[0357]力检测装置100具有检测被施加于末端执行器530的外力的功能。通过将力检测装置100检测的力反馈至基台510的控制部，单臂机器人500能够执行更精密的作业。另夕卜，根据力检测装置100检测的力，单臂机器人500能够检测末端执行器530与障碍物的接触等。因此，能够容易地进行难以通过现有的位置控制进行的躲避障碍物动作、避免对象物损伤动作等，单臂机器人500能够更安全地执行作业。
[0358]此外，在图示的结构中，臂520由合计5个臂单元构成，但本发明不限于此。臂520由I个臂单元构成的情况、由2?4个臂单元构成的情况、由6个以上臂单元构成的情况也在本发明的范围内。
[0359]<多臂机器人的实施方式>
[0360]接下来，根据图19，说明作为本发明的机器人的实施方式的多臂机器人。
[0361]图19是表示使用了力检测装置的多臂机器人的一个例子的图。图19的多臂机器人600具有基台610、第一臂620、第二臂630、设置于第一臂620的前端侧的第一末端执行器640a、设置于第二臂630的前端侧的第二末端执行器640b、设置在第一臂620与第一末端执行器640a之间以及第二臂630与第二末端执行器640b之间的力检测装置100。其中，使用上述各实施方式的力检测装置I?Ie的任一个作为力检测装置100。
[0362]基台610具有对产生用于使第一臂620以及第二臂630转动的动力的致动器(未图示)以及控制致动器的控制部(未图示)等进行收纳的功能。另外，基台610例如被固定于地面、墙壁、天井、能够移动的台车上等。
[0363]第一臂620通过将第一臂单元621以及第二臂单元622转动自如地连结而构成。第二臂630通过将第一臂单元631以及第二臂单元632转动自如地连结而构成。第一臂620以及第二臂630通过根据控制部的控制，以各臂单元的连结部为中心复合地旋转或者弯曲而进行驱动。
[0364]第一末端执行器640a以及第二末端执行器640b (也称为第一、第二末端执行器640a、640b)具有把持对象物的功能。第一末端执行器640a具有第一指641a以及第二指642a。第二末端执行器640b具有第一指641b以及第二指642b。在通过第一臂620的驱动而使第一末端执行器640a到达规定的动作位置后，通过调整第一指641a以及第二指642a的分离距离，能够把持对象物。同样，在通过第二臂630的驱动使第二末端执行器640b到达规定的动作位置后，通过调整第一指641b以及第二指642b的分离距离，能够把持对象物。
[0365]力检测装置100具有检测被施加于第一、第二末端执行器640a、640b的外力的功能。通过将力检测装置100检测的力反馈至基台610的控制部，多臂机器人600能够更精密地执行作业。另外，通过力检测装置100检测的力，多臂机器人600能够检测第一、第二末端执行器640a、640b与障碍物的接触等。因此，能够容易地进行通过现有的位置控制难以进行的躲避障碍物动作、避免对象物损伤动作等，多臂机器人600能够更安全地执行作业。
[0366]此外，在图示的结构中，合计有2个臂，但本发明不限于此。多臂机器人600具有3个以上臂的情况也在本发明的范围内。
[0367]<电子部件检查装置以及电子部件输送装置的实施方式>
[0368]接下来，根据图20、图21，说明本发明的电子部件检查装置以及电子部件输送装置的实施方式。
[0369]图20是表示使用了力检测装置的电子部件检查装置以及部件输送装置的一个例子的图。图21是表示使用了力检测装置的电子部件输送装置的一个例子的图。
[0370]如图20所示，电子部件检查装置700具有基台710和直立设置于基台710的侧面的支承台720。在基台710的上表面设置有载置并输送检查对象的电子部件711的上游侧工作台712u、和载置并输送检查完毕的电子部件711的下游侧工作台712d。另外，在上游侧工作台712u与下游侧工作台712d之间设置有用于确认电子部件711的姿势的拍摄装置713、和为了检查电特性而供电子部件711放置的检查台714。其中，作为电子部件711的例子，可举出半导体、半导体晶片、CLD、0LED等显示设备、晶体设备、各种传感器、喷墨头、各种MHMS设备等等。
[0371]另外，在支承台720设置有能够向平行于基台710的上游侧工作台712u以及下游侧工作台712d的方向(Y方向)移动的Y工作台731，从Y工作台731向朝向基台710的方向(X方向)延伸配置有臂部732。另外，在臂部732的侧面设置有能够沿X方向移动的X工作台733。另外，在X工作台733设置有拍摄照相机734、和能够沿上下方向(Z方向)移动的内置有Z工作台的电子部件输送装置740。另外，在电子部件输送装置740的前端侧设置有把持电子部件711的把持部741。另外，在电子部件输送装置740的前端与把持部741之间设置有力检测装置100。并且，在基台710的前面侧设置有控制电子部件检查装置700的整体动作的控制装置750。其中，使用上述各实施方式的力检测装置I?Ie的任一个作为力检测装置100。
[0372]电子部件检查装置700如下那样进行电子部件711的检查。最初，将检查对象的电子部件711载置于上游侧工作台712u，并移动到检查台714的附近。接下来，移动Y工作台731以及X工作台733，使电子部件输送装置740移动到被载置于上游侧工作台712u的电子部件711的正上方的位置。此时，能够使用拍摄照相机734来确认电子部件711的位置。然后，若使用内置于电子部件输送装置740内的Z工作台使电子部件输送装置740下降并利用把持部741把持电子部件711，则使电子部件输送装置740原样移动到拍摄装置713之上，使用拍摄装置713来确认电子部件711的姿势。接下来，使用内置于电子部件输送装置740的微调机构来调整电子部件711的姿势。然后，在使电子部件输送装置740移动到检查台714之上后，移动内置于电子部件输送装置740的Z工作台，将电子部件711放置于检查台714之上。由于使用电子部件输送装置740内的微调机构调整了电子部件711的姿势，所以能够在检查台714的正确位置放置电子部件711。接下来，在使用检查台714结束了电子部件711的电特性检查后，接着从检查台714举起电子部件711，移动Y工作台731以及X工作台733，使电子部件输送装置740移动到下游侧工作台712d，将电子部件711放置在下游侧工作台712d。最后，使下游侧工作台712d动作，将检查结束了的电子部件711输送到规定位置。
[0373]如图21所示，电子部件输送装置740包括力检测装置100。详细而言，电子部件输送装置740具有把持部741、与把持部741连接的6轴的力检测装置100、经由6轴的力检测装置100与把持部741连接的旋转轴742、以及以能够旋转的方式被安装于旋转轴742的微调板743。另外，微调板743能够一边被引导机构(未图示)引导一边沿X方向以及Y方向移动。
[0374]另外，朝向旋转轴742的端面搭载有旋转方向用的压电马达744 Θ，压电马达744 Θ的驱动凸部(未图示)被按压于旋转轴742的端面。因此，通过使压电马达744 Θ动作，能够使旋转轴742 (以及把持部741)沿Θ方向旋转任意的角度。另外，朝向微调板743设置有X方向用的压电马达744χ和Y方向用的压电马达744y，各自的驱动凸部(未图示)被按压于微调板743的表面。因此，通过使压电马达744x动作，能够使微调板743(以及把持部741)沿X方向移动任意的距离，同样，通过使压电马达744y动作，能够使微调板743 (以及把持部741)沿Y方向移动任意的距离。
[0375]另外，力检测装置100具有检测被施加于把持部741的外力的功能。通过将力检测装置100检测的力反馈至控制装置750，电子部件输送装置740以及电子部件检查装置700能够更精密地执行作业。另外，能够根据力检测装置100检测的力来检测把持部741与障碍物的接触等。因此，能够容易地进行通过现有的位置控制难以进行的躲避障碍物动作、避免对象物损伤动作等，电子部件输送装置740以及电子部件检查装置700能够执行更安全的作业。
[0376]<部件加工装置的实施方式>
[0377]接下来，根据图22，说明本发明的部件加工装置的实施方式。
[0378]图22是表示使用了力检测装置的部件加工装置的一个例子的图。图22的部件加工装置800具有基台810、直立形成于基台810的上表面的支柱820、设置于支柱820的侧面的输送机构830、能够升降地安装于输送机构830的工具位移部840、与工具位移部840连接的力检测装置100、以及经由力检测装置100被安装于工具位移部840的工具850。其中，使用上述各实施方式的力检测装置I?Ie的任一个作为力检测装置100。
[0379]基台810是用于载置、固定被加工部件860的台。支柱820是用于固定输送机构830的柱。输送机构830具有使工具位移部840升降的功能。输送机构830具有输送用马达831、和根据来自输送用马达831的输出使工具位移部840升降的引导器832。工具位移部840具有对工具850赋予旋转、振动等位移的功能。工具位移部840具有位移用马达841、在与位移用马达841连结的主轴(未图示)的前端设置的工具安装部843、以及安装于工具位移部840并保持主轴的保持部842。工具850经由力检测装置100被安装于工具位移部840的工具安装部843，用于根据由工具位移部840赋予的位移来加工被加工部件860。工具850没有特别限定，例如是扳手、十字螺丝刀、一字螺丝刀、切刀、圆锯、钳子、锥子、钻头、铣刀等。
[0380]力检测装置100具有检测被施加于工具850的外力的功能。通过将力检测装置100检测的外力反馈至输送用马达831、位移用马达841，部件加工装置800能够更精密地执行部件加工作业。另外，能够根据力检测装置100检测的外力来检测工具850与障碍物的接触等。因此，能够在障碍物等接触工具850的情况下紧急停止，部件加工装置800能够执行更安全的部件加工作业。
[0381]<移动体的实施方式>
[0382]接下来，根据图23，说明使用了本发明的力检测装置的移动体的实施方式。
[0383]图23是表示使用了力检测装置的移动体的一个例子的图。图23的移动体900能够通过被赋予的动力而移动。移动体900没有特别限定，例如是汽车、自行车、飞机、船、电车等交通工具、双足步行机器人、车轮移动机器人等机器人等。
[0384]移动体900具有主体910 (例如交通工具的框体、机器人的主体等)、供给用于使主体910移动的动力的动力部920、检测因主体910的移动所产生的外力的力检测装置100、以及控制部930。其中，使用上述各实施方式的力检测装置I?Ie的任一个作为力检测装置 100。
[0385]若利用从动力部920供给的动力使主体910移动，则伴随着移动而产生振动、加速度等。力检测装置100检测因伴随着移动所产生的振动、加速度等引起的外力。被力检测装置100检测出的外力传递至控制部930。控制部930根据从力检测装置100传递来的外力来控制动力部920等，由此执行姿势控制、振动控制以及加速控制等控制。
[0386]以上，以实施方式为例说明了本发明的力检测装置、机器人、电子部件输送装置、电子部件检查装置以及部件加工装置，但本发明不限定于此，各部分的结构能够置换为具有相同功能的任意结构。另外，可以在本发明中附加其它任意的结构物。
[0387]另外，本发明也可以将上述实施方式中的任意2种以上结构(特征)组合。
[0388]另外，在本发明中可以省略外壳。
[0389]另外，在上述实施方式中，作为根据外力而输出信号的元件采用的是使用了压电体的结构，但在本发明中，只要是根据被施加的外力而输出变化的结构即可，并不局限于此，此外，例如可举出使用了感压导电体等的结构。
[0390]另外，在本发明中，可以代替加压螺栓而使用例如不具有对元件赋予加压的功能的部件，另外，可以采用螺栓以外的固定方法。
[0391]另外，本发明的机器人只要具有臂即可，不限定于臂型机器人(机械臂)，也可以是其它形式的机器人，例如SCARA机器人、腿式行走(行驶)机器人等。
[0392]另外，本发明的力检测装置并不局限用于机器人、电子部件输送装置、电子部件检查装置、部件加工装置以及移动体，也能够应用于其它的装置，例如其它的输送装置、其它的检查装置、测振仪、加速度计、重力仪、测力计、地震仪、测斜仪等测定装置、输入装置等。
[0393]附图标记说明:l、la、lb、lc、ld、le、100…力检测装置；2…第一基板(第一基部)；3…第二基板(第二基部);4…模拟电路基板；5…数字电路基板；6…传感器设备；7…温度传感器；7a…第一温度传感器；7b…第二温度传感器；10...电荷输出兀件(兀件)；11…接地电极层；12...β轴用的外力传感器；13...Y轴用的外力传感器；14...α轴用的外力传感器；21…第一凸部；22…方筒状部；25...内螺纹；31…第二凸部；35…孔；40…外力检测电路；41、42…孔；51、52…孔;60…外壳;61…基部；62…盖体；63…端子；81…加压螺栓；90a、90b、90c、90d…转换电路；91…运算放大器;92…电容器;93…开关兀件；121…第一压电体层；122…输出电极层；123…第二压电体层；131…第三压电体层；132…输出电极层；133…第四压电体层；141…第五压电体层；142…输出电极层；143…第六压电体层；401…AD转换器；402…运算部；403…存储部；403a…修正值存储部；500…单臂机器人；600…多臂机器人；700…电子部件检查装置；740…电子部件输送装置；800…部件加工装置；90(l...移动体。
【主权项】
1.一种力检测装置，其特征在于，具备: 第一基部； 第二基部； 元件，其被设置在所述第一基部与所述第二基部之间，根据外力来输出电荷； 转换电路，其将从所述元件输出的所述电荷转换为电压； 补偿用转换电路，其对所述转换电路进行温度补偿； 温度传感器，其检测所述转换电路的温度；以及 外力运算电路，其根据所述温度传感器的检测结果、从所述转换电路输出的电压、以及从所述补偿用转换电路输出的电压来运算所述外力。
2.根据权利要求1所述的力检测装置，其特征在于， 在将由所述温度传感器检测的所述转换电路的温度设为t、从所述转换电路输出的电压设为Vo、从所述补偿用转换电路输出的电压设为Vt、系数设为A时，所述外力运算电路根据所述温度t来修正所述系数A，通过下述(I)式来运算所述外力Vc，Vc = Vo — A.Vt...(I)。
3.根据权利要求2所述的力检测装置，其特征在于， 所述力检测装置具有存储部，该存储部存储表示所述系数A与所述温度t的关系的信息， 所述外力运算电路根据所述信息，从所述温度t导出所述系数A。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的力检测装置，其特征在于， 所述转换电路和补偿用转换电路由相同的部件构成。
5.根据权利要求1?4中任一项所述的力检测装置，其特征在于， 所述力检测装置具有电路基板，该电路基板被设置在所述第一基部与所述第二基部之间，并安装有所述转换电路以及所述补偿用转换电路， 所述温度传感器被安装于所述电路基板。
6.根据权利要求1?5中任一项所述的力检测装置，其特征在于， 所述元件具有被层叠的3个外力传感器， 在将所述外力传感器的层叠方向设为Y轴方向、正交于所述Y轴方向且相互正交的方向分别设为α轴方向、β轴方向的情况下， 所述外力传感器的一个根据沿所述α轴方向的所述外力来输出所述电荷， 所述外力传感器的一个根据沿所述β轴方向的所述外力来输出所述电荷， 所述外力传感器的一个根据沿所述Y轴方向的所述外力来输出所述电荷。
7.根据权利要求6所述的力检测装置，其特征在于， 所述力检测装置具有至少3个所述元件， 所述外力运算电路根据所述温度传感器的检测结果、利用所述转换电路对从各所述元件输出的所述电荷进行转换而成的电压、以及从所述补偿用转换电路输出的电压，来检测6个轴力。
8.根据权利要求1?7中任一项所述的力检测装置，其特征在于， 所述力检测装置具有多个所述元件， 各所述元件沿所述第一基部或者所述第二基部的周向以等角度间隔配置。
9.一种机器人,其特征在于,具备: 臂； 末端执行器，其被设置于所述臂；以及 力检测装置，其被设置在所述臂与所述末端执行器之间，检测所述末端执行器被施加的外力， 所述力检测装置具备: 第一基部； 第二基部； 元件，其被设置在所述第一基部与所述第二基部之间，根据外力来输出电荷； 转换电路，其将从所述元件输出的所述电荷转换为电压； 补偿用转换电路，其将电荷转换为电压； 温度传感器，其检测所述转换电路的温度；以及 外力运算电路，其根据所述温度传感器的检测结果、从所述转换电路输出的电压、以及从所述补偿用转换电路输出的电压，来运算所述外力。
10.一种电子部件输送装置，其特征在于，具备: 把持部，其把持电子部件；和 力检测装置，其检测所述把持部被施加的外力， 所述力检测装置具备: 第一基部； 第二基部； 元件，其被设置在所述第一基部与所述第二基部之间，根据外力来输出电荷； 转换电路，其将从所述元件输出的所述电荷转换为电压； 补偿用转换电路，其由与所述转换电路相同的部件构成； 温度传感器，其检测所述转换电路的温度；以及 外力运算电路，其根据所述温度传感器的检测结果、从所述转换电路输出的电压、以及从所述补偿用转换电路输出的电压，来运算所述外力。
11.一种电子部件检查装置，其特征在于，具备: 把持部，其把持电子部件； 检查部，其检查所述电子部件；以及 力检测装置，其检测所述把持部被施加的外力， 所述力检测装置具备: 第一基部； 第二基部； 元件，其被设置在所述第一基部与所述第二基部之间，根据外力来输出电荷； 转换电路，其将从所述元件输出的所述电荷转换为电压； 补偿用转换电路，其由与所述转换电路相同的部件构成； 温度传感器，其检测所述转换电路的温度；以及 外力运算电路，其根据所述温度传感器的检测结果、从所述转换电路输出的电压、以及从所述补偿用转换电路输出的电压，来运算所述外力。
12.—种部件加工装置，其特征在于，具备: 工具位移部，其被安装工具，使所述工具位移；和 力检测装置，其检测所述工具被施加的外力， 所述力检测装置具备: 第一基部； 第二基部； 元件，其被设置在所述第一基部与所述第二基部之间，根据外力来输出电荷； 转换电路，其将从所述元件输出的所述电荷转换为电压； 补偿用转换电路，其由与所述转换电路相同的部件构成； 温度传感器，其检测所述转换电路的温度；以及 外力运算电路，其根据所述温度传感器的检测结果、从所述转换电路输出的电压、以及从所述补偿用转换电路输出的电压，来运算所述外力。
【专利摘要】本发明涉及力检测装置、机器人、电子部件输送装置、电子部件检查装置以及部件加工装置。所述力检测装置具备：第一基部；第二基部；元件，其被设置在第一基部与第二基部之间，根据外力来输出电荷；转换电路，其将从元件输出的电荷转换为电压；补偿用转换电路，其对转换电路进行温度补偿；温度传感器，其检测转换电路的温度；以及外力运算电路，其根据温度传感器的检测结果、从转换电路输出的电压、和从补偿用转换电路输出的电压来运算外力。
【IPC分类】G01L1-16, B25J19-02
【公开号】CN104596678
【申请号】CN201410583871
【发明人】松本隆伸, 斋藤英俊, 荒川丰, 神谷俊幸
【申请人】精工爱普生株式会社
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年10月27日