力检测装置、机器人以及电子部件输送装置的制造方法_2

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方向的剪切力的检测和基于上述第二基板的、与上述 第一检测方向交叉的第二检测方向的剪切力的检测来对施加于上述第一基部与上述第二 基部的外力进行检测。
[0046] 由此,力检测装置成为不易受温度的变动而带来的影响的装置,因此,能够对外力 正确地进行检测。
[0047] 应用例12
[0048] 在上述应用例的力检测装置中,优选上述第一基板、上述第二基板为Y切向水晶 板,上述第一基板的水晶结晶的x轴与上述第二基板的水晶结晶的x轴正交。
[0049] 由此,能够以使用水晶板的简单的结构,对外力可靠地进行检测。
[0050] 应用例13
[0051] 在上述应用例的力检测装置中,优选以将与第一平面和第二平面的交线平行的方 向设为C轴的正交坐标轴A轴、B轴、C轴为坐标轴,从而将施加于上述第一基部与上述第二 基部的外力检测为3轴方向的外力的成分,其中,上述第一平面与第一夹持方向正交,上述 第二平面与第二夹持方向正交。
[0052] 由此,能够对三维中的外力可靠地进行检测。
[0053] 应用例14
[0054] 在上述应用例的力检测装置中,优选在将上述A轴与上述第一平面所成的角度设 为+e,将上述A轴与上述第二平面所成的角度设为,将上述第一压电元件的第一检测 方向与包含上述A轴和上述B轴的平面所成的角度设为n,将上述第二压电元件的第三检 测方向与包含上述A轴和上述B轴的平面所成的角度设为-n,将第一输出设为fxi-i,将 第二输出设为fxl-2,将第三输出设为fx2_l,将第四输出设为fx2_2时,上述A轴方向的力 成分FA、上述B轴方向的力成分FB以及上述C轴方向的力成分FC分别由下述式(1)、(2) 以及(3)表示。
[0055] FA=fxl-1 ?cosn?cos e-fxl_2 ?sinn?cos e
[0056] - fx2_l?cos n?cos e +fx2_2?sin n?cos e? ?(1)
[0057] FB=-fxl-1 ?cosn?sine+fxl-2 ?sinn?sine
[0058] -fx2_l?cosn?sine+fx2_2 ?sinn?sine? ? (2)
[0059] FC= -fxl-1 ?sinn-fxl_2 ?cosn-fx2_l?sinn
[0060] -fx2~2 ?cosn* * (3)
[0061] 由此,能够在不易受温度的变动而带来的影响的状态下,对三维中的外力可靠地 进行检测。
[0062] 应用例15
[0063]在上述应用例的力检测装置中,优选具备多个设置于上述压电元件的周围并对上 述压电元件施加加压的加压螺钉,上述加压螺钉的加压方向为与上述第一基板以及上述第 二基板的层叠方向平行的方向。
[0064] 由此,在对压电元件作用有剪切力时,可靠地产生构成压电元件的基板彼此之间 的摩擦力,因此,能够对电荷可靠地进行检测。
[0065] 应用例16
[0066] 本应用例所涉及的力检测装置的特征在于,具备:第一基部;第二基部;以及多个 压电元件,它们被上述第一基部与上述第二基部夹持,而对施加于上述第一基部与上述第 二基部的外力进行检测,上述第一基部包含固定于测量对象的第一安装面,上述第二基部 包含固定于测量对象的第二安装面,上述压电元件被设置为上述第一安装面或者上述第二 安装面的法线与上述压电元件的第一基板和第二基板的层叠方向成为正交,上述力检测装 置的总重量比lkg轻。
[0067] 由此,将力检测装置的重量设为比lkg轻,从而能够减少施加于安装的部位的、力 检测装置的重量的负荷。另外,能够缩小对安装的部位进行驱动的促动器的容量,因此能够 将安装的部位设计为小型。
[0068]应用例17
[0069] 本应用例所涉及的力检测装置的特征在于,具备:第一基部;第二基部;以及多个 压电元件,它们被上述第一基部与上述第二基部夹持,而对施加于上述第一基部与上述第 二基部的外力进行检测,上述第一基部包含固定于测量对象的第一安装面,上述第二基部 包含固定于测量对象的第二安装面,上述压电元件被设置为上述第一安装面或者上述第二 安装面的法线与上述压电元件的第一基板和第二基板的层叠方向成为正交,在上述第一基 部与上述第二基部之间的空间收纳将上述多个压电元件输出的电荷转换成电压的转换电 路和根据上述电压来运算外力的运算电路。
[0070] 由此,不另外配置运算电路,而将其内置化,由此不需要布线电缆等的牵引。
[0071] 应用例18
[0072] 在上述应用例的力检测装置中,优选在上述转换电路或者上述运算电路包含半导 体开关或者MEMS开关的至少任一种。
[0073] 由此,若将开关元件从以往的机械开关置换成半导体开关、MEMS开关,则能够实现 轻型化。
[0074] 应用例19
[0075] 在上述应用例的力检测装置中,优选上述第一基部与上述第二基部形成具有圆形 或者圆角正方形的剖面形状的收纳空间,上述压电元件的每一个与对应的上述第一安装面 或者上述第二安装面的中心的距离相等。
[0076] 由此,若将第一基部以及第二基部的剖面形状形成为圆形或者圆角正方形,将压 电元件配置为圆周状,则应力能够均匀地分散,因此能够使第一基部以及第二基部的厚度 变薄。
[0077] 应用例20
[0078] 本应用例的机器人的特征在于,是具备了具有对外力进行检测的多个压电元件的 力检测装置和机器人臂的机器人,上述力检测装置的重量比上述机器人臂能够输送的最大 重量的20%轻。
[0079] 由此,力检测装置的重量比机器人臂能够输送的最大重量的20%轻,从而能够容 易进行施加力检测装置的重量的机器人臂的控制。
[0080] 应用例21
[0081] 本应用例所涉及的力检测装置的特征在于,具备:第一基部;第二基部;以及多个 压电元件,它们被上述第一基部与上述第二基部夹持,而对施加于上述第一基部与上述第 二基部的外力进行检测,上述第一基部包含固定于测量对象的第一安装面,上述第二基部 包含固定于测量对象的第二安装面,上述多个压电元件具有由Y切向水晶板构成的第一基 板以及由Y切向水晶板构成的第二基板,上述第一基板与上述第二基板平行地层叠,在上 述第一基板与上述第二基板的层叠方向,上述第一基板的x轴与上述第二基板的x轴交叉, 上述第一基板的z轴与上述第二基板的z轴交叉,上述压电元件被设置为上述第一安装面 或者上述第二安装面的法线与上述层叠方向不同。
[0082] 由此,力检测装置成为不易受温度的变动而带来的影响的装置,因此,能够对外力 正确地进行检测。
[0083] 应用例22
[0084] 在上述应用例的力检测装置中,优选上述压电元件对上述第一基板以及上述第二 基板的面内的正交的2个方向和与上述2个方向正交的1个方向合计3个方向的外力进行 检测。
[0085] 由此,能够对外力三维地进行检测。
[0086] 应用例23
[0087] 在上述应用例的力检测装置中,优选上述第一基部以及上述第二基部中的至少一 方的基部由呈板状的部件构成,在将上述部件的面内的正交的2个方向设为A轴、B轴,将与 上述A轴以及上述B轴正交的方向设为C轴,将上述压电元件相对于上述部件的倾斜角度 设为e,将上述第一基板的x轴与上述A轴所成的角度设为9,将沿上述第一基板的x轴 方向施加的力设为fxl,将沿上述第二基板的x轴方向施加的力设为fx2时,上述A轴方向 的力FA、上述B轴方向的力FB以及上述C轴方向的力FC分别由下述式(4)、(5)以及(6) 表不。
【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;以及 多个压电元件,它们被所述第一基部与所述第二基部夹持,并对施加于所述第一基部 与所述第二基部的外力进行检测, 所述第一基部包含固定于测量对象的第一安装面,所述第二基部包含固定于测量对象 的第二安装面, 所述压电元件具有由Y切向水晶板构成的第一基板以及由Y切向水晶板构成的第二基 板,所述第一基板与所述第二基板被平行地层叠,在所述第一基板与所述第二基板的层叠 方向,所述第一基板的x轴与所述第二基板的x轴交叉,所述第一基板的z轴与所述第二基 板的z轴交叉, 所述压电元件被设置为所述第一安装面或者所述第二安装面的法线与所述层叠方向 正交。
2. 根据权利要求1所述的力检测装置,其特征在于, 所述压电元件对所述第一基板以及所述第二基板的面内的正交的2个方向和与所述2 个方向正交的1个方向合计3个方向的外力进行检测。
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