CN107914265A - 位移测量设备、机器人及机器人臂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及位移测量设备、机器人及机器人臂。该位移测量设备包括第一结构、第二结构以及被构造为连接第一结构与第二结构的连接部。第一结构包括第一传感器，所述第一传感器被构造为产生与第一结构的第一附装部和第二结构的第二附装部之间在至少一个第一方向上的位移相对应的电信号，并且，第二结构包括第二传感器，所述第二传感器被构造为产生与第一附装部和第二附装部之间在至少一个第二方向上的位移相对应的电信号。

Description

位移测量设备、机器人及机器人臂
技术领域
本发明涉及被构造为获得位移量的位移测量设备、包括该位移测量设备的机器人以及包括该位移测量设备的机器人臂。
背景技术
传统上，在工厂中操作的工业机器人进行诸如焊接、涂层和部件运输等的处理操作。近年来，机器人的应用扩展到了机器人在例如产品组装和精加工处理(例如去毛刺和抛光)中直接作用在操作对象物体上的、并且需要机器人灵活操作的领域。在这样的领域中，需要机器人根据外力操作。因此，为了控制机器人的操作，需要进行间接力控制和直接力控制的功能，在间接力控制中检测施加到操作对象物体的力或力矩并给机器人赋予灵活性，在直接力控制中直接指定操作力。间接控制的示例包括顺从控制和阻抗控制。在下文中将这两种控制称为力控制而不区分这两个种类。
通过位移测量设备检测施加到机器人的力。例如，在机器人臂与机器人手之间的腕部布置位移测量设备。该位移测量设备检测机器人进行组装操作时产生的力，并且因此调整机器人的各个关节的移动和力。以这种方式，进行力控制。
例如，这种类型的位移测量设备基于连接附装到机器人臂的第一附装部和附装到机器人手的第二附装部的弹性部的弹性变形，来检测施加第一附装部与第二附装部之间的力。基于应变计的阻力变化检测构件上的应力的“应变计系统”是用于检测弹性部的弹性变形的典型工具。近年来，日本特开5376859号公报提出了如下的位移测量系统，在第一附装部处布置例如磁体的磁通产生源并且在第二附装部处布置例如霍尔元件的磁电转换元件，并且获得第一附装部与第二附装部之间的相对位移。在该系统中，不对磁电转换元件施加力，并且因此该系统与应变计系统相比具有更好的耐久性。
此外，近年来也提出了具有高分辨率的线性编码器的位移测量系统。该系统采用将位移作为脉冲来计数的数字信号处理，并且因此可以同时实现高刚性、高分辨率和高负载特性，并且也可以实现宽的动态范围。
关于组装用机器人，期望更细节的操作的能力，并且期望通过位移测量设备的位移测量的精度进一步提高。因此，日本特开2012-237570号公报提出了如下的构造，在第一附装部与第二附装部之间布置由刚性体形成的支撑部，第一附装部通过第一弹性部与支撑部连接，并且第二附装部通过第二弹性部与支撑部连接。应注意，在日本特开2012-237570号公报中，将第一附装部描述为基座构件，第二附装部描述为动作构件，并将支撑部描述为刚性构件。第一弹性构件被构造为通过第一方向上的力弹性变形而不通过第二方向上的力弹性变形。此外，第二弹性构件被构造为通过第二方向上的力弹性变形而不通过第一方向上的力弹性变形。另外，在该构造中，在基座构件处布置磁通产生源，在动作构件处以与磁通产生源相对的方式布置磁电转换元件，并且检测基座构件与动作构件之间的相对位移或相对位置。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种位移测量设备被构造为获得第一构件与第二构件之间的在至少一个第一方向和在与所述至少一个第一方向不同的至少一个第二方向上的位移量。所述位移测量设备包括：第一结构，其包括被构造为附装到所述第一构件的第一附装部；第二结构，其包括被构造为附装到所述第二构件的第二附装部；以及连接部，其被构造为连接第一结构与第二结构。第一结构包括第一传感器，所述第一传感器被构造为产生与第一附装部和第二附装部之间在至少一个第一方向上的位移相对应的电信号。第二结构包括第二传感器，所述第二传感器被构造为产生与第一附装部和第二附装部之间在至少一个第二方向上的位移相对应的电信号。
通过下面参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。
附图说明
图1是根据第一示例性实施例的机器人装置的透视图。
图2A是根据第一示例性实施例的位移测量设备的透视图。
图2B是与图2A不同的角度的位移测量设备的透视图。
图3A是沿穿过中心轴线的面而截取的位移测量设备的截面图。
图3B是分解为第一结构和第二结构的位移测量设备的截面图。
图4是例示根据第一示例性实施例的位移测量设备的检测系统的构造的框图。
图5是例示由根据第一示例性实施例的位移测量设备检测的力的误差的滞后的测量结果的曲线图。
图6A是根据第二示例性实施例的位移测量设备的透视图。
图6B是与图6A不同的角度的位移测量设备的透视图。
图7是例示根据第二示例性实施例的位移测量设备的检测系统的构造的框图。
图8是根据第三示例性实施例的机器人的透视图。
图9A是根据对比例的位移测量设备的透视图。
图9B是根据对比例的位移测量设备的截面图。
图10A是例示由根据对比例的位移测量设备检测的力的滞后的测量结果的曲线图。
图10B是例示由根据对比例的位移测量设备检测的力的误差的滞后的测量结果的曲线图。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。
第一示例性实施例
图1是根据第一示例性实施例的机器人装置的透视图。在图1中，充当第一工件的工件W1是例如环形构件，并且充当第二工件的工件W2是例如包括与该环形构件配合的突出部的构件。
机器人装置100包括充当工业机器人的机器人200和控制机器人200的操作的控制装置300。机器人200是直立铰接机器人。也就是说，机器人200包括直立铰接的机器人臂201和充当端部执行器的机器人手202，该机器人手202用作附装到机器人臂201的远端的机器人200的手。
此外，机器人200包括在机器人臂201的远端与机器人手202之间布置的位移测量设备500。因此，机器人手202经由位移测量设备500与机器人臂201的远端连接。
机器人臂201包括经由关节J1至J6彼此可旋转地连接的多个连杆210至216。连杆210是充当固定到台架150的底座部的近端的连杆，并且连杆211至216传递位移和力。机器人臂201的关节J1至J6中的各个配设有包括电机的驱动设备等。根据需要的转矩选择具有适当输出的设备作为针对关节J1至J6中的各个的驱动设备。
机器人手202包括手本体220和由手本体220可打开且可合起地支撑的多个手指221。通过合起多个手指221可以保持充当第一工件的工件W1，并且通过打开多个手指221可以松开对工件W1的保持。通过使用多个手指221来保持工件W1可以进行将工件W1安装到充当第二工件的工件W2上的安装操作。作为由机器人200进行的安装操作的结果，生产出由工件W1和工件W2构成的产品W0。
位移测量设备500测量连杆216与机器人手202的手本体220之间的位移量。连杆216充当机器人臂201的远端，机器人臂201充当第一构件，并且机器人手202充当第二构件。
图2A和图2B是根据第一示例性实施例的位移测量设备500的透视图。注意，图2B是从与图2A不同的角度的位移测量设备500的透视图。图3A是沿着穿过图2A和图2B所示的中心轴线L1的面而截取的位移测量设备500的截面图。图3B是将位移测量设备500分解为第一结构和第二结构的截面图。图4是例示根据第一示例性实施例的位移测量设备500的检测系统的构造的框图。
基于位移测量设备500的三维正交坐标系设置为XYZ正交坐标系。位移测量设备500是检测在作为平移方向的X轴、Y轴、Z轴方向上的平移力Fx、Fy、Fz和作为关于X轴、Y轴、Z轴的旋转方向Rx、Ry、Rz的旋转力的力矩Mx、My、Mz的六轴力传感器。由于力矩是一种力，具体而言是旋转力，所以在下文中有时将力和力矩统称为力，而不对力和力矩进行区分。
位移测量设备500布置在充当一对测量对象的机器人臂201与机器人手202之间，并且能够检测施加在充当一次侧的机器人臂201与充当二次侧的机器人手202之间的力。例如，当机器人手202在安装操作期间与工件接触时，如图3A所示由接触产生的外力F经由机器人手202施加到位移测量设备500。
位移测量设备500包括布置在机器人臂201侧的结构600和布置在机器人手202侧的结构700。结构600和结构700的主要部分由金属制成。这些结构600和结构700经由充当多个连接构件(即连接部)的螺栓580A至580D彼此连接。虽然可以考虑通过使用粘合剂将结构600和结构700粘合在一起来代替经由螺栓580A至580D彼此连接，但是考虑到粘合剂的耐久性和粘合剂的厚度可能引起的尺寸误差，优选将结构600和结构700经由螺栓580A至580D连接。
如图4所示，充当第一结构的结构600包括多个传感器，在本示例性实施例中多个传感器是充当第一传感器的四个传感器951A至951D。传感器951A至951D各自包括充当第一检测构件的霍尔元件801A至801D和充当第一被检构件的磁体901A至901D。此外，充当第二结构的结构700包括多个传感器，在本示例性实施例中是充当第二传感器的四个传感器952A至952D。传感器952A至952D各自包括充当第二检测构件的霍尔元件802A至802D和充当第二被检构件的磁体902A至902D。此外，位移测量设备500包括控制电路550，控制电路550从霍尔元件801A至801D和802A至802D获得表示检测结果的、充当检测信号的电信号，并且控制电路550基于这些电信号而获得六个轴的力。
如图2A、图2B、图3A和图3B所示，结构600包括附装构件601和支撑构件602。附装构件601充当被构造为要附装到机器人臂201(充当第一构件)的连杆216的第一附装部，并且支撑构件602充当第一支撑部。此外，结构600包括充当将附装构件601与支撑构件602连接的第一弹性部的弹性构件603。弹性构件603通过由与附装构件601和支撑构件602的同一个材料而与附装构件601和支撑构件602一体地形成来与附装构件601和支撑构件602连接。此外，附装构件601和支撑构件602被形成为具有比弹性构件603的刚度大的刚性体并且不容易因外力变形。
结构700包括附装构件701和支撑构件702。附装构件701充当被构造为要附装到机器人手202(充当第二构件)的手本体220的第二附装部，并且支撑构件702充当第二支撑部。此外，结构700包括充当将附装构件701与支撑构件702连接的第二弹性部的弹性构件703。弹性构件703通过由与附装构件701和支撑构件702的同一个材料而与附装构件701和支撑构件702一体地形成来与附装构件701和支撑构件702连接。此外，附装构件701和支撑构件702被形成为具有比弹性构件703的刚度大的刚性体并且不容易因外力变形。
附装构件601和701以其间有间隔地被布置在彼此相对的位置。将穿过附装构件601的中心和附装构件701的中心的直线称为中心轴线L1。中心轴线L1延伸的方向为Z轴方向，并且彼此垂直的且与Z轴方向垂直的两个方向为X轴方向和Y轴方向。此外，在附装构件601与701之间布置的中间构件由支撑构件602和702构成。
附装构件601和支撑构件602以其间有间隔地在Z轴方向上布置。附装构件601包括基座构件611和在本示例性实施例中为四个突出构件612A至612D的多个突出构件。基座构件611具有具有一对面的盘状形状，并且突出构件612A至612D从与基座构件611的一个面(在该表面上，附装构件601被构造为附装到连杆216)相对的另一个面在Z轴方向上突出。突出构件612A至612D在关于中心轴线L1的圆周方向C上以恒定间隔，具体而言以90度间隔布置。
支撑构件602包括动作构件621和在本示例性实施例中为四个突出构件622A至622D的多个突出构件。动作构件621是具有环状形状的刚性体，并且突出构件622A至622D从Z轴方向上的动作构件621的一对面当中的、面向基座构件611的一个面在Z轴方向上突出。突出构件622A至622D在关于中心轴线L1的圆周方向C1上以恒定间隔，具体而言以90度间隔布置，以与突出构件612A至612D相对。
弹性构件603是具有弹性的构件并且将附装构件601与支撑构件602连接，并且能够在第一方向上(即X轴方向和Y轴方向的平移方向和关于Z轴的旋转方向Rz上)产生位移。具体而言，弹性构件603包括在与基座构件611的面垂直的Z轴方向上延伸的多个柱状弹性体。具体而言，多个柱状弹性体是三个或更多个柱状弹性体，并且在本示例性实施例中是四个柱状弹性体631A至631D。这些多个柱状弹性体631A至631D在关于中心轴线L1的圆周方向C1上以其间有间隔地布置，多个柱状弹性体631A至631D中的各个的一个端部与基座构件611连接，并且多个柱状弹性体631A至631D中的各个的另一个端部与动作构件621连接。具体而言，多个柱状弹性体631A至631D在关于中心轴线L1的圆周方向C1上以其间有恒定间隔地布置。更具体地，间隔为90度。据此，支撑构件602的动作构件621由附装构件601的基座构件611经由多个柱状弹性体631A至631D支撑。此外，作为柱状弹性体631A至631D在与附装构件601平行的X轴和Y轴上和在关于Z轴的旋转方向Rz上弯曲的结果，支撑构件602产生位移。柱状弹性体631A至631D可以具有诸如圆柱形或棱柱形等的任意圆柱形状，并且在本示例性实施例中，柱状弹性体631A至631D分别具有四棱柱形状。在本示例性实施例中，附装构件601、支撑构件602和弹性构件603一体地形成而在结构上没有分离。应当注意，即使在将外力施加在附装构件601与701之间，也就是说在附装构件601与支撑构件602之间的情况下，突出构件612A至612D和622A至622D也不直接支撑要被测量的力。突出构件612A至612D可以不与基座构件611一体地形成，并且突出构件622A至622D可以不与动作构件621一体地形成。在这些突出构件被构造为与基座构件611和动作构件621分离的构件的情况下，这些突出构件可以通过使用螺栓、粘合剂等固定到基座构件611和动作构件621。
附装构件701包括动作构件711和突出构件712。动作构件711是具有圆柱形状的刚性体并且被构造为要附装到机器人手202的手本体220。突出构件712是布置在与动作构件711的一侧(在该侧上动作构件711被构造为附装到机器人手202)相对的另一侧上的刚性体。
支撑构件702包括被构造为固定到支撑构件602的动作构件621的多个基座构件。在本示例性实施例中，多个基座构件是四个基座构件721A至721D。此外，支撑构件702包括分别从基座构件721A至721D在Z轴方向上朝附装构件601延伸的多个突出构件。在本示例性实施例中，多个突出构件是四个突出构件722A至722D。突出构件722A至722D分别从基座构件721A至721D在Z轴方向上突出，以与突出构件712的外圆周表面相对。
弹性构件703是具有弹性并且将附装构件701与支撑构件702连接的构件，并且能够在第二方向(即Z轴方向的平移方向和关于X轴和Y轴的旋转方向Rx和Ry)上产生位移。具体而言，弹性构件703包括在圆周方向C1上以其间有间隔地布置的多个弹性单元。在本示例性实施例中，多个弹性单元是四个单元731A至731D。
单元731A包括在Z轴方向上布置的多个板状弹性体，在本示例性实施例中为两个板状弹性体732A1和732A2。单元731B包括在Z轴方向上布置的多个板状弹性体，在本示例性实施例中为两个板状弹性体732B1和732B2。单元731C包括在Z轴方向上布置的多个板状弹性体，在本示例性实施例中为两个板状弹性体732C1和732C2。单元731D包括在Z轴方向上布置的多个板状弹性体，在本示例性实施例中为两个板状弹性体732D1和732D2。板状弹性体732A1、732A2、732B1、732B2、732C1、732C2、732D1和732D2是以板状形状形成的弹性体，并且比附装构件701和支撑构件702薄。板状弹性体732A1、732A2、732B1、732B2、732C1、732C2、732D1和732D2是板面上的法线方向是Z轴方向的板簧。
单元731A的板状弹性体732A1和732A2以在Y轴方向上延伸的方式形成，并且单元731B的板状弹性体732B1和732B2以在X轴方向上延伸的方式形成。此外，单元731C的板状弹性体732C1和732C2以在Y轴方向上延伸的方式形成，并且单元731D的板状弹性体732D1和732D2以在X轴方向上延伸的方式形成。
也就是说，板状弹性体对732A1和732A2至732D1和732D2以分别在从附装构件701的动作构件711朝向支撑构件702的基座构件721A至721D的径向方向延伸的方式形成。
虽然可以任意地设置板状弹性体对732A1和732A2至732D1和732D2之间的Z轴方向上的间隔，但是该间隔被设置为是大约动作构件711的Z轴方向上的厚度。应当注意，将各板状弹性体对732A1和732A2、732B1和732B2、732C1和732C2以及732D1和732D2之间的间隔设置为相同。
在本示例性实施例中，通过在从动作构件711在X轴和Y轴方向上径向地延伸的四棱柱刚性体的侧面上配设通孔，来形成板状弹性体对732A1和732A2至732D1和732D2。虽然如图2A和图2B所示通孔被定义成矩形平行六面体形状，但是通孔的形状不限于此，并且通孔可以被定义为例如圆柱形状或正六面体形状。
支撑构件602与支撑构件702经由充当连接部的多个螺栓彼此连接，在本示例性实施例中多个螺栓是四个螺栓580A至580D。具体而言，支撑构件602的动作构件621经由螺栓580A至580D与支撑构件702的基座构件721A至721D连接。在基座构件721A至721D中定义通孔，并且基座构件721A至721D通过插入在通孔中的螺栓580A至580D而固定到动作构件621。
在本示例性实施例中，附装构件701的动作构件711、支撑构件702和弹性构件703一体地形成而在结构上没有分离。此外，附装构件701的突出构件712经由螺栓或粘合剂而固定到动作构件711。虽然动作构件711和突出构件712被构造为分离的构件并且经由螺栓或粘合剂彼此固定，但是作为选择，这两个构件可以一体地形成。
作为上述构造的结果，附装构件701在与弹性构件603和703结合的同时相对于附装构件601产生相对位移。
虽然弹性构件703的板状弹性体732A1和732A2至732D1和732D2能够在Z轴方向的平移方向上及关于X轴和Y轴的旋转方向RX和RY上弯曲，但是板状弹性体732A1和732A2至732D1和732D2几乎不在X轴和Y轴方向的平移方向上和关于Z轴的旋转方向RZ上弯曲。此外，虽然弹性构件603的柱状弹性体631A至631D能够在X轴和Y轴方向的平移方向上和关于Z轴的旋转方向RZ上弯曲，但是柱状弹性体631A至631D几乎不在Z轴方向的平移方向上和关于X轴和Y轴的旋转方向RX和RY上弯曲。
因此，弹性构件603通过施加在附装构件601与附装构件701之间的力当中的、第一方向上的力(也就是X轴方向上的平移力Fx、Y轴方向上的平移力Fy和关于Z轴的旋转方向Rz上的旋转力Mz)而弹性变形。弹性构件703通过施加在附装构件601与附装构件701之间的力当中的、与第一方向不同的第二方向上的力(也就是Z轴方向上的平移力Fz、关于X轴的旋转方向RX上的旋转力Mx和关于Y轴的旋转方向RY上的旋转力My)而弹性变形。
根据具有如上构造的弹性构件603和703，在将外力施加到附装构件701时出现的、附装构件701相对于附装构件601的相对位移在与施加到附装构件701的外力的相同方向上出现。
例如，在将Z轴方向上的平移力Fz施加到附装构件701的情况下，弹性构件703弯曲，并且弹性构件603几乎不弯曲。因此，附装构件701仅在作为与施加的力的相同方向的Z轴方向上产生位移，并且几乎不在其他方向上产生位移。类似地，在将关于X轴的力矩Mx施加到附装构件701的情况下，弹性构件703弯曲，并且弹性构件603几乎不弯曲，并且因此附装构件701仅关于X轴旋转地产生位移。此外，在将关于Y轴的力矩My施加到附装构件701的情况下，附装构件701仅关于Y轴旋转地产生位移。
与此对照，在将X轴方向上的平移力Fx、Y轴方向上的平移力Fy或者关于Z轴的力矩Mz施加到附装构件701的情况下，弹性构件703几乎不变形，并且由于弹性构件603的变形，结构700与弹性构件603一体地产生位移。如上所述，附装构件701在将外力施加到附装构件701的方向上独立地产生位移，并且因此不容易出现与其他轴的干涉。
此外，在结构700的动作构件711的表面上定义未示出的螺栓孔，并且位移测量设备500和机器人手202彼此螺栓连接。类似地，在结构600的基座构件611的、与布置有四个突出构件612A至612D的面相对的面上定义螺栓孔，并且机器人臂201的远端与位移测量设备500通过该螺栓孔彼此机械连接。以这种方式，通过在手与臂之间布置位移测量设备，可以在向手施加力的情况下在平移方向和旋转方向的6轴方向上出现弹性位移。
附装构件701相对于附装构件601的相对位移由霍尔元件801A至801D和802A至802D检测。
充当磁通产生源的磁体901A至901D布置在附装构件601与支撑构件602中的一者处。在本示例性实施例中，磁体901A至901D布置在支撑构件602处。具体而言，磁体901A至901D分别固定到支撑构件602的突出构件622A至622D。
充当磁电转换元件的霍尔元件801A至801D布置在附装构件601和支撑构件602的另一者处。在本示例性实施例中，霍尔元件801A至801D布置在附装构件601处。具体而言，霍尔元件801A至801D分别安装在未例示的电路板上，并且与电路板一起分别固定到附装构件601的突出构件612A至612D。
霍尔元件801A至801D是分别产生表示与霍尔元件801A至801D相对于磁体901A至901D的相对位置或位移相对应的物理值的电信号。具体而言，霍尔元件801A至801D分别检测与霍尔元件801A至801D相对于磁体901A至901D的相对位置相对应的磁通密度。因此，传感器951A至951D产生与在附装构件601与附装构件701之间出现的、第一方向上的位移相对应的电信号。
应当注意，磁体901A至901D与霍尔元件801A至801D之间的位置关系可以反过来。在这种情况下，磁体901A至901D布置在附装构件601处，而霍尔元件801A至801D布置在支撑构件602处。
充当磁通产生源的磁体902A至902D布置在附装构件701和支撑构件702中的一者处。在本示例性实施例中，磁体902A至902D布置在附装构件701处。具体而言，磁体902A至902D固定到附装构件701的突出构件712的外周表面。
充当磁电转换元件的霍尔元件802A至802D布置在附装构件701和支撑构件702的另一者处。在本示例性实施例中，霍尔元件802A至802D布置在支撑构件702处。具体而言，霍尔元件802A至802D分别安装在未例示的电路板上，并且与电路板一起分别固定到支撑构件702的突出构件722A至722D。也就是说，磁体902A至902D布置在附装构件701的突出构件712上的、与霍尔元件802A至802D分别相对的位置处。
霍尔元件802A至802D是分别产生表示与霍尔元件802A至802D相对于磁体902A至902D的相对位置或位移相对应的物理值的电信号。具体而言，霍尔元件802A至802D分别检测与霍尔元件802A至802D相对于磁体902A至902D的相对位置相对应的磁通密度。因此，传感器952A至952D产生与在附装构件601与附装构件701之间出现的、第二方向上的位移相对应的电信号。
应当注意，磁体902A至902D与霍尔元件802A至802D之间的位置关系可以反过来。在这种情况下，磁体902A至902D布置在支撑构件702处，而霍尔元件802A至802D布置在附装构件701处。
如图4所示，控制电路550是计算机，例如包括中央处理单元：CPU551、只读存储器：ROM 552、随机存取存储器：RAM 553和接口554的微型计算机。控制电路550的构造不限于此，并且可以由例如专用集成电路：IC(诸如专用集成电路：ASIC或现场可编程门阵列：FPGA等)构成。
CPU 551根据ROM 552存储的程序并基于从霍尔元件801A至801D和802A至802D获得的电信号来获得力。RAM 553暂时存储诸如由CPU 551进行的计算处理的结果等的各种数据。接口554将来自霍尔元件801A至801D和802A至802D的电信号转换为可以由CPU 551处理的数字信号。
控制电路550，也就是，CPU 551基于来自霍尔元件801A至801D的电信号获得X轴和Y轴方向上的力Fx和Fy以及在关于Z轴的旋转方向Rz上的力矩Mz。此外，控制电路550，也就是，CPU 551基于来自霍尔元件802A至802D的电信号获得Z轴方向上的力Fz以及在关于X轴和Y轴的旋转方向RX和RY上的力矩Mx和My。
在本示例性实施例中，可以在结构600和结构700中的各个中独立地检测力。首先，将详细描述通过使用结构700的力的检测。
控制电路550获得电流或电压作为与由霍尔元件802A至802D检测的磁通密度成比例的电量，并且根据预定的标准电量获得电位移量。标准电量与不施加力时的电量相对应。根据基于霍尔元件802A至802D的检测结果的电位移量来计算与力Fz和力矩Mx和My相对应的附装构件701的位移量。霍尔元件802A至802D检测与附装构件701的位置成比例的磁通密度，在附装构件701中，轴之间的干涉减小，并且因此能够以高精度获得作为目标力和目标力矩的三个轴的力。
这里，在Sa至Sd分别基于霍尔元件802A至802D的电信号代表Z轴方向上的位移的情况下，则在附装构件701的Z轴方向上的位移ΔZ可以由下式表示。
ΔZ＝(Sa+Sb+Sc+Sd)/4
通过将位移ΔZ乘以作为与结构700在Z轴方向上的刚度相对应的常数的增益Kz来计算平移力Fz，并且该关系由下式表示。
Fz＝Kz·ΔZ
通过下式获得相对旋转位移Δθx和Δθy的量。
Δθx＝(Sa-Sc)/2
Δθy＝(Sb-Sd)/2
因此，根据下式通过使用刚度系数Kθx和Kθy计算力矩Mx和My。Mx＝Kθx·Δθx
My＝Kθy·Δθy
如上所述，检测外力Fz、Mx和My的三轴力传感器由结构700构成。应当注意，虽然在结构700中构造霍尔元件802A至802D的数量大于要检测的力/力矩的数量(即，检测的自由度)的冗余系统，但是可以根据需要确定传感器的数量。也就是说，可以选择任何数量，只要布置数量等于或大于要检测力的轴的数量的传感器即可。例如，在进行如本示例性实施例中的三轴位移测量的情况下，所需的传感器的最小数量是三。利用该构造，可以减少传感器中噪声的影响和轻微出现的轴间干涉的影响，并且因此可以进行更可靠的和更高精度的位移测量。应当注意，可以如在本示例性实施例中那样使用四个传感器，即四个霍尔元件，或者也可以使用五个或更多个传感器。此外，对从传感器输出的信号的处理方法和从位移到力的转换公式不限于以上所描述的，并且根据需要可以进行更复杂的处理以提高检测精度。
接下来，将详细描述通过使用结构600的力的检测。在施加到附装构件701的外力当中，外力Fx、Fy和Mz经由结构700传递到结构600的支撑构件602。也就是说，弹性构件703、支撑构件702和支撑构件602与附装构件701因施加到附装构件701的外力Fx、Fy和Mz而在外力Fx、Fy和Mz的施加方向上一体地产生位移。
因此，在本示例性实施例中，在附装构件601和支撑构件602中的一者上布置磁体901A至901D，以获得支撑构件602相对于附装构件601的位移，作为附装构件701相对于附装构件601的位移。此外，霍尔元件801A至801D布置在附装构件601和支撑构件602中的一者处。
控制电路550获得电流或电压作为与由霍尔元件801A至801D检测的磁通密度成比例的电量，并且根据预设的标准电量获得电位移量。标准电量与不施加力时的电量相对应。根据基于霍尔元件801A至801D的检测结果的电位移量的数据来计算与力Fx、Fy和力矩Mz相对应的支撑构件602的位移量，即，附装构件701的位移量。霍尔元件801A至801D检测与支撑构件602的位置成比例的磁通密度，即，附装构件701的磁通密度，在附装构件701中，轴之间的干涉减小，并且因此能够以高精度获得作为目标力和目标力矩的三个轴的力。
如上所述，检测外力Fx、Fy和Mz的三轴力传感器由结构600构成。应当注意，虽然在结构600中构造霍尔元件801A至801D的数量大于要检测的力/力矩的数量(即，检测的自由度)的冗余系统，但是可以根据需要确定传感器的数量。也就是说，可以选择任何数量，只要布置数量等于或大于要检测力的轴的数量的传感器即可。例如，在进行如本示例性实施例中的三轴位移测量的情况下，所需的传感器的最小数量是三。利用该构造，可以减少传感器中噪声的影响和轻微出现的轴间干涉的影响，并且因此可以进行更可靠的和更高精度的位移测量。应当注意，可以如在本示例性实施例中那样使用四个传感器，即四个霍尔元件，或者也可以使用五个或更多个传感器。此外，对从传感器输出的信号的处理方法和从位移到力的转换公式不限于以上所描述的，并且根据需要可以进行更复杂的处理以提高检测精度。
如上所述，结构600和700各自具有作为三轴力传感器的功能，并且通过将结构600和700彼此连接而构成六轴力传感器。在本示例性实施例中，结构600可以被视为检测平移力Fz及力矩Mx和My的三轴力传感器，并且结构700可以被视为检测平移力Fx和Fy及力矩Mz的三轴力传感器。以这种方式被构造为六轴传感器的位移测量设备500具有如下的构造，在该构造中，在结构600和700中的各个中布置传感器以检测结构600和700中的各个中的动作构件与基座构件之间的位移，并且不在结构600和700之间进行位移的检测。
这里将描述对比例的位移测量设备。图9A是对比例的位移测量设备的透视图，并且图9B是对比例的位移测量设备的截面图。
对比例的位移测量设备500X包括结构600X和700X，并且结构600X和700X经由螺栓580X彼此紧固。对比例的位移测量设备500X被构造为使得直接检测结构600X的附装部601X与结构700X的附装部701X之间的相对位移。具体而言，充当第一传感器的霍尔元件801X和充当第二传感器的霍尔元件802X布置在附装构件601X处，并且充当第一被检构件的磁体901X和充当第二被检构件的磁体902X布置在附装构件701X处。由于结构600X和700X彼此螺栓紧固，所以当外力施加到结构600X与700X之间时，在螺栓紧固部出现由于滑动而产生的位移。
图10A是例示由对比例的位移测量设备500X检测的力的滞后的测量结果的曲线图，并且图10B是例示由对比例的位移测量设备500X检测的力的误差的滞后的测量结果的曲线图。图10A和图10B例示了关于Z轴的力矩Mz。
在仅将力矩Mz施加到位移测量设备500X并且不施加其他轴的平移力或力矩的状态下进行实验。图10A例示了在将关于Z轴的力矩Mz施加到位移测量设备500X的情况下，施加的力矩载荷与从位移测量设备500X输出的力矩的检测值之间的关系。图10B例示了在将关于Z轴的力矩Mz施加到位移测量设备500X的情况下，施加的力矩载荷与从位移测量设备500X输出的力矩的检测误差值之间的关系。这些误差是施加的力矩载荷与从位移测量设备500X输出的力矩的检测值之间的差。表示来自位移测量设备500X的输出和力的数据在下文中将被称为传感器输出数据。
如图10A所示，在施加到位移测量设备500X的力矩Mz逐渐增加时获得的传感器输出数据H11与力矩Mz逐渐减小时获得的传感器输出数据H12之间出现滞后误差ΔH。这里，要从位移测量设备500X输出的理想输出值H0对应于施加的力矩Mz的精确值，并且因此在图10A中用直线表示。传感器输出数据H11和H12与理想输出值H0的误差，即，力传感器的输出误差H21和H22如图10B所示。如图10B所示，在施加的力矩Mz增加时获得的误差H21与施加的力矩Mz减小时获得的误差H22之间的滞后差异大。滞后误差高达约0.5Nm。
也就是说，难以通过处理(例如切割)单个(single piece)材料，将由第一附装部、第一弹性部、支撑部、第二弹性部和第二附装部构成的结构作为单个主体来生产。因此，可以考虑如下的方法，分开生产由第一附装部、第一弹性部和第一支撑部构成的第一结构和由第二附装部、第二弹性部和第二支撑部构成的第二结构，并经由诸如螺栓等的连接部将第一结构与第二结构连接。
然而，根据经由连接部将第一结构与第二结构连接的构造，当施加力时在连接界面处出现轻微的位移。例如，在作为被布置为能够向第一弹性构件和第二弹性构件二者传递力的中间构件的第一支撑部和第二支撑部经由连接部彼此连接的情况下，由于施加的力，在第一支撑部与第二支撑部之间出现轻微的位置偏差。
在这种情况下，如果在如上述对比例中那样在两个结构之间布置检测位移的传感器，则当移除力时连接界面处的位移未消除并且传感器的输出不返回到正确的状态。也就是说，所谓的滞后特性(力的检测值在施加的力增加时与施加的力减小时之间不同)变大。
图5是例示根据第一示例性实施例的由位移测量设备500检测的力的误差的滞后的测量结果的曲线图。图5例示了关于Z轴的力矩Mz。与对比例类似，在仅将力矩Mz施加到位移测量设备500并且不施加其他轴的力矩或平移力的状态下进行实验。
误差H1的最大值和最小值与在施加到位移测量设备500的力矩Mz逐渐增加的情况下获得的传感器输出数据的理想值之间的差为约0.25Nm。另外，误差H2的最大值和最小值与在施加到位移测量设备500的力矩Mz逐渐减小的情况下获得的传感器输出数据的理想值之间的差为约0.25Nm。因此，能够看出位移测量的精度提高，使得误差为对比例的约一半。特别是，与对比例相比，误差H1与误差H2之间的差非常小，并能够看出滞后更小了。
如上所述，即使在经由螺栓580A至580D而彼此紧固的支撑构件602和702之间出现滑动，即位置偏差(positional deviation)的情况下，也能够防止位置偏差影响霍尔元件801A至801D和802A至802D的检测的结果。因此，能够以高精度进行力的检测。也就是说，能够防止连接界面处的位置偏差影响在第一结构经由连接部与第二结构连接的构造中由第一传感器和第二传感器进行的检测的结果，并且因此能够进行减小滞后的高精度位移测量。
具体而言，施加要检测的力的部分可以在结构600和700中一体地形成，并且结构600和700可以被构造为不包括当施加力时引起滑动的摩擦紧固部。因此，即使在施加在移除附装构件601与701之间的外力时，附装构件701与支撑构件702的相对位置和支撑构件602与附装构件601的相对位置也不由于紧固部的滑动而漂移(drift)。因此，附装构件701与支撑构件702的相对位置和支撑构件602与附装构件601的相对位置能够精确地返回到初始位置，并且基于这些构件的位移而获得的力也能够精确地返回到零。也就是说，不管外力的施加历史如何，都能够减小由霍尔元件801A至801D和802A至802D进行的检测的结果中出现的滞后。因此，能够以高精度进行力的检测。如上所述，在支撑构件602和702彼此螺栓紧固的构造中，能够防止紧固部处的位置偏差影响由霍尔元件801A至801D和802A至802D进行的检测的结果，并且因此能够进行减小了滞后的高精度的位移测量。
此外，由于位移测量设备500可以被构造为包括分离的结构600和700，所以可以以高精度制造结构600和700。此外，通过将结构600和700彼此组合可以容易地组装位移测量设备500。因此，可以以嵌套状态(即，以彼此交叠的方式)布置结构600和700，并且因此能够高密度地布置结构600和700。也就是说，在能够高精度检测的同时，能够容易地制造空间上效率高的紧凑的位移测量设备500。
应当注意，虽然描述了附装构件601附装到充当第一构件的机器人臂201并且附装构件701附装到充当第二构件的机器人手202的情况，但是构造不限于此。也就是说，也可以采用附装构件601附装到机器人手202并且附装构件701附装到机器人臂201的构造。
第二示例性实施例
接下来，描述根据本发明的第二示例性实施例的位移测量设备。图6A和图6B是根据第二示例性实施例的位移测量设备的透视图。应当注意，图6B是在与图6A不同的方向上的位移测量设备的透视图。图7是例示根据第二示例性实施例的位移测量设备的检测系统的构造的框图。在第二示例性实施例的位移测量设备500A中的与第一示例性实施例的位移测量设备500相似的部件用与第一示例性实施例相同的附图标记表示，并省略其描述。位移测量设备500A包括充当第一结构的结构600A和充当第二结构的结构700A。与第一示例性实施例类似，结构600A包括附装构件601、支撑构件602和弹性构件603。与第一示例性实施例类似，结构700A包括附装构件701、支撑构件702和弹性构件703。
在第一示例性实施例中，描述了霍尔元件用作第一和第二检测构件并且磁体用作第一和第二被检构件的情况。在第二示例性实施例中，将描述由检测构件和被检构件构成线性编码器的情况。应当注意，线性编码器可以是诸如光学编码器或电磁感应编码器等的任何编码器，并且优选的是光学编码器。
在第二示例性实施例中，线性编码器1951A至1951D充当第一传感器，并且线性编码器1952A至1952D充当第二传感器。线性编码器1951A至1951D的标尺(scale)1901A至1901D充当第一被检构件，并且线性编码器1951A至1951D的检测头1801A至1801D充当第一检测构件。此外，线性编码器1952A至1952D的标尺1902A至1902D充当第二被检构件，并且线性编码器1952A至1952D的检测头1802A至1802D充当第二检测构件。
检测头1801A至1801D是产生表示与相对于标尺1901A至1901D的相对位置或位移相对应的物理值的电信号的传感器元件。检测头1802A至1802D是产生表示与相对于标尺1902A至1902D的相对位置或位移相对应地物理值的电信号的传感器元件。
这里，在线性编码器是增量线性编码器的情况下，检测头1801A至1801D和1802A至1802D将脉冲数计数为表示标尺1901A至1901D和1902A至1902D的位移的物理值。也就是说，检测头1801A至1801D和1802A至1802D通过对与标尺1901A至1901D和1902A至1902D的类型(pattern)相对应的脉冲进行计数来获得与从弹性构件603和703未被弹性变形的状态起的弹性变形相对应的标尺1901A至1901D和1902A至1902D的位移量。
在线性编码器是绝对线性编码器的情况下，检测头1801A至1801D和1802A至1802D获得作为数字值的标尺1901A至1901D和1902A至1902D的位置。在这种情况下，控制电路550即CPU 551可以从被检值与预设标准值之间的差获得位移量。
如上所述，在线性编码器是增量线性编码器的情况下，可以使用将位移作为脉冲进行计数的数字信号处理，并且因此可以实现同时具有高刚度、高分辨率和具有高负载特性，并且具有宽动态范围的位移测量设备。此外，线性编码器是绝对线性编码器的情况下，也可以经由数字信号处理对获得的位置进行处理并且因此可以实现同时具有高刚度、高分辨率和具有高负载特性，并且具有宽动态范围的位移测量设备。
第三示例性实施例
接下来，将描述根据本发明的第三示例性实施例的机器人。图8是根据第三示例性实施例的机器人的透视图。在第三示例性实施例中，与第一示例性实施例相似的部件用相同的附图标记表示并省略其描述。虽然在第一示例性实施例中描述了将位移测量设备布置在机器人的腕部的情况，但是位移测量设备的布置不限于此。在第三示例性实施例中，将描述将位移测量设备布置在机器人臂的关节处的情况。第三实施例的机器人200A包括机器人臂201A和充当端部执行器的机器人手202。机器人臂201A包括经由关节J1至J6彼此连接的多个连杆210至216。在第三示例性实施例中，位移测量设备500布置在充当第一连杆的连杆212和充当与连杆212连接的、要相对于连杆212旋转的第二连杆的连杆213。位移测量设备500通过在位移测量设备500的结构700的动作构件711的表面上定义的螺栓孔而螺栓紧固到连杆213，并且结构600的基座构件611经由例如螺栓与关节J3的输出端连接。
也就是说，在第三示例性实施例中，第一构件和第二构件中的一者是连杆212，另一者是连杆213。根据这种构造，位移测量设备500可以测量施加到关节J3的六个轴的力和力矩。通常，在将这种情况下的力传感器或位移测量设备附装到机器人臂的远端的情况下，存在腕部的尺寸或长度以及重量增加并且机器人的整体移动性或加速性能和运输性能降低的问题。然而，通过将位移测量设备布置为机器人臂的结构的一部分，能够在抑制机器人的远端的尺寸和重量增加的同时测量施加到手的力。此外，根据这种构造，不仅能检测施加到手的外力，还能检测施加到关节J3的远端侧上的连杆的外力。
虽然在第三示例性实施例中描述了将位移测量设备500布置在关节J3处的情况，但是位移测量设备500的位置不限于关节J3，只要位移测量设备500布置在关节J1至J6中的至少一个处即可。也就是说可以将位移测量设备500布置在多个关节J1至J6的部分或全部处。
本发明不限于上述示例性实施例，并且可以在本发明的技术理念内以各种方式进行修改。此外，在示例性实施例中描述的优势效果仅是本发明实现的最优选的效果的列举，并且本发明的效果不限于示例性实施例中描述的那些效果。
虽然在示例性实施例中描述了磁型和线性编码器型位移测量设备，但是位移测量设备的类型不限于那些类型，并且例如可以使用电容型位移测量设备。也就是说，一种位移测量设备，在该位移测量设备中将电极布置为被检构件并且将电容作为根据电极与传感器元件之间的位置关系而改变的物理值来进行检测。
此外，虽然在本示例性实施例中描述了检测平移力Fx和Fy及力矩Mz的第一结构和检测平移力Fz及力矩Mx和My的第二结构，但是构造不限于此。例如，可以采用第一结构检测平移力Fx、Fy和Fz并且第二结构检测力矩Mx、My和Mz的构造。此外，用于位移测量的轴不需要在结构之间分离，并且可以采用如下的构造，其中用于位移测量的轴以如第一结构检测力Fx、Fy和Fz并且第二结构检测力Fz及力矩Mx、My和Mz那样的冗余方式来设置。
此外，虽然描述了位移测量设备检测全部六个轴的力的构造，但是构造不限于此。例如，本发明也适用于构造检测两个或更多个且五个或更少个轴的力位移测量设备。
此外，弹性构件的形状不限于上述形状，并且可以根据位移测量目的以任何形状形成。
此外，位移测量设备的位置不限于机器人臂与端部执行器之间的位置或机器人臂的关节，并且可以是其他位置。例如，位移测量设备的位置可以是机器人臂的近端。此外，位移测量设备可以应用到除机器人以外的设备。
此外，虽然在上述的示例性实施例中描述了通过磁场产生源和磁电转换元件构成传感器的情况和通过标尺和检测头构成传感器的情况，但是传感器的构造不限于这些构造，只要产生与位移相对应的电信号即可。也可以将光学传感器元件和电容传感器元件用作传感器检测元件。
虽然参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是应该理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。应当对权利要求的范围给予最宽的解释，以使其涵盖所有这些变型例以及等同的结构及功能。

Claims (17)

1.一种位移测量设备，所述位移测量设备被构造为获得第一构件与第二构件之间在至少一个第一方向和在与所述至少一个第一方向不同的至少一个第二方向上的位移量，所述位移测量设备包括：
第一结构，其包括被构造为附装到所述第一构件的第一附装部；
第二结构，其包括被构造为附装到所述第二构件的第二附装部；以及
连接部，其被构造为将第一结构与第二结构连接，
其中，第一结构包括第一传感器，所述第一传感器被构造为产生与第一附装部和第二附装部之间在所述至少一个第一方向上的位移相对应的电信号，并且
其中，第二结构包括第二传感器，所述第二传感器被构造为产生与第一附装部和第二附装部之间在所述至少一个第二方向上的位移相对应的电信号。
2.根据权利要求1所述的位移测量设备，
其中，所述第一结构包括：
第一支撑部；以及
第一弹性部，其被构造为连接第一附装部与第一支撑部，并且能够在所述至少一个第一方向上产生位移，
其中，所述第一传感器被构造为产生与第一附装部和第一支撑部之间的位移相对应的电信号，
其中，所述第二结构包括：
第二支撑部；以及
第二弹性部，其被构造为连接第二附装部与第二支撑部，并且能够在所述至少一个第二方向上产生位移，
其中，所述第二传感器被构造为产生与第二附装部和第二支撑部之间的位移相对应的电信号。
3.根据权利要求2所述的位移测量设备，
其中，所述第一传感器包括：
第一检测构件，其被布置在第一附装部和第一支撑部中的一者处，以及
第一被检构件，其被布置在第一附装部和第一支撑部中的另一者处，并且
其中，所述第二传感器包括：
第二检测构件，其被布置在第二附装部和第二支撑部中的一者处，以及
第二被检构件，其被布置在第二附装部和第二支撑部中的另一者处。
4.根据权利要求3所述的位移测量设备，
其中，第一弹性部件与第一附装部和第一支撑部由同一个材料形成，并且与第一附装部和第一支撑部连接，并且
其中，第二弹性部件与第二附装部和第二支撑部由同一个材料形成，并且与第二附装部和第二支撑部连接。
5.根据权利要求3所述的位移测量设备，其中，第一被检构件是磁通产生源，并且第一检测构件是磁电转换元件。
6.根据权利要求3所述的位移测量设备，其中，第一被检构件是线性编码器的标尺，并且第一检测构件是线性编码器的检测头。
7.根据权利要求3所述的位移测量设备，其中，第二被检构件包括磁通产生源，并且第二检测构件包括磁电转换元件。
8.根据权利要求3所述的位移测量设备，其中，第二被检构件是线性编码器的标尺，并且第二检测构件是线性编码器的检测头。
9.根据权利要求2至8中的任一项所述的位移测量设备，
其中，第一弹性部包括在关于直线的圆周方向上相间隔地布置的并且沿所述直线延伸的多个柱状弹性体，所述直线从第一附装部向第二附装部延伸，
其中，第二弹性部包括在圆周方向上相间隔地布置的多个单元，并且
其中，所述多个单元各自包括在所述直线的方向上布置的并且在与所述直线垂直的方向上延伸的多个板状弹性体。
10.根据权利要求1所述的位移测量设备，所述位移测量设备包括控制器，所述控制器被构造为基于从第一传感器获得的电信号来获得在所述至少一个第一方向上的力，并且基于从第二传感器获得的电信号来获得在所述至少一个第二方向上的力。
11.根据权利要求1所述的位移测量设备，
其中，所述至少一个第一方向包括平移方向和旋转方向，所述平移方向是沿着与从第一附装部向第二附装部延伸的直线垂直的线的方向，所述旋转方向是关于从第一附装部向第二附装部延伸的直线的旋转方向，并且
其中，所述至少一个第二方向包括平移方向和旋转方向，所述平移方向是沿着从第一附装部向第二附装部延伸的直线的方向，所述旋转方向是关于与从第一附装部向第二附装部延伸的直线垂直的线的旋转方向。
12.根据权利要求1所述的位移测量设备，其中，所述连接部是螺栓。
13.一种位移测量设备，所述位移测量设备包括：
第一附装部，其被构造为附装到第一构件；
第二附装部，其被构造为附装到第二构件；
中间构件，其被布置在第一附装部与第二附装部之间；
第一弹性构件，其被构造为连接第一附装部与中间构件并且能够在至少一个第一方向上产生位移；
第二弹性构件，其被构造为连接第二附装部与中间构件并且能够在与所述至少一个第一方向不同的至少一个第二方向上产生位移；
第一传感器，其被构造为检测第一附装部与中间构件之间在所述至少一个第一方向上的位移；以及
第二传感器，其被构造为检测第二附装部与中间构件之间在所述至少一个第二方向上的位移。
14.一种机器人，所述机器人包括
机器人臂；
端部执行器；
第一结构，其包括被构造为附装到机器人臂的第一附装部；
第二结构，其包括被构造为附装到端部执行器的第二附装部；以及
连接部，其被构造为连接第一结构与第二结构，
其中，第一结构包括第一传感器，所述第一传感器被构造为产生与第一附装部和第二附装部之间在至少一个第一方向上的位移相对应的电信号，并且
其中，第二结构包括第二传感器，所述第二传感器被构造为产生与第一附装部和第二附装部之间在与所述至少一个第一方向不同的至少一个第二方向上的位移相对应的电信号。
15.根据权利要求14所述的机器人，
其中，第一结构包括：
第一支撑部；以及
第一弹性部，其被构造为连接第一附装部与第一支撑部，并且能够在所述至少一个第一方向上产生位移，
其中，所述第一传感器被构造为产生与第一附装部和第一支撑部之间的位移相对应的电信号，
其中，第二结构包括：
第二支撑部；以及
第二弹性部，其被构造为连接第二附装部与第二支撑部，并且能够在所述至少一个第二方向上产生位移，
其中，所述第二传感器被构造为产生与第二附装部和第二支撑部之间的位移相对应的电信号。
16.一种机器人臂，所述机器人臂包括：
第一连杆；
第二连杆，其以关于第一连杆可旋转的方式与第一连杆连接；
第一结构，其包括被构造为附装到第一连杆的第一附装部；
第二结构，其包括被构造为附装到第二连杆的第二附装部；以及
连接部，其被构造为连接第一结构与第二结构，
其中，第一结构包括第一传感器，所述第一传感器被构造为产生与第一附装部和第二附装部之间在至少一个第一方向上的位移相对应的电信号，并且
其中，第二结构包括第二传感器，所述第一传感器被构造为产生与第一附装部和第二附装部之间在与所述至少一个第一方向不同的至少一个第二方向上的位移相对应的电信号。
17.根据权利要求16所述的机器人臂，
其中，第一结构包括：
第一支撑部；以及
第一弹性部，其被构造为连接第一附装部与第一支撑部，并且能够在所述至少一个第一方向上产生位移，
其中，所述第一传感器被构造为产生与第一附装部和第一支撑部之间的位移相对应的电信号，
其中，所述第二结构包括：
第二支撑部；以及
第二弹性部，其被构造为连接第二附装部与第二支撑部，并且能够在所述至少一个第二方向上产生位移，
其中，所述第二传感器被构造为产生与第二附装部和第二支撑部之间的位移相对应的电信号。
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