CN102652255B - 磁力传感器 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种磁力传感器，包括：由支撑件弹性支撑的作用单元；包括两个或更多个磁体的磁通量发生源，所述两个或更多个磁体被布置成使得磁体的每个磁极面的极性与在特定方向中的相邻磁体的磁极面中的对应的一个磁极面的极性相反；分别设置在多个位置的第一磁电变换器，所述位置是第一磁电变换器对着作用单元中的磁体的磁极面的位置；和设置在第一磁电变换器之间的第二磁电变换器。根据第一磁电变换器的输出检测力的垂直方向分量，并且根据第二磁电变换器的输出检测力的水平方向分量。

Description

磁力传感器

技术领域

本发明涉及用于检测由磁通量发生源和磁电变换器之间的相对位移产生的磁通密度的变化，并把该磁通密度的变化转换成力和力矩分量的磁力传感器。

背景技术

力传感器是检测沿着具有X轴、Y轴和Z轴的三维坐标空间中的最多6个轴作用的力和力矩的传感器，所述力和力矩是沿着各个轴在平移方向作用的力Fx、Fy和Fz，和沿着各个轴在旋转方向作用的力矩Mx、My和Mz。这种力传感器安装例如在工业机械手的腕部。该力传感器能够检测在装配作业中产生的力和力矩，从而获得检测值，并且能够根据检测值，修改装配作业的操作。关于力传感器的检测原理，提出了利用如在PTL中所述的磁性检测方法的传感器。

图10A和10B图解说明在PTL中描述的现有技术的例子的结构。一弹性部件被设置成连接到板状的作用单元，并且磁通量发生源102被嵌入该弹性部件中。四个磁电变换器101被布置成与磁通量发生源102的磁化方向相对。当对作用单元施加力时，弹性部件的弹性变形使磁通量发生源102位移。由所述位移产生的磁通密度的变化被磁电变换器101检测。因而，能够检测沿着三个轴向作用的力分量，三个轴向即X轴、Y轴方向和Z轴方向，其中，在相对于包含磁电变换器101的平面的水平方向，磁通量发生源102沿着X轴和Y轴方向位移，并且在相对于所述平面的垂直方向，磁通量发生源102沿着Z轴方向位移。

但是，在由在上面给出的PTL中说明的传感器代表的磁力传感器中，在包括磁电变换器101的位置的区域中生成的磁场在水平方向和垂直方向都有梯度。该磁场按照作用单元位移的方向变化，并且利用该磁场的梯度检测磁场中的变化，从而检测力。因此，在一些情况下，来自其它轴分量的干扰成为问题，其中沿着其它轴的输出影响沿着测量目标轴的输出。

例如，出现来自其它轴分量的干扰的问题，其中与仅在水平方向导致位移的外力的接收无关，由于梯度的影响，还出现理应在垂直方向的位移情况下产生的输出的变化。

为了解决上述问题，做出了本发明，本发明提供一种降低来自在水平方向分量和垂直方向分量之间出现的其它轴分量的干扰的磁力传感器。

[引用列表]

[专利文献]

[PTL 1]日本专利公开No.2004-325328

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种磁力传感器，其通过检测按照受力的作用单元和磁通量发生源之间的相对位移而变化的磁通密度而检测力。所述作用单元能够由力位移。所述磁力传感器包括以下元件：由支撑件弹性支撑的所述作用单元；包括两个或更多个磁体的磁通量发生源，所述两个或更多个磁体被布置成使得磁体的每个磁极面的极性与在特定方向中的相邻磁体的磁极面中的对应的一个磁极面的极性相反；分别设置在多个位置的第一磁电变换器，在所述作用单元中，所述位置是第一磁电变换器对着所述两个或更多个磁体的磁极面的位置；和设置在第一磁电变换器之间的第二磁电变换器。根据第一磁电变换器的输出检测作用单元受的力的垂直方向分量，并且根据第二磁电变换器的输出检测作用单元受的力的水平方向分量。

在按照本发明的磁力传感器中，关于存在于多个位置的第一磁电变换器，所述多个位置是第一磁电变换器对着磁体的磁极面的位置，虽然对于第一磁电变换器和磁通量发生源之间的相对位移，磁场的垂直方向分量的磁通密度改变较大的量，不过水平方向分量的磁通密度改变较小的量。相反，关于存在于第一磁电变换器之间的第二磁电变换器，虽然对于第二磁电变换器和磁通量发生源之间的相对位移，磁场的水平方向分量的磁通密度改变较大的量，不过垂直方向分量的磁通密度改变较小的量。在多个位置分别布置磁电变换器，并检测力，从而能够降低在水平方向分量和垂直方向分量之间发生的来自其它轴分量的干扰。

附图说明

图1是图解说明按照本发明的感测单元的结构的示图。

图2是图解说明按照本发明的磁力传感器的横截面结构的示图。

图3是图解说明利用两个磁体进行的模拟的结果的示图。

图4A和4B是图解说明相对于水平方向和垂直方向的位移的磁通密度的变化的图。

图5A和5B是图解说明相对于水平方向和垂直方向的位移的磁通密度的变化的图。

图6是图解说明水平方向和垂直方向的磁通密度的变化量之间的关系的图。

图7A和7B包括图解说明利用按2×2矩阵设置的磁体进行的模拟的结果的图。

图8是图解说明按照本发明的6轴磁力传感器的输出的流的示图。

图9A-9B是图解说明其中布置按2×2矩阵设置的多个单磁体的结构的示图。

图10A和10B是图解说明现有技术的力传感器的结构的示图。

具体实施方式

下面参考附图，说明按照本发明的力传感器。为了避免使说明变复杂，在一些情况下，力和力矩被结合并且称为“力”。

图1是最清楚地图解说明本实施例的特征的示图，并且是感测单元的透视图。在本实施例中，与力的感测相关的磁电变换器和磁通量发生源所结合成的单元被称为“感测单元”。感测单元通过检测按照下面说明的作用单元4和磁通量发生源之间的相对位移而变化的磁通密度，并把检测的磁通密度的变化转换成电信号，实现检测力和力矩的功能。附图标记1a-1d表示布置成对着磁体的磁极面的第一磁电变换器，下面，当不必相互区分第一磁电变换器时，第一磁电变换器1a-1d被共同称为“第一磁电变换器1”。附图标记2a-2d表示布置在第一磁电变换器之间的第二磁电变换器，下面当不必相互区分第二磁电变换器时，第二磁电变换器2a-2d被共同称为“第二磁电变换器2”。附图标记3a-3d表示包括在磁通量发生源中的4个磁体。磁体3a-3d被布置成使得磁体3a-3d的每个S极或N极的极性与Z轴方向的相邻磁体的磁极中的对应的一个磁极的极性相反。

必需的仅仅是磁通量发生源包括两个或更多个磁体，所述两个或更多个磁体被布置成使得磁体的每个磁极面的极性与特定方向的相邻磁体的磁极面中的对应的一个磁极面的极性相反。包括在磁通量发生源中的磁体的数目不必为4。另外，感测单元的数目不必为1，多个感测单元可被设置在一个传感器中。

此外，布置的磁电变换器的数目不必为上述情况中的磁电变换器的数目。按照本申请的发明的力传感器的用户可按照期望的精度等，恰当地选择磁电变换器的数目。

图2是沿X轴和Z轴获得的具有图1中图解说明的感测单元的磁力传感器的截面图。感测单元保存在管状的框体K中。

附图标记4表示从外部施加的力作用于的作用单元。附图标记5表示把作用在作用单元4上的力转换成位移的弹性部件。附图标记6表示上面安装第一和第二磁电变换器1和2的基板。附图标记7表示包括多个磁体的磁通量发生源。安装在基板6上的第一和第二磁电变换器1和2被固定到作用单元4上。此外，作用单元4通过弹性部件5，由作为支撑件的框体K弹性支撑，使得可位移。此外，支撑件不必是框体，没有特别的限制，只要支撑件能够通过诸如板状构件之类的弹性件支撑作用单元即可。

磁通量发生源7包括两个或更多个磁体3，每个磁体具有一对N极和S极。可以形成磁通量发生源7，使得具有其中在一个磁通量发生源中相互连接多个磁体的模式。换句话说，仅必需的是磁通量发生源被配置成使得在相邻磁体之间的边界处，从磁体产生的磁场的方向被反转。

此外，磁体3和磁通量发生源7可以是由ND-Fe-B磁体、Sm-Co磁体、Sm-Fe-N磁体和铁氧体磁体代表的永磁体，或者可以是通过使缠绕磁体的线圈通电来产生磁力的电磁体。第一磁电变换器1和第二磁电变换器2可以是堆尔（hole）元件、MR元件、磁阻抗元件、磁通门元件、绕组线圈等等。

当作用单元4受到沿着X轴方向作用的力Fx、沿着Y轴方向作用的力Fy，和沿着Z轴方向作用的力矩Mz时，使第一和第二磁电变换器1和2在水平方向（在X-Y平面中），相对于磁通量发生源7相对位移。相反，作用单元4受到沿着X轴方向作用的力矩Mx、沿着Y轴方向作用的力矩My，和沿着Z轴方向作用的力Fz，使第一和第二磁电变换器1和2在垂直方向（在Z-X或Z-Y平面中）相对位移。第一和第二磁电变换器1和2检测穿过第一和第二磁电变换器1和2的磁通量的按照所述位移产生的磁通密度的变化，并把磁通密度的变化转换成力和力矩。

[第一实施例]

图3图解说明利用二维静磁场模型进行的磁场模拟的结果。参见图2，在空气中布置Z轴方向尺寸为5mm、X轴方向尺寸为5mm的两个磁体3。此外，相邻磁体3的极性被布置成相对于Z轴方向彼此相反。这里，具有约1.4T的残余磁通密度和约1000kA/m的矫顽力的ND-Fe-B的磁体的特性被设定为磁体3的特性。

第一和第二磁电变换器1和2被布置成与磁体3的磁极面相对，使得第一和第二磁电变换器1和2检测磁场的Z轴方向分量。图4A中图解说明当使布置成对着磁体3的磁极面的中心（布置在沿着Z轴方向，离磁极面1mm距离的位置）的第一磁电变换器1沿着Z轴和X轴方向中的每一个进一步位移+50微米或者-50微米时，穿过第一磁电变换器1的磁通量的磁通密度的变化。水平轴代表位移（微米），垂直轴代表磁通密度的变化量（mT）。

参见图4A，尽管对于第一磁电变换器1在Z轴方向的位移，磁通密度变化较大的量，不过，对于第一磁电变换器1在X轴方向的位移，磁通密度变化较小的量。

接下来，图4B中图解说明当使布置成对着相邻磁体3之间的边界（布置在沿着Z轴方向，离磁极面1mm距离的位置）的第二磁电变换器2沿着Z轴和X轴方向中的每一个进一步位移+50微米或者-50微米时，穿过第二磁电变换器2的磁通量的磁通密度的变化。参见图4B，关于第二磁电变换器2，可以理解的是尽管对于第二磁电变换器2在X轴方向的位移，磁通密度变化较大的量，不过，对于第二磁电变换器2在Z轴方向的位移，磁通密度变化较小的量。

从图3中图解说明的磁通线也可以理解这一点。

在第一磁电变换器1的位置，由于第一磁电变换器1的垂直位移，与第一磁电变换器1相交的磁通线的数目改变。因而，磁场的Z轴方向分量的磁通密度变化较大的量。

相反，当使第一磁电变换器1朝着磁体的端面水平位移时，磁通线的梯度变化。因而，磁通密度降低。不过，由于与第一磁电变换器1相交的磁通线的数目随着第一磁电变换器1逼近磁体的端部而增加，因此磁通密度增大。从而，磁场的Z轴方向分量的总磁通密度变化较小的量。

接下来，在第二磁电变换器2的位置，磁通线的梯度大体平行于磁极面。因而，磁场的Z轴方向分量的磁通密度几乎不因第二磁电变换器2的垂直位移而变化。

相反，第二磁电变换器2可被布置在其中从N极到S极的磁通量的方向在相邻的磁极面周围被反转的区域中。由于磁通量的方向急剧变化，磁场的Z轴方向分量的磁通密度也因第二磁电变换器2的水平位移而变化较大的量。

根据上述结果，可以理解的是布置成对着磁体3的磁极面的中心的第一磁电变换器1的特性与布置成对着相邻磁体3之间的边界的第二磁电变换器2的特性相反。利用所述特性，当第一磁电变换器1被用于检测垂直方向力分量，且第二磁电变换器2被用于检测水平方向力分量时，能够降低在水平方向力分量和垂直方向力分量之间发生的来自其它轴分量的干扰。

[利用与布置相关的位置的效果]

在PTL中公开的现有技术的例子中，需要使用相同的磁电变换器来检测水平方向分量和垂直方向分量。因此，除非检测水平方向分量的灵敏度和检测垂直方向分量的灵敏度相同，否则会牺牲这两种灵敏度任意之一。因此，在现有技术的例子中，期望相对于水平方向中位移量的磁通密度的变化量和相对于垂直方向中位移量的磁通密度的变化量相同。关于本发明的效果，将通过利用公式（相对于水平方向中位移的磁通密度的变化量）/（相对于垂直方向中位移的磁通密度的变化量）=1作为基准，验证能够实现所述效果的范围。

第一和第二磁电变换器1和2被布置在沿着Z轴方向离磁极面1mm、且在X轴方向离磁体3之间的边界0.5、1.0、1.5、2.0、3.0、3.5、4.0和4.5mm的位置。在使第一和第二磁电变换器1和2沿着Z轴方向（垂直方向）和X轴方向（水平方向），均位移+50微米或-50微米的情况下，从图3中图解说明的模拟结果获得关于磁通密度的变化的数据。

图6图解说明利用所述数据，作图表示公式（相对于水平方向中位移的磁通密度的变化量）/（相对于垂直方向中位移的磁通密度的变化量）的结果。注意在图6中图解说明的在X轴方向距离0mm的位置对应于参考图4B说明的布置，在图6中图解说明的在X轴方向距离2.5mm的位置对应于参考图4A说明的布置。

当值超过1时，该值指示相对于水平方向中位移的磁通密度的变化量大于相对于垂直方向中位移的磁通密度的变化量。相反，当值小于1时，该值指示相对于垂直方向中位移的磁通密度的变化量大于相对于水平方向中位移的磁通密度的变化量。因而，关于各个磁电变换器，检测磁场的水平方向分量的磁电变换器可被布置在包括等于或大于1的值的区域中，而检测磁场的垂直方向分量的磁电变换器可被布置在包括等于或小于1的值的区域中。

第一磁电变换器所处位置离第一磁电变换器对着磁体的磁极面的中心的位置越近，并且第二磁电变换器所处位置离第二磁电变换器对着相邻磁体之间的边界的位置越近，能够获得的本发明的效果的程度就越高。

[第二实施例]

此外，通过布置磁电变换器，使得磁电变换器检测磁场的X轴方向分量，能够交换在第一实施例中图解说明的水平方向力分量的检测和垂直方向力分量的检测。下面，将利用图3及图5A和5B，说明磁电变换器的这种布置。

第一和第二磁电变换器1和2被布置成对着单磁体3，使得第一和第二磁电变换器1和2检测磁场的X轴方向分量。图5A中图解说明在布置成对着单磁体3的磁极面的中心（在沿着Z轴方向，距离磁极面1mm的位置）的第一磁电变换器1的附近，当使第一磁电变换器1在Z轴方向和X轴方向中的每一个位移+50微米或-50微米时，磁通密度的变化。尽管对于第一磁电变换器1在X轴方向的位移，磁通密度变化较大的量，不过，对于第一磁电变换器1在Z轴方向的位移，磁通密度变化较小的量。

图5B中图解说明在布置成对着相邻单磁体3之间的边界（在沿着Z轴方向距离磁极面1mm的位置）的第二磁电变换器2的附近，当使第二磁电变换器2在Z轴方向和X轴方向中的每一个位移+50微米或-50微米时，磁通密度的变化。尽管对于Z轴方向的位移，磁通密度变化较大的量，不过，对于X轴方向的位移，磁通密度变化较小的量。

从图3中图解说明的磁通线也可以理解这一点。

在第二磁电变换器2的位置，由于第二磁电变换器2的垂直位移，与第二磁电变换器2相交的磁通线的数目改变。因而，磁场的X轴方向分量的磁通密度变化较大的量。

相反，由于第二磁电变换器2的水平位移，磁通线的梯度变化。因而，磁场的X轴方向分量的磁通密度变化。不过，由于水平位移的磁通密度的变化小于由于垂直位移的磁通密度的变化。

在第一磁电变换器1的位置，当使第一磁电变换器1朝着磁体的端面水平位移时，磁通线的梯度改变。因而，磁通密度增大。由于与第一磁电变换器1相交的磁通线的数目增加，因此磁通密度增大。从而，磁场的X轴方向分量的总磁通密度变化较大的量。

相反，当使第一磁电变换器1朝着磁极面垂直位移时，磁通线的梯度改变。因而，磁通密度减小。不过，由于与第一磁电变换器1相交的磁通线的数目增加，因此磁通密度增大。从而，磁场的X轴方向分量的总磁通密度变化较小的量。

根据上面说明的第一和第二实施例可以理解，为磁通量发生源分别布置检测水平方向力分量的磁电变换器和检测垂直方向力分量的磁电变换器，所述磁通量发生源布置成使得磁体的每个磁极面的极性与相邻磁体的磁极面中的对应的一个磁极面的极性相反。按照这种方式，能够降低在水平方向力分量和垂直方向力分量之间出现的来自其它轴分量的干扰。

此外，当比较利用磁电变换器检测磁场的垂直方向分量，和利用磁电变换器检测磁场的水平方向分量时，可以理解利用磁电变换器检测磁场的垂直方向分量更可取。其原因在于留下了其变化未被抵消的分量（对检测磁场的水平方向分量的第一磁电变换器来说），并且能够利用从N极到S极的变化的锐利性（对检测磁场的垂直方向分量的第二磁电变换器来说）。根据在图4A和4B及图5A和5B中图解说明的结果，也能够理解该结果。

[第三实施例]

在第一实施例中，提供了按照本发明的其中通过利用两个相邻的磁体3，能够降低在X轴方向分量（水平方向分量）和Z轴方向分量（垂直方向分量）之间发生的来自其它轴分量的干扰的结构。6轴力传感器不仅需要沿着X轴和Z轴方向位移，而且需要沿着Y轴方向位移。然而，由于未沿着Y轴方向布置极性彼此相反的磁体，因此，不可能获得和在第一实施例中获得的效果相同的、降低来自其它轴分量的干扰的效果。因此，如图1中图解所示，布置4个磁体3a-3d，从而提供其中沿着所有X轴、Y轴和Z轴方向，都存在极性彼此相反的相邻磁体的结构。

图7A和7B图解说明在布置形状相同的上述4个磁体3a-3d的情况下，通过利用三维静态磁场模型进行磁场模拟而获得的结果。参见图7A和7B，在空气中布置Z轴方向尺寸为5mm、X轴方向尺寸为5mm、Y轴方向尺寸为5mm（厚度）的4个磁体3a-3d。此外，相邻磁体3a-3d的极性被布置成彼此相反。这里，具有约1.4T的残余磁通密度和约1000kA/m的矫顽力的ND-Fe-B磁体的特性被设定为磁体3a-3d的特性。

8个磁电变换器，即，第一磁电变换器1a-1d和第二磁电变换器2a-2d被布置成对着磁体3a-3d，使得磁电变换器检测磁通量的Z轴方向分量。图7A包括图解说明在第一磁电变换器1a附近的磁通密度的Z轴方向分量的状态的示图，第一磁电变换器1a被布置成对着磁体3a-3d的磁极面中的对应的一个磁极面的中心（在沿着Z轴方向距离所述磁极面0.7mm的位置），和图解说明在第一磁电变换器1a在Z轴方向和X轴方向中的每一个都被位移的情况下磁通密度的变化的示图。虽然对于Z轴方向中第一磁电变换器1a的位移，磁通密度变化较大的量，不过，对于X轴方向中第一磁电变换器1a的位移，磁通密度变化较小的量。

此外，由于产生的磁场的对称性，布置成对着磁体3的磁极面的中心的第一磁电变换器1b-1d也具有与上述特性相似的特性。

图7B包括图解说明在第二磁电变换器2a附近的磁通密度的Z轴方向分量的状态的图，第二磁电变换器2a被布置成对着磁体3a-3d中的对应磁体之间的边界（在沿着Z轴方向距离磁极面0.7mm的位置），和图解说明在第二磁电变换器2a在Z轴方向和X轴方向中的每一个都被位移的情况下磁通密度的变化的图。虽然对于X轴方向中第二磁电变换器2a的位移，磁通密度变化较大的量，不过，对于Z轴方向中第二磁电变换器2a的位移，磁通密度变化较小的量。

此外，由于生成的磁场的对称性，布置成对着磁体3之间的边界的第二磁电变换器2b-2d也具有与上述特性相似的特性。因而，能够理解在按2×2矩阵布置磁体3a-3d的情况下，也能够降低来自其它轴分量的干扰。

如上所述，利用包括按2×2矩阵布置的磁体的磁通量发生源，能够获得对于在所有X轴、Y轴和Z轴方向的位移，都降低来自其它轴分量的干扰的效果。

下面参考图8，将说明利用包括按2×2矩阵布置的磁体3a-3d的磁通量发生源，检测沿着6个轴的力和力矩的原理，图8是图解说明按照本发明的6轴力传感器的输出的流的方框图。

[垂直方向分量Fz、Mx和My的检测]

为了计算垂直方向分量Fz、Mx和My，使用由布置成对着磁体的磁极面的中心的第一磁电变换器1a-1d检测的磁场的垂直方向分量。由第一磁电变换器1a的位移产生的第一磁电变换器1a的输出的变化由信号放大器8放大，并利用诸如模-数（A/D）转换器之类的转换器9检测为V1a。类似地，还关于第一磁电变换器1b-1d检测V1b-V1d。

Fz=V1a+V1b+V1c+V1d

Mx=（V1a+V1b）-（V1c+V1d）

My=（V1b+V1c）-（V1a+V1d）

如上所述，用计算单元10计算Fz、Mx和My。Fz可以利用4个磁电变换器的输出的变化量之和来计算。Mx可以利用平行于X轴方向布置的两对磁电变换器的输出的变化量来计算。My可以利用平行于Y轴方向布置的两对磁电变换器的输出的变化量来计算。

[水平方向分量Fx、Fy和Mz的检测]

为了计算水平方向分量Fx、Fy和Mz，使用由第二磁电变换器2a-2d检测的磁场的水平方向分量，每一个第二磁电变换器2a-2d被布置在第一磁电变换器1a-1d之中的对应的第一磁电变换器之间。由第二磁电变换器2a的位移产生的第二磁电变换器2a的输出的变化由信号放大器8放大，并利用诸如A/D转换器之类的转换器9检测为V2a。类似地，还关于第二磁电变换器2b-2d检测V2b-V2d。

Fx=V2b-V2d

Fy=V2a-V2c

Mz=V1a+V1b+V1c+V1d

如上所述，用计算单元10计算Fx、Fy和Mz。Fx可以利用垂直于X轴方向布置的两对磁电变换器的输出的变化量来计算。Fy可以利用垂直于Y轴方向布置的两对磁电变换器的输出的变化量来计算。Mz可以利用4个磁电变换器的输出的变化量之和来计算。

如上所述，被分别布置成对着按2×2矩阵布置的磁体的磁极面的4个第一磁电变换器检测垂直方向分量，并且被分别布置在第一磁电变换器之间的4个第二磁电变换器检测水平方向分量。因而，能够提供降低在水平方向分量和垂直方向分量之间发生的来自其它轴分量的干扰的6轴磁力传感器。

[第四实施例]

磁力传感器接受外力，检测由磁电变换器和磁通量发生源之间的相对位移产生的磁通密度的变化，并计算力和力矩。因此，为了提高磁力传感器的灵敏度，需要增大相对位移的量。在磁力传感器中，作用单元4充当受力点。弹性部件5的中心充当支点。第一磁电变换器1和2充当作用点。相对于外力的位移量随支点到作用点的距离而增大。当弹性部件5与第一和第二磁电变换器1和2之间的距离被增大时，能够特别增大检测力矩分量Mx、My和Mz的灵敏度。

图9A和9B是其中布置按2×2矩阵设置的4组单磁体，并且在按2×2矩阵设置的每组单磁体上方，布置一个第一磁电变换器1和一个第二磁电变换器2的示图。为了增大弹性部件5与第一和第二磁电变换器1和2之间的距离，可以使用增大单磁体的大小的方法。不过，当使用该方法时，磁体的体积增大，这导致不利于降低成本和重量。因而，更有利的是布置多组单磁体。此外，检测沿着6个轴的分量的计算处理与上述方法相同。

如上所述，能够提供降低在水平方向分量和垂直方向分量之间发生的来自其它轴分量的干扰的高灵敏度6轴磁力传感器。

按照本发明的任意磁力传感器可被安装在例如要求精确地感测力的机械手中。

虽然参考示例实施例，说明了本发明，不过可以理解，本发明并不局限于公开的示例实施例。以下权利要求的范围应被赋予最宽广的解释，以包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。

本申请要求2009年12月15日提交的日本专利申请No.2009-284567的优先权，该专利申请在此整体引为参考。

Claims (6)

1.一种磁力传感器，其通过检测按照受力的作用单元和磁通量发生源之间的相对位移而变化的磁通密度而检测力，所述作用单元能够由力位移，所述磁力传感器包括：

由支撑件弹性支撑的所述作用单元；

包括两个或更多个磁体的所述磁通量发生源，所述两个或更多个磁体被布置成使得磁体的每个磁极面的极性与在特定方向上的相邻磁体的磁极面中的对应的一个磁极面的极性相反；

分别设置在多个位置的第一磁电变换器，所述多个位置是在所述作用单元中第一磁电变换器对着所述两个或更多个磁体的磁极面的位置；和

设置在布置为对着相反磁体的磁极面的第一磁电变换器之间的第二磁电变换器，

其中根据第一磁电变换器的基于在第一磁电变换器的垂直方向上检测的位移的输出来计算力的垂直方向分量，并且根据第二磁电变换器的基于在第二磁电变换器的水平方向上检测的位移的输出来计算力的水平方向分量。

2.按照权利要求1所述的磁力传感器，其中第二磁电变换器设置在第二磁电变换器对着相邻磁体之间的边界的位置。

3.按照权利要求1所述的磁力传感器，其中磁通量发生源包括按2×2矩阵设置的磁体。

4.按照权利要求3所述的磁力传感器，其中第一磁电变换器包括分别布置成对着按2×2矩阵设置的磁体的磁极面的4个第一磁电变换器，并且第二磁电变换器包括分别布置在第一磁电变换器之间的4个第二磁电变换器。

5.按照权利要求1所述的磁力传感器，其中第二磁电变换器包括多个第二磁电变换器，并且多组的第一磁电变换器至少之一和第二磁电变换器至少之一被布置在作用单元中，和

其中磁通量发生源包括包含按2×2矩阵设置的磁体的多个磁通量发生源，每个磁通量发生源针对所述多组的第一磁电变换器和第二磁电变换器中的对应一组被布置。

6.一种磁力传感器，其通过检测按照受力的作用单元和磁通量发生源之间的相对位移而变化的磁通密度而检测力，所述作用单元能够由力位移，所述磁力传感器包括：

由支撑件弹性支撑的所述作用单元；

包括两个或更多个磁体的所述磁通量发生源，所述两个或更多个磁体被布置成使得磁体的每个磁极面的极性与在特定方向上的相邻磁体的磁极面中的对应的一个磁极面的极性相反；

分别设置在多个位置的第一磁电变换器，所述位置是在所述作用单元中第一磁电变换器对着所述两个或更多个磁体的磁极面的位置；和

设置在布置为对着相反磁体的磁极面的第一磁电变换器之间的第二磁电变换器，

其中根据第一磁电变换器的基于在第一磁电变换器的水平方向上检测的位移的输出来计算力的水平方向分量，并且根据第二磁电变换器的基于在第二磁电变换器的垂直方向上检测的位移的输出来计算力的垂直方向分量。