器91的输出端子连接。另外，开关元件93的栅电极与驱动电路(未图示)连接。
[0150]可以在各变换输出电路90a、90b、90c的开关元件93连接同一驱动电路，也可以分别连接不同的驱动电路。从驱动电路向各开关元件93输入全部同步的接通/断开信号。由此，各变换输出电路90a、90b、90c的开关元件93的动作同步。即，各变换输出电路90a、90b、90c的开关元件93的接通/断开时刻一致。
[0151]接下来，对数字电路基板5具备的外力检测电路40进行详述。
[0152]外力检测电路
[0153]外力检测电路40具有基于从各变换输出电路90a输出的电压Vyl、Vy2、Vy3、Vy4、从各变换输出电路90b输出的电压Vzl、Vz2、Vz3、Vz4、和从各变换输出电路90c输出的电压Vxl、Vx2、Vx3、Vx4来检测被施加的外力的功能。
[0154]该外力检测电路40具有与变换输出电路(变换电路)90a、90b、90c连接的AD转换器401、和与AD转换器401连接的运算部(运算电路)402。
[0155]AD 转换器 401 具有将电压 Vxl、Vyl、Vzl、Vx2、Vy2、Vz2、Vx3、Vy3、Vz3、Vx4、Vy4、Vz4从模拟信号变换为数字信号的功能。将通过AD转换器401经过数字变换的电压Vxl、Vyl、Vzl、Vx2、Vy2、Vz2、Vx3、Vy3、Vz3、Vx4、Vy4、Vz4 输出给运算部 402。
[0156]运算部402对经过数字变换的电压Vx、Vy、Vz进行例如使各变换输出电路90a、90b,90c间的灵敏度之差消除的修正等各处理。而且，运算部402输出与从电荷输出元件10输出的电荷Qx、Qy、Qz的积蓄量成比例的3个信号。
[0157]α轴、β轴以及γ轴方向的力检测(力检测方法)
[0158]如前述，各电荷输出元件10成为被设置成层叠方向LD和夹持方向SD与第I基部2 (底板22)平行、且与上表面321的法线NL2正交的状态(参照图1)。
[0159]而且，α轴方向的力Fa、β轴方向的力Fb以及γ轴方向的力F。分别能够利用下述式子⑴、⑵以及⑶表示。式子⑴?⑶中的“fXl-工”是在传感器设备6A的第I传感器12 (第I检测板)的X轴方向上施加的力，即，是根据电荷Qxl (第I输出)求出的力，^fx1- 2”是在第3传感器14(第2检测板)的X轴方向上施加的力，即，是根据电荷Qyl (第2输出)求出的力。另外，“fX2_i”是在传感器设备6B的第I传感器12(第I检测板)的X轴方向上施加的力，即，是根据电荷Qx2 (第3输出)求出的力，“fx2_ 2”是在第3传感器14(第2检测板)的X轴方向上施加的力，即，是根据电荷Qy2(第4输出)求出的力。
[0160]Fa= fx !_ ! *cos η.*cos ε ——fxx_ 2.sin η.*cos ε ——fx2_ χ *cos η.*cos ε +fx2_2.sin η..cos ε …(I)
[0161]Fb=- fx x *cos η..sin ε +fxx_ 2.sin η..sin ε — fx2_ x *cos η..sin ε +fx2-2.sin η..sin ε …(2)
[0162]Fc= — fx x.sin η.— fxx_ 2.cos η.— fx2_ x.sin η.——fx2_ 2.cos η...(3)
[0163]例如，在为图1、图2所示的构成的力检测装置I的情况下，ε为45°，n为0°。若向式子⑴?⑶的ε代入45°，向n代入0°，则力FA?FC分别成为:
[0164]Fa= fx !_ J V 2 — fx2_ J -J 2
[0165]Fb= — fx !_ J V 2 — fx2_ J -4 2
[0166]Fc= - fx^ 2— fx2- 2°
[0167]这样在力检测装置I中，在检测力FA?，难以受到温度的变动所带来的影响，即，不使用易附着噪声的第2传感器13 (电荷Qz)，而能够进行该检测。因此，力检测装置I成为难以受到温度的变动所带来的影响，而例如减少到以往的力检测装置的1/20以下的装置。由此，即使力检测装置I在温度变化激烈的环境下，也能够准确、稳定地检测力fa?F
[0168]此外，基于来自各电荷输出元件10的电荷来计算实施方式中的力检测装置I整体的平移力Fa?F c、以及旋转力MA?Mc。另外，在本实施方式中，电荷输出元件10设置4个，但如果电荷输出元件10至少设置3个，则能够计算旋转力MA?M。。
[0169]另外，这种构成的力检测装置I总重量比Ikg轻。由此，能够减少安装力检测装置I的重量的手腕所受的负荷，能够减小驱动手腕的致动器的容量，所以能够将手腕设计成小型。并且，该力检测装置I的重量比机器人手臂能够搬运的最大能力的20%轻。由此，能够使安装有力检测装置I的重量的机器人手臂的控制变得容易。
[0170]以上说明的那样的力检测装置I还在第I基部2与第2基部3之间具备与它们接触(紧密接触)而设置的密封环(环状的密封部件)9。通过该密封环9，前述的收纳空间被气密(液密)地密封，能够防止粉尘、水分等异物侵入力检测装置I的内部，因此，能够防止从各传感器设备6输出的电荷泄漏。
[0171]如图1以及图7所示，第I基部2具有从底板22朝向上方竖立设置的周壁25。该周壁25沿着底板22的外边缘部设置，呈四边形的筒状。
[0172]另一方面，第2基部3具有从侧壁33向下方突出的突出部35。该突出部35沿着侧壁33的内边缘部设置，呈四边形的筒状。
[0173]在组装了力检测装置I的状态(以下，称为“力检测装置I的组装状态”。)下，突出部35如图7所示，位于第I基部2的周壁25的内侧。另外，突出部35的外形(由外周边规定的区域)的尺寸被设定成比周壁25的内形(由内周缘规定的区域)的尺寸小。由此，突出部35(第2基部3的一部分)和周壁25(第I基部2的一部分)从力检测装置I的侧方(与γ轴正交的方向)观察，遍及它们的整周上相互重叠，并且在突出部35与周壁25之间形成有缝隙29。
[0174]在该突出部35与周壁25重叠的部分，在面向突出部35的周壁25的内面(第I对置面)251的面(第2对置面)351上沿着其周方向形成有槽37。
[0175]此外，槽37的纵剖面形状在图示的构成中是长方形(矩形)状，但并不局限于此，例如可以是长方形以外的多边形状、半圆形状等。
[0176]由在该槽37内具有弹性的环状部件构成的密封环9例如通过嵌合设置。该密封环9具有沿着γ轴方向延伸的筒状的第I部位91、和从第I部位91的γ轴方向的中途朝向外侧突出的肋状的第2部位92，其纵剖面形状大致呈T字状。
[0177]另外，密封环9的纵弹性系数是比突出部35(第2基部3)的纵弹性系数以及周壁25 (第I基部2)的纵弹性系数高对部件。作为该密封环9的构成材料，并未特别限定，例举聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯系树脂、聚氨基甲酸乙酯系树脂等各种树脂材料、聚氨基甲酸乙酯系热塑性弹性体、聚酯系热塑性弹性体、硅酮橡胶、胶乳橡胶等各种弹性体等，能够组合这些中的I种或者2种以上来使用。
[0178]第I部位91在槽37内与突出部35 (第2基部3)接触，第2部位92在与第I部位91相反的一侧的端部中与周壁25(第I基部2)的第I对置面251接触。
[0179]所述的构成的密封环9与周壁25 (第I基部)接触的面积比与突出部35 (第2基部)接触的面积小。因此，密封环9与周壁25的接触面积比较小，所以能够防止在密封环9与周壁25之间所产生的摩擦力变大为必要以上。另一方面，由于密封环9与突出部35的接触面积充分大，所以它们之间产生较高的摩擦力(包括嵌合力)。
[0180]另外，如图7所示，密封环9的第2部位92的厚度(沿着γ轴方向的长度)比第I部位91的厚度小(短)。由此，第2部位92具有充分高的弹性。
[0181]并且，在本实施方式中，从第2部位92的槽37突出的部分的长度被设定为在力检测装置I的组装状态下，比形成在突出部35与周壁25之间的缝隙29的宽度(沿着α β平面的方向的长度)大。
[0182]从该情况可知，在组装第I基部2以及第2基部3时，因密封环9的第2部位92与周壁25接触，而变形为朝向上方折弯，所以能够可靠地将突出部35插入周壁25的内侧，即，能够可靠地使力检测装置I成为组装状态。此外，此时，由于第2部位92与周壁25之间的摩擦力充分低，所以能够容易地将突出部35插入周壁25的内侧。另一方面，由于第I部位91与突出部35之间的摩擦力(包括嵌合力)充分高，所以在组装第I基部2以及第2基部3时，能够可靠地防止密封环9从槽37脱离。
[0183]另外，在组装了第I基部2和第2基部3的状态下，密封环9通过该弹力，在槽37中第I部位91紧贴(紧密接触)突出部35，第2部位92紧贴周壁25的第I对置面251。因此，在力检测装置I的组装状态下，收纳空间通过密封环9可靠地被密封。
[0184]此外，密封环9在自然状态(被压缩前的状态)下，第2部位92与第I部位91几乎正交，但在力检测装置I的组装状态下，通过与周壁25的第I对置面251的摩擦力，第2部位92的与第I部位91相反的一侧的端部以与第I部位91侧的端部相比位于上侧的方式弯曲少许。
[0185]根据所述的构成获得如下的效果。首先，由于密封环9呈环状，所以即使因热膨胀而变形，其变形(热膨胀)在周方向上几乎均匀(即，具有对称性)。因此，由α β平面方向上的密封环9的热膨胀所引起的来自各传感器设备6的输出被抵消，不会对力检测装置I的检测灵敏度带来较大的影响。另外，密封环9在几乎与γ轴方向垂直的方向(第2方向)上，被设置在第I基部2与第2基部3之间。换言之，密封环9在γ轴方向上，并没有被设置在第I基部2与第2基部3之间。因此，即使密封环9因热膨胀而变形，也较难产生向第I基部2和第2基部分离的方向的应力。结果难以对力检测装置I的γ轴方向(第I方向)上的检测灵敏度带来较大的影响。
[0186]另一方面，在将密封环9在γ轴方向上设置在第I基部2与第2基部3之间(例如，图7中缝隙28)的力检测装置(即，相当于以往的力检测装置)中，根据与上述同样的理由，由α β平面方向上的密封环9的热膨胀所引起的来自各传感器设备6的输出被抵消，不会对检测灵敏度带来较大的影响，但在γ轴方向上产生使第I基部2与第2基部3分离的方向的应力，作为不必要的应力被检测了。
[0187]如上述那样，基于发明者所进行的研宄结果，对密封环9的热膨胀对力检测装置I的γ轴方向上的检测灵敏度带来的影响进行说明。
[0188]如图8所示，在本研宄中，准备在γ轴方向上第I基部2与第2基部3之间配置有密封环9的情况下的力检测装置1Α(参照图8(a))、和在几乎与γ轴方向垂直的方向上在第I基部2与第2基部3之间配置有密封环9的情况下的力检测装置IB (参照图8 (b))。此外，在本研宄中，使用了纵剖面形状为四边形的密封环9。而且，分别检测了使外部环境的温度从25°C变化为26°C时的力检测装置IA以及力检测装置IB的γ轴方向的输出。
[0189]结果，在力检测装置IA中，γ轴方向的输出为3.4kg/°C。与此相对，在力检测装置IB中，γ轴方向的输出为一 71.8kg/°C。从该情况明白力检测装置IA的γ轴方向的输出与力检测装置IB的γ轴方向的输出相比小21倍左右。由此，明白如本实施方式那样，通过在几乎与γ轴方向垂直的方向上在第I基部2与第2基部3之间设置密封环9，能够减少对γ轴方向上的检测灵敏度的影响。
[0190]此外，α β平面方向上的检测灵敏度在力检测装置IA和力检测装置IB之间没有较大的差。
[0191]此外，上述那样的密封环9是第I部位91和第2部位92 —体形成的部件，但也可以独立形成第I部位91和第2部位92，并将它们通过粘合剂的粘合、熔融而得到。然而，从能够提高第I部位91与第2部位92的边界部的机械强度这个观点来看，优选第I部位91与第2部位92 —体形成。
[0192]另外，如前述，密封环9在力检测装置I的组装状态下，在周壁25和侧壁33被压缩，该压缩的力(缠绕(lap)力)的程度并未特别限定。根据密封环9的弹力、其形状、力检测装置I的组装状态下形成于突出部35与周壁25之间的缝隙29的宽度的大小等来设定所述的缠绕力。
[0193]另外，在本实施方式中，密封环9