d和第二霍尔兀件9a9d检测的磁通量的总和的值。电压值Vs不响应于第一霍尔兀件6a6d和第二霍尔兀件9a9d相对于永磁体8的相对位移而改变，但是当永磁体8和霍尔兀件6a6d及9a9d的特性改变时，电压值Vs改变。例如，如果向操作部分I施加沿X轴方向的力Fx，从而导致霍尔元件6a6d和9a9d沿X轴方向位移，则通过霍尔元件6a、6c、9a和9c的磁通量随着导致的霍尔电压的增加而增加。与此相对照地，通过霍尔元件6b、6d、9b和9d的磁通量减小，并且，霍尔电压减小的量与上述的增加的量相同。这意味着所有的霍尔元件6a6d和9a9d的总电压、值Vs保持不变。如果永磁体8的温度上升并且在永磁体8中产生的磁通量减小，则从霍尔元件6a6d和9a9d输出的霍尔电压的电压值减小并且因此总电压值Vs减小。因此，差分放大器ERP-AMP基于输入的总电压值Vs和预设的基准电压值REF-V之间的差值而向恒流源CClCC8输出指示用于将总电压值Vs设为预设的基准电压值REF-V的设定电流值的电流命令信号(I.FB信号)。基准电压值REF-V是固定值。使总电压值Vs維持在固定电压值导致霍尔元件6a6d和9a9d输出与在永磁体8中不出现磁通量的变化的情况下的霍尔电压相同的霍尔电压。恒流源CClCC8向霍尔元件6a6d和9a9d供给基于输入的I.FB信号的设定电流值的电流。输出到恒流源CClCC8的I.FB信号共享同一个值，从而使得向霍尔元件6a6d和9a9d供给相同值的电流。以下，将參照图6A和图6B以及图7A和图7B具体描述用于通过反馈操作校正恒流源CClCC8的设定电流值的操作。I.基于永磁体8的温度特性的校正将參照图6A和图6B描述用于基于永磁体8的温度特性进行校正的操作。在图6A和图6B中，以开始时的永磁体8的磁通量密度B由于温度上升而变为B'的情况为例子。典型的霍尔元件的输出电压(霍尔电压)Vh被表达如下。Vh=KIhB这里，Vh:霍尔电压；K:灵敏度系数；Ih:操作电流；B:磁通量密度。如图6A所示,指示开始时的操作点的磁通量密度B处的所有霍尔元件的霍尔电压的总电压值Vo被表达如下。Vo=KIlB...(I)这里，11是霍尔元件的电流。此外，当磁体的操作点由于温度上升而移动到B'时的总电压值Vo’被表达如下。Vo，=K.Il.B，…(2)换句话说，根据图5所示的电路构成，差分放大器DIF-AMP的输出电压Vs将为Vo和Vo'。如果作为总磁通量检测结果的Vs为Vo，则它等于基准电压值REF-V，使得差分放大器ERR-AMP不产生校正电压。但是,如果作为当由于热退磁(demagnetization)而使得总磁通量减小时获得的总磁通量检测结果的Vs为Vo'，则差分放大器ERR-AMP输出用于产生通过将电压值Vo'和基准电压值REF-V之间的差值与Vo'相加而获得的误差控制电压Vo"的I*FB信号。与误差电压成反比地产生误差控制电压Vo"。由此，差分放大器ERR-AMP输出用于进行调整以増加霍尔元件的电流(12)的IFB信号。权利要求1.ー种カ传感器，包括传感器主体；和与传感器主体连接的检测设备，其中，传感器主体包含框架；被框架弹性地支撑并且当经受外力时相对于框架位移的操作部分；被设置在框架中并被稳固于框架上的磁体；第一磁电转换元件，以面向磁体的一个磁极面的方式被稳固于操作部分上，并且被设置为使得所述第一磁电转换元件能够与操作部分一起相对于所述ー个磁极面位移；第二磁电转换元件，以面向磁体的另ー磁极面的方式被稳固于操作部分上，并且被设置为使得所述第二磁电转换元件能够与操作部分一起相对于所述另ー磁极面位移；以及，所述检测设备基于由第一磁电转换元件和第二磁电转换元件输出的电压的电压值，确定作用于操作部分上的力和カ矩中的至少ー个，确定由第一和第二磁电转换元件输出的电压值的绝对值的总电压值，并且，调整供给到第一和第二磁电转换元件的电流的值，使得所述总电压值变为预定的基准电压值。2.—种カ传感器，包括传感器主体；和与传感器主体连接的检测设备，其中，传感器主体包含框架；被框架弹性地支撑并且当经受外力时相对于框架位移的操作部分；被设置在框架中、被稳固于框架上并且与操作部分一体化地位移的磁体；第一磁电转换元件，以面向磁体的一个磁极面的方式被稳固于框架上；以及第二磁电转换元件，被稳固于框架上以使得所述第二磁电转换元件与磁体的另ー磁极面相对并且維持与第一磁电转换元件的相互的相对位置；并且，所述检测设备基于由第一磁电转换元件和第二磁电转换元件输出的电压的电压值，确定作用于操作部分上的力和カ矩中的至少ー个，确定由第一和第二磁电转换元件输出的电压值的绝对值的总电压值，并且，调整供给到第一和第二磁电转换元件的电流的值，使得所述总电压值变为预定的基准电压值。3.ー种カ传感器，包括传感器主体；和与传感器主体连接的检测设备，其中，传感器主体包含框架；被框架弹性地支撑并且当经受外力时相对于框架位移的操作部分；被设置在框架中并被稳固于框架上的磁体；n个第一磁电转换元件，以面向磁体的一个磁极面的方式被稳固于操作部分上以使得在第一磁电转换元件和所述ー个磁极面之间具有间隔，并且被设置为使得第一磁电转换元件能够与操作部分一起相对于所述ー个磁极面位移，其中n表示2或更大的整数；以及ー个第二磁电转换元件，以面向磁体的另ー磁极面的方式被稳固于操作部分上，并且被设置为使得所述第二磁电转换元件能够与操作部分一起相对于所述另ー磁极面位移，并且，所述检测设备基于从所述n个第一磁电转换兀件输出的电压的电压值和从第二磁电转换兀件输出的电压的电压值，确定作用于操作部分上的力和カ矩中的至少ー个，确定从第一磁电转换元件输出的电压值的绝对值与作为从第二磁电转换元件输出的电压值的n倍的电压值的绝对值的总电压值，并且，调整供给到第一和第二磁电转换元件的电流的值，使得所述总电压值变为预定的基准电压值。4.ー种カ传感器，包括传感器主体；和与传感器主体连接的检测设备，其中，传感器主体包含框架；被框架弹性地支撑并且当经受外力时相对于框架位移的操作部分；被设置在框架中、被稳固于操作部分上并且与操作部分一体化地位移的磁体；n个第一磁电转换元件，以面向磁体的一个磁极面的方式被稳固于框架上以使得在第一磁电转换元件和所述ー个磁极面之间具有间隔，其中n表示2或更大的整数；以及第二磁电转换元件，被稳固于框架上以使得所述第二磁电转换元件与磁体的另ー磁极面相对并且維持与第一磁电转换元件的相互的相对位置，并且，所述检测设备基于从所述n个第一磁电转换兀件输出的电压的电压值和从第二磁电转换兀件输出的电压的电压值，确定作用于操作部分上的力和カ矩中的至少ー个，确定从第一磁电转换元件输出的电压的电压值的绝对值与作为从第二磁电转换元件输出的电压值的n倍的电压值的绝对值的总电压值，并且，调整供给到第一和第二磁电转换元件的电流的值，使得所述总电压值变为预定的基准电压值。5.—种机器人装置,包括多关节机器人臂；和根据权利要求I4中的任ー项的カ传感器，其中，所述传感器主体被设置在机器人臂上。6.—种机器人手,包括手主体；被手主体支撑的手指；和根据权利要求I4中的任ー项的カ传感器，其中，所述传感器主体被设置在手指上。7.ー种与传感器主体连接的检测设备，所述传感器主体具有框架；被框架弹性地支撑并且当经受外力时相对于框架位移的操作部分；被设置在框架中的磁体；以与磁体的一个磁极面相对的方式设置的第一磁电转换兀件；以及以与磁体的另ー磁极面相对的方式设置的第二磁电转换元件，其中，所述检测设备检测作用于操作部分上的力或カ矩，其中，所述检测设备基于由第一磁电转换元件和第二磁电转换元件输出的电压的电压值，确定作用于操作部分上的力和カ矩中的至少ー个，确定从第一和第二磁电转换元件输出的电压的电压值的绝对值的总电压值，并且，调整供给到第一和第二磁电转换元件的电流的值，使得所述总电压值变为预定的基准电压值。全文摘要本发明涉及力传感器、机器人装置、机器人手和检测设备。本发明的力传感器响应于磁体和霍尔元件的特性的变化，在不使用温度传感器的情况下校正霍尔元件的输出电压。文档编号B25J15/08GK102645302SQ20121003339公开日2012年8月22日申请日期2012年2月15日优先权日2011年2月15日发明者太田智市郎申请人:佳能株式会社