CN108709669A - 传感器器件、力检测装置以及机器人 - Google Patents

传感器器件、力检测装置以及机器人 Download PDF

Info

Publication number
CN108709669A
CN108709669A CN201810258121.4A CN201810258121A CN108709669A CN 108709669 A CN108709669 A CN 108709669A CN 201810258121 A CN201810258121 A CN 201810258121A CN 108709669 A CN108709669 A CN 108709669A
Authority
CN
China
Prior art keywords
addition
component
piezoelectric element
sensor component
piezoelectric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810258121.4A
Other languages
English (en)
Inventor
松沢明
河合宏纪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Publication of CN108709669A publication Critical patent/CN108709669A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0061—Force sensors associated with industrial machines or actuators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/16—Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/085—Force or torque sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • B25J19/028—Piezoresistive or piezoelectric sensing devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0061—Force sensors associated with industrial machines or actuators
    • G01L5/0076—Force sensors associated with manufacturing machines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/16—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force
    • G01L5/167—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using piezoelectric means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
    • G01L5/226—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to manipulators, e.g. the force due to gripping
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/05—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes
    • H10N30/057—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes by stacking bulk piezoelectric or electrostrictive bodies and electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/07—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base
    • H10N30/072—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by laminating or bonding of piezoelectric or electrostrictive bodies
    • H10N30/073—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by laminating or bonding of piezoelectric or electrostrictive bodies by fusion of metals or by adhesives
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • H10N30/302—Sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H10N30/877—Conductive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/88—Mounts; Supports; Enclosures; Casings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00—Robots
    • Y10S901/27—Arm part
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00—Robots
    • Y10S901/46—Sensing device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

一种传感器器件、力检测装置以及机器人，能够降低外力的检测精度下降。传感器器件的特征在于，具备层叠体，所述层叠体包含：第一压电元件；第二压电元件；以及高分子聚合物膜，位于所述第一压电元件与所述第二压电元件之间。此外，优选的是，所述第一压电元件和所述第二压电元件分别具有通过压电效应产生电荷的压电体层和设置于所述压电体层并输出与所述电荷对应的信号的电极，所述高分子聚合物膜设置于所述第一压电元件所具有的所述电极与所述第二压电元件所具有的所述电极之间。

Description

传感器器件、力检测装置以及机器人
技术领域
本发明涉及传感器器件、力检测装置以及机器人。
背景技术
以往，在具有末端执行器和机器人臂的工业用机器人中，使用对施加于末端执行器的力进行检测的力检测装置。作为这样的力检测装置的一例，例如已知具有多个压电元件并利用该压电元件的压电效应的装置。
例如，在专利文献1中记载有具备层叠体的层叠型压电元件的构造，该层叠体夹着内部电极而层叠有多个压电板。在将由银-钯合金构成的导电层形成于由陶瓷形成的板状压电体的上表面以及下表面的各个之后，通过层叠具备导电层的压电体而制作该层叠型压电元件所具备的层叠体。
专利文献1：国际公开第2013/146984号公报
在此，由于在由压电体和两个导电层构成的内部电极之间热膨胀系数相互不同，因此当施加外力时在压电体和内部电极之间进行不同动作。而且，在专利文献1的层叠型压电元件具备的压电体中，由于是使具备导电层的压电体彼此直接连接的结构，因此由于压电体与内部电极之间的热膨胀系数差异，导致产生外力的传递损失，因此存在导致外力的检测精度下降这样的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述的问题的至少一部分而完成的，能够通过以下的应用例或方式来实现。
本应用例的传感器器件具备层叠体，所述层叠体包含：第一压电元件；第二压电元件；以及高分子聚合物膜，位于所述第一压电元件与所述第二压电元件之间。
根据这样的传感器器件，由于在第一压电元件与第二压电元件之间设置有高分子聚合物膜，因此能够降低第一压电元件与第二压电元件之间的外力传递损失。因此，能够降低外力的检测精度下降。
在本应用例的传感器器件中，优选的是，所述高分子聚合物膜包含聚硅氧烷。
由此，由于包含聚硅氧烷的高分子聚合物膜的热膨胀系数小，不易变化，因此能够进一步降低第一压电元件与第二压电元件之间的外力传递损失。因此，能够降低外力的检测精度下降。
在本应用例的传感器器件中，优选的是，所述第一压电元件和所述第二压电元件分别具有通过压电效应产生电荷的压电体层和设置于所述压电体层并输出与所述电荷对应的信号的电极，所述高分子聚合物膜设置于所述第一压电元件所具有的所述电极与所述第二压电元件所具有的所述电极之间。
由此，能够降低在第一压电元件所具有的电极与第二压电元件所具有的电极之间产生外力的传递损失，因此能够降低外力的检测精度下降。
在本应用例的传感器器件中，优选的是，所述传感器器件具有在所述层叠体的侧面设置的多个侧面电极，构成所述侧面电极的材料的至少一部分与构成所述电极的材料的至少一部分相同。
由此，能够降低侧面电极与电极之间的连接不良。
在本应用例的传感器器件中，优选的是，所述多个侧面电极包含第一层和第二层，所述第一层包含镍，所述第二层包含金。
由此，能够降低构造体与侧面电极之间产生接合不良，并且能够提高侧面电极的耐久性。此外，这样的侧面电极例如能够用于获取从构造体输出的信号并向外部输出。
在本发明的传感器器件中，优选的是，所述压电体层包含水晶。
由此，能够实现具有高灵敏度、宽的动态范围、高的刚性等优异特性的力检测装置。
在本应用例的传感器器件中，优选的是，在将所述压电体层的厚度设为了T1、将所述高分子聚合物膜的厚度设为了T2时，满足2.0≤T1/T2≤10000。
由此，能够更有效地降低外力的检测精度下降。
在本应用例的传感器器件中，优选的是，所述传感器器件具有收容所述层叠体的封装体，所述封装体具有基部、盖体和密封构件，所述基部具有配置有所述层叠体的凹部，所述盖体以封堵所述凹部的开口的方式设置，所述密封构件接合所述基部和所述盖体。
由此，能够保护压电元件受到外部影响，能够降低外部影响引起的噪声。
在本应用例的传感器器件中，优选的是，所述密封构件包含科瓦铁镍钴合金(kovar)。
由此，由于科瓦铁镍钴合金的热膨胀系数比较小，因此能够降低密封构件的热变形，能够降低热变形引起基部以及盖体的接合不良。
在本应用例的传感器器件中，优选的是，所述基部具有第一构件和第二构件，所述第二构件与所述第一构件接合并与所述第一构件一起形成所述凹部，所述第一构件的杨氏模量比所述第二构件的杨氏模量低。
由此，能够将外力可靠地传递到压电元件，并且能够降低外力导致产生第一构件与第二构件的接合不良的可能性。
本应用例的力检测装置具备：第一板；第二板；以及权利要求1至10中任一项所述的传感器器件，设置于所述第一板与所述第二板之间。
根据这样的力检测装置，能够更高精度地检测外力。
本应用例的机器人具备：基座；以及臂，与所述基座连接，并能够安装权利要求11所述的力检测装置。
根据这样的机器人，能够更精密地执行作业。
附图说明
图1是示出第一实施方式的机器人的立体图。
图2是示出机器人臂的末端部的图。
图3是力检测装置的上表面侧立体图。
图4是图3所示的力检测装置的下表面侧立体图。
图5是图3所示的力检测装置的横截面图。
图6是示出图3所示的力检测装置的内部的俯视图。
图7是拆除图3所示的力检测装置的连接构件后状态的下表面侧立体图。
图8是示出力检测装置与安装构件的连接的截面图。
图9是传感器器件的截面图。
图10是示出装配于模拟电路基板的传感器器件的俯视图。
图11是示出力检测元件的图。
图12是示出设置于传感器器件所具有的封装体的端子的俯视图。
图13是示出封装体的背面侧的俯视图。
图14是示出模拟电路基板与传感器器件的连接的图。
图15是示出模拟电路基板与传感器器件的连接的另一例的图。
图16是示出模拟电路基板与传感器器件的连接的另一例的图。
图17是制造力检测元件所具有的连接部的方法的流程图。
图18是用于说明涂覆工序的图。
图19是放大示出涂覆工序中的连接部的表面的一部分的示意图。
图20是用于说明能量赋予工序的图。
图21是放大示出能量赋予工序中的连接部的表面的一部分的示意图。
图22是用于说明贴合工序的图。
图23是用于说明加压工序的图。
图24是示出设置于第二实施方式中的传感器器件所具有的封装体的端子的俯视图。
图25是示出图24所示的封装体的背面侧的俯视图。
图26是示出模拟电路基板与传感器器件的连接的图。
图27是示出第三实施方式中的力检测装置与安装构件的连接的截面图。
图28是示出第四实施方式的机器人的立体图。
附图标记说明：
1力检测装置；2壳体；3基板收容构件；4传感器器件；5连接构件；8力检测元件；9机器人；10机器人臂；11臂；12臂；13臂；14臂；15臂；16臂；17末端执行器；18安装构件；20构造体；21第一壳体构件；22第二壳体构件；23侧壁部；24构件；40封装体；41基部；42盖体；43密封构件；44内部端子；44a内部端子；44b内部端子；44c内部端子；44d内部端子；45导电性连接部；45a导电性连接部；45b导电性连接部；45c导电性连接部；45d导电性连接部；46侧面电极；46a侧面电极；46b侧面电极；46c侧面电极；46d侧面电极；47粘接构件；48外部端子；48a外部端子；48b外部端子；48c外部端子；48d外部端子；52定位部；61模拟电路基板；62数字电路基板；63中继基板；64外部布线部；70加压螺栓；71螺栓；72螺栓；73螺栓；74螺栓；75固定构件；76螺栓；77螺栓；78螺栓；80压电元件；81压电元件；82压电元件；83压电元件；84压电元件；85压电元件；86压电元件；88连接部；100机器人；110基座；181贯通孔；185上表面；186下表面；211第一板；212第一固定部；213贯通孔；214内螺纹孔；215上表面；216下表面；217内螺纹孔；221第二板；222第二固定部；223凸出部；225上表面；226下表面；231密封构件；241贯通孔；242内螺纹；245上表面；246下表面；311孔；312凹部；313贯通孔；314槽；315上表面；316下表面；401凹部；411底构件；412侧壁构件；511贯通孔；515上表面；516下表面；611孔；612连接器；613端子；621孔；622连接器；623连接器；624连接器；625连接器；631电子部件；632孔；633布线；634布线；635连接器；636连接器；641支承部；642部分；761导电性接合构件；762阻焊膜；801压电体层；802输出电极层；803接地电极层；807侧面；808侧面；811压电体层；812输出电极层；813接地电极层；821压电体层；822输出电极层；823接地电极层；831压电体层；832输出电极层；833接地电极层；841压电体层；842输出电极层；843接地电极层；851压电体层；852输出电极层；853接地电极层；861压电体层；862输出电极层；863接地电极层；871支承基板；872支承基板；910基座；911支承部；912柱部；920躯体部；930机器人臂；931臂；932臂；933臂；934臂；935臂；936臂；937臂；940末端执行器；1811孔；1812孔；2111外缘部；2112中央部；2121内壁面；2122内螺纹孔；2131孔；2132孔；2133孔；2211内螺纹孔；2221内螺纹孔；2231顶面；2411孔；2412孔；3131孔；3132孔；5111孔；5112孔；A1中心轴；CL线段；D1层叠方向；GND接地电位；Qα电荷；Qβ电荷；Qγ电荷；d1分离距离；d2宽度；d3厚度；d4分离距离；L1虚线；L2虚线；L3虚线；L4虚线；881硅氧烷键；882Si原子；883甲基；884悬空键；885羟基；E能量；P压力；88a覆膜。
具体实施方式
以下，基于附图对传感器器件、力检测装置以及机器人的优选实施方式进行详细说明。另外，各图也具有适当放大或缩小显示的部位、省略显示的部位，以便成为能够识别说明部分的状态。此外，在本说明书中，“连接”包含直接连接的情况和经由任意构件间接连接的情况。
1.机器人
首先，对本应用例的机器人的一例进行说明。
图1是示出第一实施方式的机器人的立体图。图2是示出机器人臂的末端部的图。此外，在图2中，为了便于说明，作为相互正交的三个轴，示出x轴、y轴以及z轴，将表示各轴的箭头的末端侧设为“+”，将基端侧设为“-”。此外，将与x轴平行的方向称为“x轴方向”，将与y轴平行的方向称为“y轴方向”，将与z轴平行的方向称为“z轴方向”。此外，将从z轴方向观察称为“俯视”。此外，将图1中的基座110侧称为“基端”，将其相反侧(末端执行器17侧)称为“末端”。
图1所示的机器人100能够进行精密设备、构成精密设备的部件等对象物的供料、除料、搬运以及组装等作业。该机器人100是所谓的单臂六轴垂直多关节机器人。
机器人100具有基座110和转动自如地连结于基座110的机器人臂10。此外，在机器人臂10连接有力检测装置1，在力检测装置1借助安装构件18连接有末端执行器17(被安装构件)。
基座110是例如固定于地面、墙壁、天花板以及能够移动的台车上等的部分。只是，基座110只要连接有机器人臂10即可，基座110自身也可以是能够移动的。机器人臂10具有臂11(第一臂)、臂12(第二臂)、臂13(第三臂)、臂14(第四臂)、臂15(第五臂)、臂16(第六臂)。这些臂11～16从基端侧朝向末端侧按该顺序连结。各臂11～16相对于相邻的臂或基座110能够转动。
如图2所示，在位于机器人臂10的末端部的臂16与末端执行器17之间设置有力检测装置1。该力检测装置1相对于臂16直接连接，相对于末端执行器17借助安装构件18连接。
力检测装置1检测施加于末端执行器17的力(包含力矩)。另外，在下文对力检测装置1进行详述。
末端执行器17是针对机器人100的作业对象即对象物进行作业的仪器，由具有把持对象物功能的手部构成。另外，作为末端执行器17，只要使用对应于机器人100的作业内容等的仪器即可，并不限定于手部，例如也可以是进行螺纹紧固的螺纹紧固仪器等。
安装构件18是用于将末端执行器17相对于力检测装置1安装的构件。另外，关于安装构件18，与力检测装置1一起在下文进行详述。
此外，虽然未图示，机器人100具有驱动部，该驱动部具备使一臂相对于另一臂(或基座110)转动的马达等。此外，虽然未图示，机器人100具有检测马达的旋转轴的旋转角度的角度传感器。虽然未图示，驱动部以及角度传感器例如设置于各臂11～16。
这样的机器人100具备基座110和与基座110连接并能够安装力检测装置1的臂16(机器人臂10)。根据这样的机器人100，由于能够将在下文详述的力检测装置1安装在机器人臂10(在本实施方式中是臂16)，因此例如力检测装置1检测与力检测装置1连接的末端执行器17受到的外力，并基于该检测结果进行反馈控制，从而机器人100能够执行更精密的作业。此外，基于力检测装置1的检测结果，机器人100能够检测末端执行器17对障碍物的接触等。因此，能够容易地进行障碍物避开动作以及对象物损伤避开动作等，机器人100能够更安全地执行作业。
此外，在本实施方式中，安装构件18与末端执行器17之间是单独构件，但也可以安装构件18与末端执行器17是一体的。此外，安装构件18的结构并不限定于图示的结构。
此外，在本实施方式中，以作为被安装构件的一例而使用末端执行器17的情况为例进行了说明，但被安装构件并不限定于末端执行器17。例如，被安装构件也可以是臂15。也可以是力检测装置1设置于臂15与臂16之间。
2.力检测装置
接下来，对本应用例的力检测装置的一例进行说明。
图3是力检测装置的上表面侧立体图。图4是图3所示的力检测装置的下表面侧立体图。图5是图3所示的力检测装置的横截面图。图6是示出图3所示的力检测装置的内部的俯视图。图7是拆除图3所示的力检测装置的连接构件后的状态的下表面侧立体图。图8是示出力检测装置与安装构件的连接的截面图。另外，以下，将+z轴方向侧也称为“上”，将-z轴方向侧也称为“下”。
图3以及图4所示的力检测装置1是能够检测施加于力检测装置1的外力的六轴成分的六轴力敏传感器。在此，六轴成分是相互正交的三个轴(在图示中是x轴、y轴以及z轴)的各自方向的平移力(剪切力)成分以及绕该三个轴的各自轴的旋转力(力矩)成分。
如图5所示，力检测装置1具有壳体2、收容于壳体2内的多个传感器器件4、多个模拟电路基板61以及一个数字电路基板62、与壳体2连接的基板收容构件3、收容于基板收容构件3的中继基板63、与基板收容构件3连接的连接构件5和设置于基板收容构件3的外周的外部布线部64。
在该力检测装置1中，输出对应于各传感器器件4受到的外力的信号(检测结果)，通过模拟电路基板61以及数字电路基板62处理该信号。由此，检测施加于力检测装置1的外力的六轴成分。此外，由模拟电路基板61处理过的信号经由与数字电路基板62电连接的中继基板63和与中继基板63电连接的外部布线部64向外部输出。
以下，对力检测装置1具备的各部分进行说明。
[壳体]
如图5所示，壳体2具有第一壳体构件21、相对于第一壳体构件21隔开间隔配置的第二壳体构件22和设置于第一壳体构件21和第二壳体构件22的外周部的侧壁部23(第三壳体构件)。
<第一壳体构件>
第一壳体构件21呈大致平板状，具有具备上表面215以及下表面216的第一板211、和立设于第一板211的下表面216的外周部的多个(在本实施方式中是四个)第一固定部212(第一加压部)。
—第一板—
第一板211具有外缘部2111和中央部2112，该中央部2112具有厚度比外缘部2111厚并向比外缘部2111靠上侧凸出的部分。此外，在第一板211形成有多个内螺纹孔217和多个内螺纹孔214(连接部)，该多个内螺纹孔217插穿有螺栓71，该多个内螺纹孔214(连接部)位于比内螺纹孔217靠中心轴A1侧处并用于安装与安装构件18连接的构件24。
在此，如图8所示，在本实施方式中，安装构件18呈具有上表面185以及下表面186的圆板状，在安装构件18的外周部设置有在其厚度方向上贯通的多个贯通孔181。在上表面185安装有末端执行器17，在下表面186借助构件24连接有力检测装置1(参照图2以及图8)。各贯通孔181具有插穿有螺栓77的孔1811和与孔1811连通并供螺栓77的头部存在的孔1812。此外，贯通孔181和第一板211的贯通孔217设置于对应的位置。在本实施方式中，贯通孔181位于贯通孔217的正上方，贯通孔217与贯通孔181在俯视下重叠。
此外，壳体2所具有的构件24呈具有上表面245以及下表面246的平板状。而且，上表面245与安装构件18连接，下表面246与第一板211连接。构件24具有多个贯通孔241和相对于多个贯通孔241位于与中心轴A1相反一侧的多个内螺纹孔242。
各贯通孔241具有插穿有螺栓78的孔2411和与孔2411连通并供螺栓78的头部存在的孔2412。此外，内螺纹孔242与用于将安装构件18相对于构件24连接的螺栓77的外螺纹对应。而且，内螺纹孔242设置于与安装构件18的贯通孔181对应的位置，螺栓77插穿于贯通孔181以及内螺纹孔242。
另外，安装构件18只要能够将力检测装置1安装在末端执行器17(被安装构件)的构件即可，并不限定于图示的构件。
—第一固定部—
如图6所示，多个第一固定部212沿以力检测装置1的中心轴A1为中心的同一圆周上相互间隔等角度(90°)排列。
此外，如图6所示，上述的贯通孔217和与其对应的第一固定部212在俯视下重叠。此外，如图5所示，各第一固定部212的内壁面2121(内侧的端面)是相对于第一板211垂直的平面。此外，在各第一固定部212形成有供后述的加压螺栓70插穿的多个内螺纹孔2122。
这样的各第一固定部212连接于第一板211以及传感器器件4连接，并具有将施加于力检测装置1的外力传递到传感器器件4的功能。
作为这样的第一壳体构件21的构成材料，并不特别限定，例如可列举铝、不锈钢等金属材料、陶瓷等。此外，第一壳体构件21在俯视下的外形是如图3所示那样圆形，但并不限定于此，例如也可以是四边形、五边形等多边形、椭圆形等。此外，在图示中，第一固定部212和第一板211彼此由单独构件构成，但它们也可以是一体的。此外，第一固定部212和第一板211可以由相同材料构成，也可以由相互不同的材料构成。
<第二壳体构件>
如图5所示，第二壳体构件22呈大致平板状，并具有具备上表面225以及下表面226的第二板221、和立设于第二板221的上表面225的外周部的多个(在本实施方式中是四个)第二固定部222(第二加压部)。
—第二板—
第二板221相对于第一板211对置配置。在第二板221的外周部形成有与用于连接基板收容构件3和第二板221的螺栓72的外螺纹对应的多个内螺纹孔2211。
—第二固定部—
如图6所示，多个第二固定部222沿以力检测装置1的中心轴A1为中心的同一圆周上相互间隔等角度(90°)排列。各第二固定部222相对于上述的第一壳体构件21的第一固定部212配置于中心轴A1侧，与第一固定部212面对面。此外，如图5所示，在第二固定部222的第一固定部212一侧具有朝向第一固定部212侧凸出的凸出部223。该凸出部223的顶面2231相对于上述的第一固定部212的内壁面2121隔开预定距离、即能够插入传感器器件4的距离而面对面。而且，顶面2231与内壁面2121是平行的。此外，在各第二固定部222形成有供后述的加压螺栓70的末端部螺纹结合的多个内螺纹孔2221。
这样的各第二固定部222连接于第二板221以及传感器器件4，并具有将施加于力检测装置1的外力传递到传感器器件4的功能。
作为这样的第二壳体构件22的构成材料，并不特别限定，与上述的第一壳体构件21同样，例如可列举铝、不锈钢等金属材料、陶瓷等。另外，第二壳体构件22的构成材料既可以与第一壳体构件21的构成材料相同，也可以不同。此外，在本实施方式中，第二壳体构件22在俯视下的外形是与第一壳体构件21的外形对应的圆形，但并不限定于此，例如也可以是四边形、五边形等多边形、椭圆形等。此外，在图示中，第二固定部222和第二板221彼此由单独构件构成，但它们也可以是一体的。此外，第二固定部222和第二板221既可以由相同材料构成，也可以由相互不同的材料构成。
<侧壁部>
如图3以及图4所示，侧壁部23(第三壳体构件)呈圆筒状。如图6所示，在该侧壁部23的上端部设置有例如由O型圈构成的密封构件231。通过该密封构件231使第一板211相对于侧壁部23的上端部嵌合(参照图5)。此外，同样地，通过未图示的密封构件使第二板221相对于侧壁部23的下端部嵌合。
在此，密封构件231的杨氏模量(纵向弹性模量)比侧壁部23、第一板211的杨氏模量低。作为构成该密封构件231的材料，并不特别限定，具体而言，例如可使用聚酯类树脂、聚氨酯类树脂等各种树脂材料、硅酮橡胶等各种弹性体等。另外，关于将第二板221相对于侧壁部23嵌合的密封构件(未图示)也是同样的。通过设置这样的密封构件231以及将第二板221相对于侧壁部23嵌合的密封构件(未图示)，能够形成气密性的内部空间。
另外，也可以将第一板211以及第二板221相对于侧壁部23分别例如通过螺纹紧固等来固定。
作为这样的侧壁部23的构成材料，并不特别限定，与上述的第一壳体构件21、第二壳体构件22同样，例如可列举铝、不锈钢等金属材料、陶瓷等。另外，侧壁部23的构成材料既可以与第一壳体构件21、第二壳体构件22的构成材料相同，也可以不同。
在这样结构的壳体2内收容有在下文详述的多个传感器器件4、多个模拟电路基板61以及数字电路基板62。此外，虽然未图示，但在壳体2内设置有具有检测壳体2内温度的功能的温度传感器。
此外，在上述的第一固定部212与第二固定部222之间设置有后述的传感器器件4。具体而言，通过插穿于第一固定部212的贯通孔217以及第二固定部222的内螺纹孔2221的多个加压螺栓70(加压构件)，传感器器件4被夹持为由第一固定部212和第二固定部222夹着并加压的状态。在本实施方式中，如图6所示，在俯视下，相对于一个传感器器件4在其两侧设置有两个加压螺栓70。此外，通过适当调整各加压螺栓70的紧固力，能够将预定大小的压力(后述的图9所示的层叠方向D1的压力)作为加压对传感器器件4施加。
作为这样的各加压螺栓70的构成材料，并不特别限定，例如可列举各种金属材料等。另外，各加压螺栓70的位置以及数量并不分别限定于图示的位置以及数量。此外，加压螺栓70的数量例如也可以相对于一个传感器器件4为一个或三个以上。此外，只要能够通过第一固定部212和第二固定部222固定传感器器件4，则可以使用加压螺栓70以外的固定用构件来固定传感器器件4，此外也可以省略加压螺栓70等固定用构件。此外，在本实施方式中，第一固定部212和第二固定部222以在后述的图9所示的层叠方向D1上夹着传感器器件4的方式设置，但第一固定部212和第二固定部222只要分别与传感器器件4接触即可，第一固定部212以及第二固定部222的布局并不限定于图示的布局。
在此，由上述的第一固定部212、第二固定部222和加压螺栓70构成将传感器器件4相对于第一板211以及第二板221固定的“固定部”。此外，在本实施方式中，由该固定部、传感器器件4和模拟电路基板61构成“构造体20”。
另外，在本说明书中，上述的“固定部”是指至少具备第一固定部212和第二固定部222的部分。此外，在本说明书中，上述的“构造体”是指具备传感器器件4以及固定部的部分。
[基板收容构件]
如图5所示，基板收容构件3设置于壳体2与连接构件5之间，基板收容构件3的上表面315与第二壳体构件22连接，基板收容构件3的下表面316与后述的连接构件5连接。该基板收容构件3呈具有在中央部贯通的孔311的圆筒状。基板收容构件3具有与孔311连通并在侧面以及下表面316开口的凹部312、比孔311设置于靠外侧处的多个贯通孔313和形成于基板收容构件3的侧面的槽314(参照图5以及图7)。
如图7所示，在孔311内收容有后述的中继基板63。该孔311的开口面积只要能够收容中继基板63的形状，则并不特别限定。此外，在凹部312内配置有后述的外部布线部64的一端部。
如图5所示，在基板收容构件3的外周部形成有多个贯通孔313，该贯通孔313中插穿有将基板收容构件3与第二板221连接的螺栓72。该各贯通孔313具有插穿有螺栓72的孔3131和与孔3131连通并供螺栓72的头部存在的孔3132。
如图4以及图5所示，槽314(凹部)沿基板收容构件3的周向形成。在该槽314卷绕有后述的外部布线部64。另外，槽314既可以在基板收容构件3的整个圆周形成，也可以形成于一部分。
作为这样的基板收容构件3的构成材料，并不特别限定，与上述的第一壳体构件21等同样，例如可列举铝、不锈钢等金属材料、陶瓷等。另外，基板收容构件3的构成材料既可以与第一壳体构件21等的构成材料相同也可以不同。此外，在本实施方式中，基板收容构件3的俯视下的外形是与第二壳体构件22的外形对应的圆形，但并不限定于此，例如也可以是四边形、五边形等多边形、椭圆形等。
[连接构件]
如图5所示，连接构件5呈具有上表面515以及下表面516的平板状，上表面515与基板收容构件3连接。通过连接上表面515与基板收容构件3，封堵上述的基板收容构件3所具有的凹部312的下表面16侧开口，由此形成有供外部布线部64的一部分插穿的孔。此外，连接构件5的下表面516与臂16连接(参照图2)。
该连接构件5具有设置于其外周部并插穿有用于将连接构件5与基板收容构件3连接的螺栓73的多个内螺纹孔(未图示)、比该内螺纹孔位于靠中心轴A1侧处的多个贯通孔511和设置于下表面516的定位部52。各贯通孔511具有插穿有用于将连接构件5相对于臂16连接的螺栓74的孔5111和与孔5111连通并供螺栓74的头部存在的孔5112。定位部52例如用于进行力检测装置1相对于臂16的定位。
作为这样的连接构件5的构成材料，并不特别限定，与上述的基板收容构件3等同样，例如可列举铝、不锈钢等金属材料、陶瓷等。另外，连接构件5的构成材料既可以与基板收容构件3等的构成材料相同，也可以不同。此外，在本实施方式中，连接构件5的俯视下的外形是与基板收容构件3的外形对应的圆形，但并不限定于此，例如，也可以是四边形、五边形等多边形、椭圆形等。此外，如图5所示，连接构件5、基板收容构件3以及壳体2的各侧面大致位于同一圆周面上。
[模拟电路基板]
如图6所示，在壳体2内设置有多个(在本实施方式中是四个)模拟电路基板61。在本实施方式中，相对于一个传感器器件4设置有一个模拟电路基板61，一个传感器器件4和与其对应的一个模拟电路基板61电连接。此外，各模拟电路基板61与数字电路基板62电连接。
如图5所示，各模拟电路基板61具有插穿有第二固定部222的凸出部223的孔611、插穿有各加压螺栓70的孔(未图示)和用于将模拟电路基板61与数字电路基板62电连接的连接器612。此外，模拟电路基板61配置于第一固定部212与第二固定部222之间，并以被插穿有凸出部223的状态配置于相对于传感器器件4来说中心轴A1一侧。
虽然未图示，这样的模拟电路基板61具备将从后述的传感器器件4所输出的电荷Q(Qα、Qβ、Qγ)分别转换为电压V(Vα、Vβ、Vγ)的电荷放大器(转换输出电路)。该电荷放大器例如能够通过运算放大器、电容器和开关元件而构成。
[数字电路基板]
如图5所示，在壳体2内设置有数字电路基板62。在本实施方式中，数字电路基板62通过设置于第二壳体构件22的固定构件75而固定于第二壳体构件22的上方。该数字电路基板62与各模拟电路基板61和后述的中继基板63电连接。
数字电路基板62具有形成于其中央部的孔621、通过未图示的布线等与模拟电路基板61的连接器612电连接的连接器622、与后述的中继基板63电连接的连接器623、624和与未图示的温度传感器电连接的多个连接器625(参照图5以及图6)。
虽然未图示，这样的数字电路基板62具备基于来自模拟电路基板61的电压V来检测(运算)外力的外力检测电路。外力检测电路对x轴方向的平移力成分Fx、y轴方向的平移力成分Fy、z轴方向的平移力成分Fz、绕x轴的旋转力成分Mx、绕y轴的旋转力成分My、绕z轴的旋转力成分Mz进行运算。该外力检测电路例如能够通过AD转换器和与该AD转换器连接的CPU等运算电路而构成。
[中继基板]
如图5所示，设置于基板收容构件3的孔311内的中继基板63通过螺栓76而相对于第二壳体构件22固定。可通过该中继基板63设置进行对机器人100的机器人臂10的驱动进行控制的机器人控制器(未图示)和来自力检测信息的反馈控制的路径、和校正参数的输入路径。
如图7所示，该中继基板63具有进行各种处理的电子部件631、设置于中央部的孔632、和连接器635、636。此外，中继基板63例如通过由柔性基板构成的布线633、634而与数字电路基板62电连接(参照图5以及图6)。
具体而言，布线633与连接器635连接，并插穿于中继基板63的孔632以及数字电路基板62的孔621而朝向第一板211延伸，布置到壳体2内的外周部之后，与数字电路基板62的连接器623连接(参照图5～图7)。该布线633用于向传感器器件4输入校正参数。此外，布线634与连接器636连接，插穿于中继基板63的孔632以及数字电路基板62的孔621而朝向第一板211延伸，在布置到壳体2内的外周部之后，与数字电路基板62的连接器624连接。该布线634用于对来自传感器器件4的输出进行运算处理。
[外部布线部]
如图7所示，外部布线部64例如由多个布线以及将它们汇集的软管等构成。如上述那样，该外部布线部64的一端配置于基板收容构件3的凹部312内，与中继基板63电连接。此外，外部布线部64的另一端与上述的机器人臂10连接(参照图2)。
此外，外部布线部64的一部分由设置于基板收容构件3的侧面的支承部641支承。由此，限制外部布线部64之中从支承部641至基板收容构件3的凹部312之间的部分642移动。由此，即使除外部布线部64的部分642之外的其他部分对机器人臂10的驱动进行相应移动，外部布线部64的部分642的相应移动也被限制(参照图2以及图7)。因此，即使机器人臂10驱动，也能够不给外部布线部64与中继基板63的电连接带来影响。
[传感器器件]
如图6所示，在俯视下(在从沿中心轴A1的方向观察时)，四个传感器器件4以相对于通过中心轴A1并与y轴平行的线段CL对称的方式配置。
以下，对传感器器件4进行详述。
图9是传感器器件的截面图。图10是示出装配于模拟电路基板的传感器器件的俯视图。图11是示出力检测元件的图。图12是示出设置于传感器器件所具有的封装体的端子的俯视图。图13是示出封装体的背面侧的俯视图。图14是示出模拟电路基板与传感器器件的连接的图。此外，在上述的图6和图9～图13中，作为相互正交的三个轴，示出α轴、β轴以及γ轴，将表示各轴的箭头的末端侧设为“+”，将基端侧设为“-”。此外，将与α轴平行的方向称为“α轴方向”，将与β轴平行的方向称为“β轴方向”，将与γ轴平行的方向称为“γ轴方向”。此外，将+γ轴方向侧也称为“上”，将-γ轴方向侧也称为“下”。
四个传感器器件4除壳体2内配置不同以外，是同样的结构。各传感器器件4具有检测沿相互正交的α轴、β轴以及γ轴的三轴所施加的外力(具体而言是剪切力以及压缩力或张力)的功能。在本实施方式中，如图6所示，在俯视下，以γ轴的+侧朝向与中心轴A1相反一侧且β轴方向与z轴方向平行的方式配置有各传感器器件4。
如图9所示，各传感器器件4具有力检测元件8、收纳力检测元件8的封装体40、设置于封装体40的多个内部端子44、设置于力检测元件8的多个侧面电极46、将侧面电极46与内部端子44电连接的多个导电性连接部45、将力检测元件8相对于封装体40粘接的粘接构件47和设置于封装体40的外表面的多个外部端子48。此外，如图10所示，传感器器件4装配于上述的模拟电路基板61。
<力检测元件>
图11所示的力检测元件8(层叠体)具有输出与施加于力检测元件8的外力的α轴方向的成分对应的电荷Qα、与施加于力检测元件8的外力的β轴方向的成分对应的电荷Qβ以及与施加于力检测元件8的外力的γ轴方向的成分对应的电荷Qγ的功能。
该力检测元件8具有根据与α轴平行的外力(剪切力)输出电荷Qα的两个压电元件81、82、根据与γ轴平行的外力(压缩力/张力)输出电荷Qγ的两个压电元件83、84、根据与β轴平行的外力(剪切力)输出电荷Qβ的两个压电元件85、86、两个支承基板871、872和多个连接部88。在此，支承基板871、连接部88、压电元件81、连接部88、压电元件82、连接部88、压电元件83、连接部88、压电元件84、连接部88、压电元件85、连接部88、压电元件86、连接部88以及支承基板872按该顺序层叠。此外，如图9所示，支承基板871位于第一固定部212侧，支承基板872位于第二固定部222侧。另外，也可以支承基板871位于第二固定部222侧，支承基板872位于第一固定部212侧。另外，在以下，在不区分压电元件81、82、83、84、85、86的情况下，将它们分别称为“压电元件80”。
(压电元件)
如图11所示，压电元件81具有与基准电位(例如接地电位GND)电连接的接地电极层813、压电体层811和输出电极层812，它们按该顺序层叠。同样地，压电元件82具有输出电极层822、压电体层821和接地电极层823，它们按该顺序层叠。此外，以输出电极层812与输出电极层822经由连接部88连接的方式配置有压电元件81、82。此外，压电元件81的接地电极层813与支承基板871经由连接部88连接。
同样地，压电元件83具有接地电极层833、压电体层831和输出电极层832，它们按该顺序层叠。此外，压电元件84具有输出电极层842、压电体层841和接地电极层843，它们按该顺序层叠。此外，以输出电极层832与输出电极层842经由连接部88连接的方式配置有压电元件83、84。此外，压电元件83的接地电极层833与上述的压电元件82的接地电极层823经由连接部88连接。
同样地，压电元件85具有接地电极层853、压电体层851和输出电极层852，它们按该顺序层叠。此外，压电元件86具有输出电极层862、压电体层861和接地电极层863，它们按该顺序层叠。此外，以输出电极层852与输出电极层862经由连接部88连接的方式配置有压电元件85、86。此外，压电元件85的接地电极层853与上述的压电元件84的接地电极层843经由连接部88连接。此外，压电元件86的接地电极层863与支承基板872经由连接部88连接。
另外，在以下，在不区分压电体层811、821、831、841、851、861的情况下，将它们分别称为“压电体层801”。此外，在不区分输出电极层812、822、832、842、852、862的情况下，将它们分别称为“输出电极层802”。此外，在不区分接地电极层813、823、833、843、853、863的情况下，将它们分别称为“接地电极层803”。
如上述那样，在本实施方式中，各压电元件80具有通过压电效应产生电荷Q的压电体层801和设置于压电体层801并输出对应于电荷的信号(电压V)的输出电极层802(电极)。此外，压电元件80具有接地电极层803。通过使用这样结构的压电元件80，能够高灵敏地检测力检测装置1受到的外力。
此外，各压电体层801包含水晶(由水晶构成)。由此，能够实现具有高灵敏、宽动态范围、高刚性等优异特性的力检测装置1。
如图11所示，构成各压电体层801的水晶的结晶轴即X轴的方向相互不同。具体而言，构成压电体层811的水晶的X轴朝向图11中图纸里侧。构成压电体层821的水晶的X轴朝向图11中图纸跟前侧。构成压电体层831的水晶的X轴朝向图11中上侧。构成压电体层841的水晶的X轴朝向图11中下侧。构成压电体层851的水晶的X轴朝向图11中右侧。构成压电体层861的水晶的X轴朝向图11中左侧。这样的压电体层811、821、851、861分别由Y切水晶片构成，X轴的朝向相互各差90°。此外，压电体层831、841分别由X切水晶片构成，X轴的朝向相互各差180°。
另外，在本实施方式中，各压电体层801分别由水晶构成，但它们也可以是使用水晶以外的压电材料的构成。作为水晶以外的压电材料，例如可列举黄玉、钛酸钡、钛酸铅、锆钛酸铅(PZT：Pb(Zr,Ti)O3)、铌酸锂、钽酸锂等。
压电体层801的厚度并不分别特别限定，例如为0.1～3000μm左右。
此外，输出电极层812输出通过压电体层811的压电效应所产生的电荷Qα。同样地，输出电极层822输出通过压电体层821的压电效应所产生的电荷Qα。此外，输出电极层832输出通过压电体层831的压电效应所产生的电荷Qγ。同样地，输出电极层842输出通过压电体层841的压电效应所产生的电荷Qγ。此外，输出电极层852输出通过压电体层851的压电效应所产生的电荷Qβ。同样地，输出电极层862输出通过压电体层861的压电效应所产生的电荷Qβ。
构成各输出电极层802以及各接地电极层803的材料只要分别是可作为电极发挥功能的材料，则并不特别限定，例如，可列举镍、金、钛、铝、铜、铁、铬和包含它们的合金等，能够将它们之中的一种或两种以上组合(例如层叠)使用。它们之中特别优选使用镍(Ni)。由此，如本实施方式那样，在压电体层801由水晶构成的境况下，能够缩小压电体层801与输出电极层802以及接地电极层803之间的热膨胀系数之差。具体而言，可将两者之差设在10％以下。因此，压电元件80即使热变形，也能够降低起因于其热变形而产生的应力，能够降低起因于该应力的不需要信号的输出。
此外，所有的输出电极层802以及接地电极层803可以分别由不同材料构成，但优选由相同材料构成。由此，能够防止或降低因材料差异可能产生的输出误差。
输出电极层802以及接地电极层803的厚度并不特别各自限定，例如为0.05～100μm左右。
(支承基板)
支承基板871、872(虚拟基板)支承压电元件80。
支承基板871、872的厚度分别比各压电体层801的厚度厚。由此，能够将力检测元件8相对于后述的封装体40稳定地连接。此外，通过设置支承基板872而能够使后述的封装体40所具备的底构件411与压电元件86分开，通过设置支承基板871而能够使后述的封装体40所具备的盖体42与压电元件81分开(参照图9)。
支承基板871、872的厚度并不特别限定，例如为0.1～5000μm左右。
此外，支承基板871、872分别由水晶构成。此外，支承基板871由与相邻的压电元件81所具有的压电体层811相同结构的水晶片(Y切水晶片)构成，X轴的朝向也与压电体层811是同样的。此外，支承基板872由与相邻的压电元件86所具有的压电体层861相同结构的水晶片(Y切水晶片)构成，X轴的朝向也与压电体层861是同样的。在此，由于水晶具有各向异性，因此热膨胀系数在其结晶轴即X轴、Y轴以及Z轴方向上不同。因此，如图示，为了抑制热膨胀引起的应力，优选支承基板871、872为与相邻的压电体层811、861相同的结构以及配置(朝向)。
另外，支承基板871、872也可以分别与各压电体层801同样地由水晶以外的材料构成。
(连接部)
连接部88将压电元件80彼此连接，并且由绝缘性材料构成，具有切断各压电元件80间导通的功能。
连接部88由包含高分子材料的高分子聚合物膜构成。作为高分子材料，优选热膨胀系数比较小的材料(低热膨胀系数的聚合物)，例如可使用聚酰亚胺、聚硅氧烷、丙烯腈-苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯醚、酚醛树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂等。其中，特别优选连接部88即高分子聚合物膜包含聚硅氧烷。由此，与粘接剂等相比，包含聚硅氧烷的高分子聚合物膜的热膨胀系数小、不易变形。而且，经时稳定性优异。因此，能够进一步降低各压电元件80彼此之间的外力的检测损失，因此力检测元件8能够更精准地检测外力。
另外，聚硅氧烷是指具有由硅氧烷键构成的主骨架(主链)的化合物。聚硅氧烷可以是具有从主链的一部分凸出的分枝状的构造的分支构造，可以是主链呈环状的环状构造，也可以是主链的末端彼此未连结的直链状构造。通过具有这样的硅氧烷键的主骨架，使由高分子聚合物膜构成的连接部88成为不易变形的坚固膜。此外，作为聚硅氧烷的典型例，可列举例如硅或其改性体。
在此，当施加外力时通过压电效应而在压电体层801产生变形(应变)，但压电体层801和输出电极层802之间根据构成材料的差异等而施加外力时的举动不同。由此，假设当输出电极层802彼此直接连接时，导致可能在该输出电极层802彼此之间产生的应力与通过压电效应产生的压电体层801的变形一起输出，因此导致产生检测误差。与此相对，在本实施方式中，由于在输出电极层802彼此之间设置有由高分子聚合物膜构成的连接部88，因此能够降低或除去上述那样的检测误差产生。此外，假设当输出电极层802彼此通过粘接剂等连接时，由于粘接剂是比较柔软的结构，因此导致吸收或缓和压电体层801的变形。由此，导致检测灵敏度下降。与此相对，在本实施方式中，由于设置有由高分子聚合物膜构成的连接部88，因此能够降低或防止上述那样的检测灵敏度下降。
此外，构成连接部88的高分子聚合物膜也可以除聚硅氧烷以外包含其它物，但高分子聚合物膜中包含的聚硅氧烷的含量优选为70质量％以上，更优选为90％质量以上。通过使用由这样的高分子聚合物膜构成的连接部88，能够充分利用包含聚硅氧烷的优点，能够进一步降低各压电元件80彼此之间的外力的检测损失。此外，在高分子聚合物膜包含除聚硅氧烷以外物质的情况下，优选包含上述的低热膨胀系数的聚合物。此时，可列举包含与聚硅氧烷的混合物、共聚物。
此外，作为构成连接部88的高分子聚合物膜的热膨胀系数，并不特别限定，优选为1.0(×10-5/K)以上且7.0(×10-5/K)以下，更优选为2.0(×10-5/K)以上且5.5(×10-5/K)以下。由此，能够显著地发挥上述的效果。
连接部88的厚度并不特别分别限定，例如优选为0.1～10000nm，更优选为1.0～1000nm，进一步地优选为50～500nm。由此，能够有效地降低各压电元件80彼此之间的外力的检测损失。
此外，在将压电体层801的厚度设为T1、将由高分子聚合物(特别是聚硅氧烷)膜构成的连接部88的厚度设为T2时，优选满足2.0≤T1/T2≤10000，更优选满足5.0≤T1/T2≤5000，进一步地优选满足10.0≤T1/T2≤1000。由此，能够谋求力检测元件8的小型化，同时更有效地降低外力的检测精度下降。此外，特别优选的是，力检测元件8所具有的所有压电体层801的厚度T1与所有连接部88的厚度T2满足上述的关系。由此，能够显著地发挥上述的效果。另外，所有压电体层801与所有连接部88也可以不满足上述的关系。
此外，在本实施方式中，构成各连接部88的高分子聚合物膜的组成、厚度、形状等是相同的，但它们也可以相互不同。此外，各连接部88之中的至少一个也可以是两层以上的层叠，此时，层叠中的至少一层只要由上述聚硅氧烷那样的高分子聚合物膜构成即可。
以上，对力检测元件8进行了说明。如上述那样，力检测元件8层叠有多个压电元件80。具体而言，在将相互正交的三轴设为α轴、β轴以及γ轴时，力检测元件8具有压电元件83、84(第一压电元件)，该压电元件83、84(第一压电元件)设有由X切水晶片构成的压电体层831、841，并根据沿γ轴方向的外力输出电荷Qγ。进一步地，力检测元件8具有压电元件81、82(第二压电元件)，该压电元件81、82(第二压电元件)设有由Y切水晶片构成的压电体层811、821，并根据沿α轴方向的外力输出电荷Qα。而且，力检测元件8具有压电元件85、86(第三压电元件)，该压电元件85、86(第三压电元件)由Y切水晶片构成的压电体层851、861，并以在与压电元件81、82之间夹着压电元件83、84的方式配置，根据沿β轴方向的外力输出电荷Qβ。由此，通过由水晶的晶体取向引起的压电效应的各向异性，能够分解并检测所施加的外力。即，能够独立地检测相互正交的三轴的平移力成分。这样，力检测元件8具备多个(两个以上)压电元件80，从而能够谋求检测轴的多轴化。此外，力检测元件8只要具有至少各一个第一～第三压电元件，则能够独立地检测相互正交的三轴的平移力成分，但如本实施方式那样分别具有两个第一～第三压电元件，从而能够提高输出灵敏度。这样，力检测元件8具备多个(两个以上)第一～第三压电元件，从而能够谋求力检测装置1的高灵敏度化。
另外，各压电元件80的层叠顺序并不限定于图示的顺序。此外，构成力检测元件8的压电元件的数量并不限定于上述的数量。例如，压电元件的数量可以是四～五个，也可以是七个以上。此外，在本实施方式中，力检测元件8的整体形状呈长方体，但并不限定于此，例如也可以是圆柱状、其他多面体等。
<封装体>
如图9所示，封装体40是收容力检测元件8的构件。该封装体40具有基部41和盖体42，该基部41具有配置有力检测元件8的凹部401，该盖体42以封堵凹部401的开口的方式相对于基部41经由密封构件43接合。
(基部)
基部41(基座)具有平板状的底构件411和接合(固定)于底构件411的侧壁构件412。通过底构件411和侧壁构件412形成有凹部401。
—底构件—
底构件411(第一构件)呈四边形的平板状，与第二固定部222的凸出部223抵接。在本实施方式中，底构件411从γ轴方向观察时包含凸出部223的顶面2231。此外，底构件411例如经由由具有绝缘性的粘接剂等构成的粘接构件47与力检测元件8连接。另外，粘接构件47除粘接剂之外还可以包含例如填料、水、溶剂、可塑剂、固化剂以及防带电剂等。
这样，与第二固定部222的凸出部223直接连接并经由粘接构件47与力检测元件8连接的底构件411具有将施加于外力检测装置1的外力传递到力检测元件8的功能。
作为这样的底构件411的具体构成材料，例如可列举不锈钢、科瓦铁镍钴合金、铜、铁、碳素钢、钛等各种金属材料等，其中特别优选为科瓦铁镍钴合金。由此，底构件411具有比较高的刚性，并且在施加应力时适度地弹性变形。因此，底构件411能够将施加于第二壳体构件22的外力可靠地传递到力检测元件8，并且能够降低由于外力而导致底构件411破损等的可能性、产生底构件411与侧壁构件412之间的接合不良的可能性。此外，从成型加工性优异这样的观点来看也优选科瓦铁镍钴合金。
—侧壁构件—
侧壁构件412(第二构件)呈四边形的筒状，具有向凹部401的内侧凸出的凸出部。该凸出部在侧壁构件412的整个圆周形成并粘接于底构件411上。
作为这样的侧壁构件412的构成材料，优选为具有绝缘性的材料，例如优选以氧化铝、氧化锆等氧化物类的陶瓷、碳化硅等碳化物类的陶瓷、氮化硅等氮化物类的陶瓷等各种陶瓷为主成分。陶瓷具有适当刚性，并且绝缘性优异。因此，不易产生由封装体40变形引起的损伤，能够更可靠地保护收容于内部的力检测元件8。此外，能够更可靠地避免设置于后述的侧壁构件412的内部端子44之间、外部端子48之间短路。此外，也能够进一步提高侧壁构件412的加工精度。
这样，基部41具有底构件411(第一构件)和与底构件411接合并与底构件411一起形成凹部401的侧壁构件412(第二构件)。而且，优选底构件411的杨氏模量比侧壁构件412的杨氏模量低。由此，能够将外力可靠地传递到力检测元件8，并且能够降低外力、加压螺栓70引起的加压导致底构件411破损等的可能性、产生底构件411与侧壁构件412之间的接合不良的可能性。
此外，底构件411的杨氏模量(纵向弹性模量)与盖体42的杨氏模量之差优选为10％以下，更优选为5％以下，进一步地优选为3％以下。由此，能够更显著地发挥上述的效果。
具体而言，底构件411的杨氏模量优选为50GPa以上且300GPa以下，更优选为100GPa以上且250GPa以下，进一步地优选为120GPa以上且200GPa以下。侧壁构件412的杨氏模量优选为200GPa以上且500GPa以下，更优选为250GPa以上且480GPa以下，进一步地优选为300GPa以上且450GPa以下。盖体42的杨氏模量优选为50GPa以上且300GPa以下，更优选为100GPa以上且250GPa以下，进一步地优选为120GPa以上且200GPa以下。
(密封构件)
图9所示的密封构件43例如由环状的密封圈构成，配置于基部41的上表面的整个圆周。
作为这样的密封构件43的构成材料，只要具有将盖体42接合(粘接)在基部41的功能则也可以是任何材料，例如可由金、银、钛、铝、铜、铁、科瓦铁镍钴合金或包含它们的合金等构成。它们之中优选密封构件43包含科瓦铁镍钴合金。由此，由于科瓦铁镍钴合金的热膨胀系数比较小，因此能够降低密封构件43的热变形，能够降低热变形引起产生基部41与盖体42之间的接合不良的可能性。
此外，优选密封构件43使用包层钢材(clad)，具体而言，特别优选为由包含镍的两个层夹着包含科瓦铁镍钴合金的层的结构的包层钢材。由此，能够进一步降低由密封构件43引起产生侧壁构件412与盖体42之间的接合不良的可能性。此外，能够提高密封构件43的耐久性。
此外，优选密封构件43使用与构成后述的盖体42的材料相同的材料。由此，能够使盖体42与密封构件43的热膨胀系数相同或近似，因此能够降低它们的热变形之差产生密封构件43与盖体42之间的接合不良的可能性。
(盖体)
盖体42(lid)呈板状，以封堵凹部401的开口的方式经由密封构件43与基部41接合。该盖体42抵接于第一固定部212以及力检测元件8设置，具有将施加于力检测装置1的外力传递到力检测元件8的功能。此外，在本实施方式中，盖体42的边缘部侧朝向基部41侧弯曲，并以覆盖力检测元件8的方式设置。
作为这样的盖体42的构成材料，并不特别限定，与上述的底构件411同样，可列举不锈钢、科瓦铁镍钴合金、铜、铁、碳素钢、钛等各种金属材料等，其中特别优选为科瓦铁镍钴合金。由此，与底构件411同样地，能够将外力更准确地传递到力检测元件8，并且能够进一步降低因该外力破损。
此外，盖体42的构成材料与底构件411的构成材料也可以相互不同，但优选包含相同材料。由此，能够使两者的热膨胀系数、杨氏模量等相同或近似，因此能够将施加于力检测装置1的外力更准确地传递到力检测元件8。
以上，对封装体40进行了说明。这样，传感器器件4具有收容力检测元件8(层叠体)的封装体40。封装体40具备：具有配置有力检测元件8(层叠体)的凹部401的基部41；以封堵凹部401的开口的方式设置的盖体42；和将基部41与盖体42接合的密封构件43。由此，能够相对于外部保护压电元件80，能够降低外部影响引起的噪声。因此，能够更有效地提高力检测装置1的检测精度。
此外，在本实施方式中，如图10所示，封装体40的外形从γ轴方向观察呈四边形，但并不限定于此，例如也可以是五边形等其他多边形、圆形、椭圆形等。
<侧面电极>
如图9以及图12所示，多个(在本实施方式中是四个)侧面电极46设置于力检测元件8的侧面。另外，在以下的说明中，将四个侧面电极46之中位于图12中的左下侧的侧面电极46称为“侧面电极46a”，将位于图12中的右下侧的侧面电极46称为“侧面电极46b”，将位于图12中的左上侧的侧面电极46称为“侧面电极46c”，将位于图12中的右上侧的侧面电极46称为“侧面电极46d”。此外，在不区分各侧面电极46a、46b、46c、46d的情况下，将它们分别称为“侧面电极46”。
侧面电极46d与力检测元件8的输出电极层812、822电连接(参照图11以及图12)。同样地，侧面电极46c与力检测元件8的输出电极层832、842电连接。此外，侧面电极46a与力检测元件8的输出电极层852、862电连接。此外，侧面电极46b与力检测元件8的各接地电极层803电连接。
此外，侧面电极46a、46b在力检测元件8的同一侧面807上相互分开设置。此外，侧面电极46c、46d在与设置有侧面电极46a、46b的侧面对置的同一侧面808上相互分开设置。
另外，侧面电极46a、46b、46c、46d的布置关系并不限定于图示，例如侧面电极46a、46b、46c、46d既可以设置于力检测元件8的同一面，也可以设置于不同面。此外，各侧面电极46的位置、大小、形状等并不限定于图示。此外，各侧面电极46既可以是所有都相同大小、形状，也可以相互不同。
优选的是，这样的侧面电极46使用与构成输出电极层802(电极)的材料相同的材料。即，传感器器件4具有设置于力检测元件8(层叠体)侧面807、808的多个侧面电极46。而且，优选的是，构成侧面电极46的材料的至少一部分与构成输出电极层802(电极)的材料的至少一部分是相同的。由此，能够提高侧面电极46与输出电极层802的紧贴性，因此能够降低侧面电极46与输出电极层802之间的连接不良。此外，在本实施方式中，构成侧面电极46的材料的至少一部分与构成接地电极层803的材料的至少一部分是相同的。因此，能够降低侧面电极46与接地电极层803之间的连接不良。
具体而言，作为各侧面电极46的构成材料，例如可列举镍、金、钛、铝、铜、铁等，能够将它们之中的一种或两种以上组合使用。它们之中特别优选各侧面电极46通过将由金、白金、铱的任一种构成的第二层层叠于由镍、铬、钛的任一种构成的第一层的金属膜而构成，更优选通过将由金构成的第二层层叠于由镍构成的第一层的金属膜而构成。即，更优选侧面电极46包含第一层和第二层，该第一层包含镍，该第二次包含金。此外，优选第一层与力检测元件8接触。
在各压电体层801是水晶的情况下，包含镍、铬、钛的任一种的第一层具有与各压电体层801的热膨胀系数接近的热膨胀系数。因此，能够降低第一层与各压电体层801的热变形之差。由此，能够提高各压电体层801与各侧面电极46的紧贴性，能够降低各压电体层801与各侧面电极46之间的接合不良。此外，使用由金、白金、铱的任一种构成的第二层，从而能够防止或抑制侧面电极46的氧化，能够提高侧面电极46的耐久性。特别是，侧面电极46包含含有镍的第一层和含有金的第二层，从而能够特别显著地发挥上述的效果。
另外，也可以使各侧面电极46由相互不同的材料构成，但优选由相同材料构成。由此，能够防止或降低因材料差异可能产生的输出误差。
此外，各侧面电极46例如能够通过溅射法、电镀法等形成。由此，能够容易地形成各侧面电极46。
<内部端子>
如图9以及图12所示，多个(在本实施方式中是四个)内部端子44位于凹部401内，并设置于上述的侧壁构件412所具有的凸出部的盖体42一侧的面上。另外，在以下的说明中，将四个内部端子44之中位于图12中的左下侧的内部端子44称为“内部端子44a”，将位于图12中的右下侧的内部端子44称为“内部端子44b”，将位于图12中的左上侧的内部端子44称为“内部端子44c”，将位于图12中的右上侧的内部端子44称为“内部端子44d”。此外，在不区分各内部端子44a、44b、44c、44d的情况下，将它们称为“内部端子44”。
内部端子44a设置于侧面电极46a近旁。同样地，内部端子44b设置于侧面电极46b近旁，内部端子44c设置于侧面电极46c近旁，内部端子44d设置于侧面电极46d近旁。此外，各内部端子44之间彼此分开，各内部端子44设置于从γ轴方向观察呈四边形状的侧壁构件412的角部近旁(参照图9以及图12)。此外，内部端子44与侧面电极46为一对一对应，针对一个内部端子44电连接有一个侧面电极46。
另外，各内部端子44的位置、大小、形状等并不限定于图示。此外，在图示中，各内部端子44均是相同大小、形状，但也可以相互不同。
这样的各内部端子44只要具有导电性即可，例如可通过将镍、金、银、铜等各覆膜层叠在铬、钨等金属化层(基底层)而构成。具体而言，各内部端子44可通过将包含金的覆盖层层叠于包含镍或钨的基底层的金属皮膜而构成。由此，能够提高基底层与侧壁构件412的紧贴性，并且能够降低或防止内部端子44的氧化而提高耐久性。
<导电性连接部>
如图9以及图12所示，多个(在本实施方式中是四个)导电性连接部45将上述的内部端子44和侧面电极46电连接。另外，在以下的说明中，将四个导电性连接部45之中位于图12中的左下侧的导电性连接部45称为“导电性连接部45a”，将位于图12中的右下侧的导电性连接部45称为“导电性连接部45b”，将位于图12中的左上侧的导电性连接部45称为“导电性连接部45c”，将位于图12中的右上侧的导电性连接部45称为“导电性连接部45d”。此外，在不区分各导电性连接部45a、45b、45c、45d的情况下，将它们称为“导电性连接部45”。
导电性连接部45a粘接于侧面电极46a和内部端子44a，并将它们电连接。同样地，导电性连接部45b粘接于侧面电极46b和内部端子44b，并将它们电连接。导电性连接部45c粘接于侧面电极46c和内部端子44c，并将它们电连接。导电性连接部45d粘接于侧面电极46d和内部端子44d，并将它们电连接。
此外，作为各导电性连接部45的构成材料，例如可使用金、银、铜等，可将它们之中的一种或两种以上组合使用。此外，具体而言，导电性连接部45例如可通过Ag胶、Cu胶、Au胶等形成，但特别优选使用Ag胶形成。Ag胶容易获得，处置性也优异。
<外部端子>
如图9以及图13所示，多个(在本实施方式中是四个)外部端子48设置于侧壁构件412的外表面的模拟电路基板61一侧。这些外部端子48用于将模拟电路基板61和传感器器件4电连接。另外，在以下的说明中，将四个外部端子48之中位于图13中的右下侧的外部端子48称为“外部端子48a”，将位于图13中的左下侧的外部端子48称为“外部端子48b”，将位于图13中的右上侧的外部端子48称为“外部端子48c”，将位于图13中的左上侧的外部端子48称为“外部端子48d”。此外，在不区分各外部端子48a、48b、48c、48d的情况下，将它们称为“外部端子48”。
各外部端子48经由形成于侧壁构件412的未图示的布线等与对应的内部端子44电连接。具体而言，外部端子48a与内部端子44a电连接，外部端子48b与内部端子44b电连接，外部端子48c与内部端子44c电连接，外部端子48d与内部端子44d电连接。此外，在本实施方式中，各外部端子48设置于与上述的内部端子44对应的位置。具体而言，各外部端子48的至少一部分和与其对应的各内部端子44的至少一部分从γ轴方向观察重叠(参照图9、图12以及图13)。此外，各外部端子48之间以分离距离d1彼此分开，各外部端子48设置于从γ轴方向观察呈四边形状的侧壁构件412的角部近旁。
此外，如图13所示，外部端子48a与外部端子48b之间的分离距离d1比外部端子48a、外部端子48b的宽度d2(在从图13中的图纸跟前观察时的外部端子48a、48b的纵长方向上的长度)大。同样地，外部端子48c与外部端子48d之间的分离距离d1比外部端子48c、外部端子48d的宽度d2大。另外，外部端子48a与外部端子48c之间的分离距离以及外部端子48b与外部端子48d之间的分离距离分别比分离距离d1大。
此外，外部端子48与内部端子44为一对一对应，针对一个外部端子48电连接有一个内部端子44。
另外，各外部端子48的位置、大小、形状等并不限定于图示。此外，在图示中，各外部端子48可以是所有都相同大小、形状，但也可以相互不同。此外，在图示中，外部端子48a与外部端子48b之间的分离距离d1和外部端子48c与外部端子48d之间的分离距离d1相等，但它们也可以不同。此外，在本实施方式中，各外部端子48的宽度d2均都相等，但也可以相互不同。
这样的各外部端子48只要具有导电性即可，例如可通过将镍、金、银、铜等各覆膜层叠在铬、钨等金属化层(基底层)而构成。例如，各外部端子48可通过将包含金的覆盖层层叠于包含镍或钨的基底层的金属皮膜而构成。由此，能够提高基底层与侧壁构件412的紧贴性，并且能够降低或防止外部端子48的氧化而提高耐久性。
这样的各外部端子48设置于与设置在模拟电路基板61的端子613对应的位置(参照图9以及图14)。另外，图14放大示出图9所示的模拟电路基板61与传感器器件4的连接部分。如图14所示，各外部端子48与设置于模拟电路基板61的端子613经由例如由锡焊等构成的导电性接合构件761连接。
此外，如图14所示，在本实施方式中，导电性接合构件761的厚度比外部端子48以及端子613的各个厚。此外，以包围端子613的方式设置有阻焊膜762。而且，阻焊膜762与侧壁构件412的分离距离d4比阻焊膜762的厚度d3大。另外，阻焊膜762用于降低或防止导电性接合构件761附着于模拟电路基板61。
这样一来，传感器器件4与模拟电路基板61连接。由此，从传感器器件4输出的信号向模拟电路基板61输出。
以上所说明那样的力检测装置1的体积(外形尺寸)并不特别限定，例如为100～500cm3左右。
以上，对传感器器件4进行了说明。这样的传感器器件4具有力检测元件8。而且，如上述那样，力检测元件8(层叠体)包含作为“第一压电元件”的压电元件81、作为“第二压电元件”的压电元件82和位于压电元件81与压电元件82之间的高分子聚合物膜即连接部88。
根据这样的传感器器件4，由于在压电元件81与压电元件82之间设置有由高分子聚合物膜构成的连接部88，因此能够降低压电元件81与压电元件82之间的外力的传递损失。因此，能够减少外力的检测精度下降。同样地，由于在相邻的压电元件80彼此之间设置有由高分子聚合物膜构成的连接部88，因此能够降低相邻的压电元件80彼此之间的外力的检测损失。
另外，在上述的说明中，将压电元件81当作“第一压电元件”、将压电元件82当作“第二压电元件”，但只要将相邻的压电元件80彼此之中的一方当作“第一压电元件”、将另一方当作“第二压电元件”即可。因此，例如既可以将压电元件82当作“第一压电元件”、将压电元件81当作“第二压电元件”，也可以将压电元件83当作“第一压电元件”、将压电元件84当作“第二压电元件”。
此外，如本实施方式那样，优选的是，在所有相邻的压电元件80彼此之间设置由高分子聚合物膜构成的连接部88。由此，能够有效地降低外力的检测损失，因此能够更精准地检测外力。另外，也可以不在所有相邻的压电元件80彼此之间设置由高分子聚合物膜构成的连接部88，可以仅在任意相邻的压电元件80彼此之间设置由高分子聚合物膜构成的连接部88。
此外，压电元件81(第一压电元件)以及压电元件82(第二压电元件)分别具有通过压电效应产生电荷Q的压电体层801和设置于压电体层801并输出对应于电荷Q的信号(电压V)的输出电极层802(电极)。此外，同样地，压电元件83～86也具有压电体层801和输出电极层802(电极)。而且，高分子聚合物膜即连接部88设置于压电元件81(第一压电元件)所具有的输出电极层812(电极)与压电元件82(第二压电元件)所具有的输出电极层822(电极)之间。此外，在本实施方式中，在相邻的压电体层801所具备的输出电极层802(电极)彼此之间或接地电极层803彼此之间设置有高分子聚合物膜即连接部88。由此，能够降低在输出电极层802彼此之间以及接地电极层803彼此之间产生外力的传递损失，因此能够降低外力的检测精度下降。
如以上所说明的那样，力检测装置1具备第一板211、第二板221和位于第一板211与第二板221之间的构造体20。构造体20具有：具备至少一个(在本实施方式中是六个)压电元件80的传感器器件4；与传感器器件4接触并相对于第一板211固定的第一固定部212；和与传感器器件4接触并相对于第二板221固定的第二固定部222。而且，从第一板211与第二板221重叠的方向观察，贯通孔217的至少一部分(在本实施方式中是全部)与构造体20重叠。
根据这样的力检测装置1，能够经由第一固定部212以及第二固定部222将外力传递到传感器器件4。而且，在俯视下，与安装构件18、构件24和第一板211的连接相关的部分(在本实施方式中是内螺纹孔214、贯通孔241)的至少一部分与构造体20重叠，从而与它们不重叠的情况相比，能够降低末端执行器17受到的外力朝传感器器件4的传递损失。因此，能够更精准地检测外力。
此外，在本实施方式中，第一板211是一块平板状的构件，但“第一板”的形状只要在“第一板”的至少一部分存在具有承受外力的平面的板状部分即可。承受外力的部分是具有平面的板状，从而能够更准确地捕获外力。此外，关于“第二板”也是同样的。
此外，如上述那样，传感器器件4具有层叠有多个压电元件80的力检测元件8(层叠体)，力检测元件8中多个压电元件80的层叠方向D1相对于第一板211的板面(上表面215)的法线(中心轴A1)交叉(在本实施方式中是正交)。而且，层叠方向D1沿xy平面的面方向配置(参照图5以及图9)。由此，能够在从传感器器件4所输出的信号中降低温度变化引起的噪声成分的影响，因此能够更精准地检测外力。
另外，在本实施方式中，层叠方向D1相对于上表面215的法线正交，但也可以是层叠方向D1相对于上表面215的法线以超过0°且小于90°的范围内的预定角度倾斜。此外，层叠方向D1也可以相对于上表面215平行。
进一步地，如上述那样，在本实施方式中，力检测装置1具有四个传感器器件4(参照图6)。而且，四个传感器器件4如图6所示那样配置。即，如上述那样，四个传感器器件4以在俯视下γ轴的+侧朝向与中心轴A1相反一侧且β轴方向与z轴方向平行的方式配置。由此，能够不使用易于受到温度变动影响的电荷Qγ，而仅使用电荷Qα、Qβ来进行平移力成分Fx、Fy、Fz以及旋转力成分Mx、My、Mz的运算。因此，力检测装置1不易受到温度变动的影响，能够进行高精度的检测。由此，能够使如下情况降低或成为零：例如力检测装置1处于高温环境，壳体2热变形，该热变形导致针对传感器器件4的加压从预定值发生变化而成为噪声成分。
另外，传感器器件4的布置并不限定于图示的布置，通过将四个传感器器件4如图6所示那样布置，能够利用比较简单的运算求出六轴成分。
此外，在本实施方式中，传感器器件4的数量是四个，但并不限定于此，例如也可以是一个、两个、三个或五个以上。此外，在本实施方式中，力检测装置1是能够检测六轴成分的六轴力敏传感器，但力检测装置1也可以是检测一轴成分(例如一轴方向的平移成分)、二轴成分、三轴成分、四轴成分或五轴成分的力敏传感器。只是，力检测装置1只要至少具有四个以上独立检测三个相互正交的轴(α轴、β轴以及γ轴)的传感器器件4，则能够检测六轴成分。
此外，如上述那样，传感器器件4具有层叠有多个压电元件80的力检测元件8(层叠体)、设置于力检测元件8的侧面807、808的多个侧面电极46和设置于封装体40(在本实施方式中是侧壁构件412)的多个外部端子48(连接端子)。而且，一个侧面电极46与一个外部端子48(连接端子)电连接。具体而言，一个侧面电极46经由内部端子44、导电性连接部45等与一个外部端子48(连接端子)电连接。由此，只要准备侧面电极46的数量份外部端子48的数量即可，因此能够使外部端子48的数量比较少。因此，例如如图13所示，能够充分增大外部端子48彼此的分离距离d1。由此，能够降低例如由垃圾等异物引起外部端子48间漏泄电阻的可能性。此外，能够充分增大分离距离d1，从而即使在导电性接合构件761包含熔剂材料的情况下，也能够提高该熔剂材料的清洁性，也能够降低熔剂材料的残渣。另外，分离距离d1表示最挨近配置的外部端子48彼此之间的距离。
此外，在本实施方式中，传感器器件4具有设置于封装体40(在本实施方式中是侧壁构件412)的多个内部端子44，一个侧面电极46与一个内部端子44电连接。因此，与外部端子48同样地，能够减少内部端子44的数量，因此如图12所示那样能够充分增大内部端子44彼此之间的距离。因此，能够降低例如垃圾等异物引起内部端子44间漏泄电阻的可能性。
此外，在本实施方式中，优选的是，外部端子48(连接端子)彼此的分离距离d1比外部端子48(连接端子)的宽度d2大。由此，能够充分增大外部端子48彼此的分离距离d1，例如能够降低垃圾等异物引起漏泄电阻的可能性。另外，在本实施方式中，宽度d2表示从γ轴方向观察沿呈纵长形状的外部端子48的纵长方向的长度。
此外，如本实施方式那样，在传感器器件4具有多个外部端子48(连接端子)的情况下，优选所有的外部端子48彼此的分离距离(包含分离距离d1)比外部端子48的宽度d2大。由此，能够显著地发挥上述的效果。另外，也可以是至少一个分离距离d1比任意的外部端子48的宽度d2大。
此外，如上述那样，在本实施方式中，导电性接合构件761的厚度比外部端子48以及端子613的每个厚(参照图14)。由此，例如，能够提高可能存在于外部端子48彼此之间的垃圾等异物、熔剂材料的清洁性，因此能够降低漏泄电阻的可能性。
[变形例]
接下来，对模拟电路基板与传感器器件的连接的变形例进行说明。
图15是示出模拟电路基板与传感器器件的连接的其他例的图。
在图15中，除去了阻焊膜762。在此，如上述那样，通过使外部端子48的数量比较少而能够充分增大分离距离d1，因此能够提高外部端子48彼此之间的清洁性。因此，如图14所示，即使不设置阻焊膜762，也能够降低例如熔剂材料的残渣等。
图16是示出模拟电路基板与传感器器件的连接的其他例的图。
图16所示的外部端子48的厚度比端子613的厚度厚。通过这样的外部端子48，也能够容易地使分离距离d4比厚度d3大。由此，例如能够提高可能存在于外部端子48彼此之间的垃圾等异物、熔剂材料的清洁性，因此能够降低漏泄电阻的可能性。另外，即使端子613的厚度比外部端子48的厚度厚，也能够发挥同样的效果。
以上，对力检测装置1进行了说明。如上述那样，力检测装置1具备第一板211、第二板221和设置于第一板211与第二板221之间的传感器器件4。根据这样的力检测装置1，例如由末端执行器17承受外力，由此能够将在第一板211以及第二板221受到的力传递到传感器器件4。而且，力检测装置1具备上述的传感器器件4。因此，根据力检测装置1，能够更精准地检测外力。
3.力检测元件的连接部的制造方法
接下来，对制造例如由包含聚硅氧烷的高分子聚合物膜构成的连接部88的方法进行说明。
图17是制造力检测元件所具有的连接部的方法的流程图。
如图17所示，连接部88的制造方法具有[1]涂覆工序(步骤S11)、[2]能量赋予工序(步骤S12)、[3]贴合工序(步骤S13)和[4]加压工序(步骤S14)。以下，依次说明各工序。另外，在下面，例如以制造设置于压电元件81与压电元件82之间的连接部88的方法为例进行说明，但关于其以外的连接部88也可以通过同样的方法来制造。
[1]涂覆工序(步骤S11)
图18是用于说明涂覆工序的图。图19是放大示出涂覆工序中的连接部的表面的一部分的示意图。
首先，如图18所示，在压电元件81的输出电极层812和压电元件82的输出电极层822涂覆包含连接部88的主材即液状聚硅氧烷的材料(例如是八甲基三硅氧烷)，形成覆膜88a(涂膜)。另外，在图18以及后述的图19中，汇集示出压电元件81、82。
此外，涂覆包含聚硅氧烷的材料的方法并不特别限定，可使用喷射法、各种涂布法等。此外，也可以在包含聚硅氧烷的材料中包含溶剂、分散剂等。
如图19所示，覆膜88a的表面具有硅氧烷键881和与硅氧烷键881的Si原子882键合的甲基883(有机基团)。
另外，覆膜88a与输出电极层812、822的连接既可以是基于物理结合的粘接，也可以是基于化学键合的粘接。例如，也可以由氧化膜覆盖输出电极层812、822的表面，在该情况下，在该氧化膜的表面键合(露出)有羟基。因此，输出电极层812、822上的氧化膜的表面与覆膜88a(连接部88)的表面通过化学键合而连接。由此，能够提高输出电极层812、822与覆膜88a(连接部88)的接合强度。
[2]能量赋予工序(步骤S12)
图20是用于说明能量赋予工序的图。图21是放大示出能量赋予工序中的连接部的表面的一部分的示意图。
接下来，如图20所示，对覆膜88a的表面赋予能量E。由此，覆膜88a的表面附近的分子键的一部分被切断，该表面活化。
该表面活化后的状态是指，如图21所示，覆膜88a的表面的分子键的一部分具体而言例如甲基883被切断而除产生了悬空键884(未结合键)的状态之外，该未结合键被羟基885(OH基)等极性基团终端化后的状态。
作为赋予能量E的方法，也可以是任何方法，例如可列举照射紫外线等能量线的方法、暴露于等离子(赋予等离子能量)的方法、加热覆膜88a的方法、覆膜88a暴露于臭氧气体(赋予化学能量)的方法等。其中，优选的是照射紫外线的方法或暴露于等离子的方法。由此，能够防止覆膜88a的特性(机械特性、化学特性等)下降，同时迅速且恰当地使覆膜88a的表面的大范围活化。
[3]贴合工序(步骤S13)
图22是用于说明贴合工序的图。
接下来，如图22所示，以使覆膜88a彼此紧贴的方式，使两个压电元件81、82贴合。由此，覆膜88a彼此化学性键合。在本工序中，虽然未进行具体的图示，但覆膜88a的表面的悬空键884彼此键合。
覆膜88a彼此的连接例如如粘接剂那样是基于共有键那样的牢固的化学键合而接合，而不是主要基于锚栓效果那样的物理结合的粘接。因此，覆膜88a彼此的键合不易剥离，也不易产生接合不匀等。此外，由于覆膜88a彼此的连接即使不进行热处理也能够例如在常温(例如25℃左右)下连接，因此较简便。
[4]加压工序(步骤S14)
图23是用于说明加压工序的图。
接下来，如图23所示，在两个压电元件81、82彼此相互靠近的方向上施加压力P。压力P的大小并不特别限定，例如为20～50kN左右。施加压力P的时间并不特别限定，例如为5～30分钟左右。
通过施加压力P，虽然未进行具体图示，但悬空键884彼此在覆膜88a彼此的界面以及覆膜88a的内部键合，或者羟基885彼此脱水缩合并羟基885所键合的结合键彼此键合。这些键合以相互重合(关联)的方式复杂地继续产生，三维地形成键合。由此，如图23所示，通过所接合的两个覆膜88a，形成连接部88。
通过以上所说明的那样，能够制造力检测元件8所具有的连接部88。根据上述那样的方法，能够高效地制作连接部88。另外，上述的连接部88的制造方法是一例。例如，也可以使预先形成的连接部88介于各压电元件80之间，从而制造交替层叠有压电元件80和连接部88的力检测元件8。
<第二实施方式>
接下来，对第二实施方式进行说明。
图24是示出设置于第二实施方式中的传感器器件所具有的封装体的端子的俯视图。图25是示出图24所示的封装体的背面侧的俯视图。图26是示出模拟电路基板与传感器器件的连接的图。
本实施方式除了设置于封装体的端子以及外部端子的结构不同以外，与上述的实施方式是同样的。另外，在以下的说明中，关于第二实施方式，以与上述的实施方式的不同点为中心进行说明，关于同样的事项省略其说明。
图24所示的传感器器件4相对于多个(在本实施方式中是三个)内部端子44电连接有一个侧面电极46。与侧面电极46a电连接的三个内部端子44分别相当于内部端子44a，与侧面电极46b电连接的三个内部端子44分别相当于内部端子44b，与侧面电极46c电连接的三个内部端子44分别相当于内部端子44c，与侧面电极46d电连接的三个内部端子44分别相当于内部端子44d。此外，在本实施方式中，存在与侧面电极46未电连接的内部端子44。
此外，如图25所示，传感器器件4相对于多个(在本实施方式中是三个)内部端子44电连接有多个外部端子48。与内部端子44a电连接的多个外部端子48分别相当于外部端子48a，与内部端子44b电连接的多个外部端子48分别相当于外部端子48b，与内部端子44c电连接的多个外部端子48分别相当于外部端子48c，与内部端子44d电连接的多个外部端子48分别相当于外部端子48d。
在本实施方式中，位于图25中的右侧以及右下侧(由虚线L1所包围的区域内)的多个外部端子48相当于外部端子48a。此外，位于图25中的左下侧(由虚线L2所包围的区域内)的多个外部端子48相当于外部端子48b。此外，位于图25中的右上侧(由虚线L3所包围的区域内)的多个外部端子48相当于外部端子48c。此外，位于图25中的左侧以及左上侧(由虚线L4所包围的区域内)的多个外部端子48相当于外部端子48d。
这样，本实施方式中的传感器器件4具有层叠有多个压电元件80的力检测元件8(层叠体)、设置于力检测元件8的侧面807、808的多个侧面电极46和设置于封装体40(在本实施方式中是侧壁构件412)的多个外部端子48(连接端子)。而且，一个侧面电极46与多个外部端子48(连接端子)电连接。具体而言，一个侧面电极46经由内部端子44、导电性连接部45等与多个外部端子48(连接端子)电连接。因此，即使一部分的连接断开，也能够通过剩余的连接进行信号的输出，因此能够稳定地进行输出。
此外，在本实施方式中，传感器器件4具有设置于封装体40(在本实施方式中是侧壁构件412)的多个内部端子44，一个侧面电极46与多个内部端子44电连接。因此，即使一部分的连接断开，也能够通过其剩余的连接进行信号的输出，因此能够稳定地进行输出。
此外，在本实施方式中，输出用于外力运算的电荷Qα、Qβ的外部端子48a、48d的数量比外部端子48b、48c多。由此，假设即使外部端子48a、48d和与其对应的模拟电路基板61的端子613的连接发生局部断开，也能够通过剩余的连接可靠地进行信号的输出。
另外，各内部端子44以及各外部端子48的数量以及布置等并不限定于图示的数量以及布置等。例如，在一个传感器器件4中，也可以存在相对于一个内部端子44连接有一个侧面电极46的方式和相对于多个内部端子44连接有一个侧面电极46的方式。另外，例如，在一个传感器器件4中，也可以存在相对于多个外部端子48连接有多个内部端子44的方式和相对于一个外部端子48连接有一个内部端子44的方式。
此外，如图26所示，例如通过使连接各外部端子48和模拟电路基板61的端子613的导电性接合构件761(例如锡焊)的厚度比较厚，能够更简单地使分离距离d4比厚度d3厚。由此，即使在导电性接合构件761包含熔剂材料的情况下，也能够提高该熔剂材料的清洁性，也能够降低熔剂材料的残渣。
通过以上所说明那样的第二实施方式，也可得到与上述的实施方式同样的效果。
<第三实施方式>
接下来，对第三实施方式进行说明。
图27是示出第三实施方式中的力检测装置与安装构件的连接的截面图。
本实施方式主要除了构造体的布置不同以外，与上述的实施方式是同样的。另外，在以下的说明中，关于第三实施方式，以与上述的实施方式的不同点为中心进行说明，关于同样的事项省略其说明。
图27所示的多个构造体20比第一实施方式中的图8所示的多个构造体20位于靠中心轴A侧处。
此外，在本实施方式中，具有形成于第一板211的中央部2112的贯通孔213。如图27所示，各贯通孔213具有开口面积彼此不同的三个孔2131、2132、2133。孔2131在下表面216开口。孔2132与孔2131连通，孔2132的开口面积比孔2131大。孔2133与孔2132连通，孔2133在上表面215开口，且开口面积比孔2132大。因此，孔2133构成相对于孔2131的扩径部，孔2131构成相对于孔2133的缩径部。
此外，在孔2131、2132插穿有用于连接第一板211和第一固定部212的螺栓71。在形成孔2131的内表面形成有与螺栓71的外螺纹对应的内螺纹，螺栓71的头部卡合于形成在孔2131与孔2132之间的阶梯。孔2133作为用于连接安装构件18和第一板211的连接部而发挥功能。具体而言，在孔2133形成有与用于连接安装构件18和第一板211的螺栓71的外螺纹对应的内螺纹。此外，在贯通孔213的正上方设置有安装构件18的贯通孔181。另外，在本实施方式中，壳体2不具备构件24。
通过这样结构的力检测装置1，也能够经由第一固定部212以及第二固定部222将外力传递到传感器器件4。而且，在俯视下，由于构造体20与贯通孔213的孔2133重叠，因此与它们不重叠的情况相比，能够降低末端执行器17受到的外力朝传感器器件4的传递损失。因此，能够更精准地检测外力。另外，用于连接安装构件18和第一板211的连接部并不限定于内螺纹，也可以是外螺纹，例如也可以是用于嵌合的凸起等。
通过以上所说明那样的第三实施方式，也可得到与上述的实施方式同样的效果。
<第四实施方式>
接下来，对第四实施方式进行说明。
图28是示出第四实施方式的机器人的立体图。
本实施方式对与第一实施方式不同的机器人的一例进行说明。另外，本实施方式所具备的力检测装置能够使用上述的实施方式中的力检测装置。另外，在以下的说明中，关于第四实施方式，以与上述的实施方式的不同点为中心进行说明，关于同样的事项省略其说明。
图28所示的机器人9是多臂机器人，具有基座910、连结于基座910的躯体部920和连结于躯体部920的左右的两个机器人臂930。此外，在各机器人臂930连接有力检测装置1，在力检测装置1借助安装构件18连接有末端执行器940(被安装构件)。
基座910具有固定于地面、墙壁、天花板以及能够移动的台车上等的支承部911和与支承部911连接的柱部912。在该柱部912的上部连接有躯体部920。而且，在躯体部920的两侧连接有一对机器人臂930。
各机器人臂930具有臂931(第一臂)、臂932(第二臂)、臂933(第三臂)、臂934(第四臂)、臂935(第五臂)、臂936(第六臂)和臂937(第七臂)。这些臂931～937从基端侧朝向末端侧按该顺序连结。各臂931～937相对于相邻的臂或躯体部920能够转动。
此外，在位于各机器人臂930的末端部的臂937与末端执行器940之间设置有力检测装置1。该力检测装置1相对于臂937直接连接，相对于末端执行器940借助安装构件18连接。
根据这样的机器人9，也能够在臂937(机器人臂930)安装力检测装置1，从而能够检测施加于各末端执行器940的外力。因此，基于力检测装置1检测到的外力进行反馈控制，从而能够执行更精密的作业。
另外，在本实施方式中，相对于两个机器人臂930的各个设置有力检测装置1，但也可以仅在两个机器人臂930之中的一个设置力检测装置1。在该情况下，既可以以设置于一个机器人臂930的力检测装置1的信息为基础，仅控制该一个机器人臂930，也可以以设置于一个机器人臂930的力检测装置1的信息为基础，还控制另一个机器人臂930。
此外，机器人臂930的数量也可以为三个以上，在该情况下，只要将多个机器人臂之中的至少一个与本应用例的力检测装置连接即可。
通过以上所说明那样的第四实施方式，也可得到与上述的实施方式同样的效果。
以上，基于图示的实施方式对本发明的传感器器件、力检测装置以及机器人进行了说明，但本发明并不限定于此，能够将各部分的结构置换为具有同样功能的任意结构。此外，也可以在本发明中附加其他任意结构物。此外，本发明也可以适当组合各实施方式。
此外，压电元件的层叠方向并不限定于图示的层叠方向。此外，加压螺栓根据需要设置即可，也可以省略。
此外，在上述的说明中，传感器器件具备封装体，但至少具备一个压电元件即可，也可以不具备封装体。此外，传感器器件例如也可以不具备封装体所具有的盖体。此外，传感器器件既可以不具备密封构件，也可以使基部与盖体直接接合或者通过嵌合等而连接。
此外，不仅是被安装构件借助安装构件与连接部间接连接的情况，还可以将被安装构件与连接部直接连接。
此外，本发明的机器人并不限定于垂直多关节机器人，只要是具备臂和本发明的力检测装置的结构，则可以是任何结构。例如，本发明的机器人既可以是水平多关节机器人，也可以是并联连杆机器人。
此外，本发明的机器人的一个机器人臂所具有的臂数量既可以为一～五个，也可以为八个以上。
此外，本发明的传感器器件以及力检测装置也可以组装于机器人以外的设备，例如也可以搭载于汽车等移动体。

Claims (12)

1.一种传感器器件，其特征在于，具备层叠体，
所述层叠体包含：
第一压电元件；
第二压电元件；以及
高分子聚合物膜，位于所述第一压电元件与所述第二压电元件之间。
2.根据权利要求1所述的传感器器件，其特征在于，
所述高分子聚合物膜包含聚硅氧烷。
3.根据权利要求1或2所述的传感器器件，其特征在于，
所述第一压电元件和所述第二压电元件分别具有通过压电效应产生电荷的压电体层和设置于所述压电体层并输出与所述电荷对应的信号的电极，
所述高分子聚合物膜设置于所述第一压电元件所具有的所述电极与所述第二压电元件所具有的所述电极之间。
4.根据权利要求3所述的传感器器件，其特征在于，
所述传感器器件具有在所述层叠体的侧面设置的多个侧面电极，
构成所述侧面电极的材料的至少一部分与构成所述电极的材料的至少一部分相同。
5.根据权利要求4所述的传感器器件，其特征在于，
所述多个侧面电极包含第一层和第二层，所述第一层包含镍，所述第二层包含金。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的传感器器件，其特征在于，
所述压电体层包含水晶。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的传感器器件，其特征在于，
在将所述压电体层的厚度设为了T1、将所述高分子聚合物膜的厚度设为了T2时，满足2.0≤T1/T2≤10000。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的传感器器件，其特征在于，
所述传感器器件具有收容所述层叠体的封装体，
所述封装体具有基部、盖体和密封构件，所述基部具有配置有所述层叠体的凹部，所述盖体以封堵所述凹部的开口的方式设置，所述密封构件接合所述基部和所述盖体。
9.根据权利要求8所述的传感器器件，其特征在于，
所述密封构件包含科瓦铁镍钴合金。
10.根据权利要求8或9所述的传感器器件，其特征在于，
所述基部具有第一构件和第二构件，所述第二构件与所述第一构件接合并与所述第一构件一起形成所述凹部，所述第一构件的杨氏模量比所述第二构件的杨氏模量低。
11.一种力检测装置，其特征在于，具备：
第一板；
第二板；以及
权利要求1至10中任一项所述的传感器器件，设置于所述第一板与所述第二板之间。
12.一种机器人，其特征在于，具备：
基座；以及
臂，与所述基座连接，并能够安装权利要求11所述的力检测装置。
CN201810258121.4A 2017-03-31 2018-03-27 传感器器件、力检测装置以及机器人 Pending CN108709669A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-071717 2017-03-31
JP2017071717A JP2018173344A (ja) 2017-03-31 2017-03-31 センサーデバイス、力検出装置およびロボット

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108709669A true CN108709669A (zh) 2018-10-26

Family

ID=63670482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810258121.4A Pending CN108709669A (zh) 2017-03-31 2018-03-27 传感器器件、力检测装置以及机器人

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20180283966A1 (zh)
JP (1) JP2018173344A (zh)
CN (1) CN108709669A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110501641A (zh) * 2019-08-23 2019-11-26 Oppo（重庆）智能科技有限公司 电子设备的测试装置
CN113167565A (zh) * 2018-12-17 2021-07-23 阿尔卑斯阿尔派株式会社 复合压电元件、轮胎状态测定装置、轮胎传感器模块、轮胎传感器装置以及压电传感器
WO2022017294A1 (zh) * 2020-07-24 2022-01-27 重庆火后草科技有限公司 用于床的压力传感器

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10444101B2 (en) * 2017-03-06 2019-10-15 Seiko Epson Corporation Sensor device, force detection device, and robot
JP2019012012A (ja) * 2017-06-30 2019-01-24 セイコーエプソン株式会社 力検出装置およびロボット
JP2019012013A (ja) * 2017-06-30 2019-01-24 セイコーエプソン株式会社 力検出装置およびロボット
JP2019027920A (ja) * 2017-07-31 2019-02-21 セイコーエプソン株式会社 力検出装置およびロボット
JP7000810B2 (ja) * 2017-11-15 2022-01-19 セイコーエプソン株式会社 力検出装置及びロボットシステム
CN111129858A (zh) * 2019-12-28 2020-05-08 深圳市优必选科技股份有限公司 一种磁吸式连接系统、模型搭建方法及机器人
JP2023006241A (ja) * 2021-06-30 2023-01-18 セイコーエプソン株式会社 圧電センサーおよびハンド
CN118300448B (zh) * 2024-06-05 2024-08-27 太原理工大学 一种面向掘进机的自俘能压电装置及其使用方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4634917A (en) * 1984-12-26 1987-01-06 Battelle Memorial Institute Active multi-layer piezoelectric tactile sensor apparatus and method
US20140053660A1 (en) * 2012-08-22 2014-02-27 Seiko Epson Corporation Sensor device, sensor module, force detection device, and robot
US20140252915A1 (en) * 2013-03-06 2014-09-11 National Tsing Hua University Thin film fabrication of rubber material with piezoelectric characteristics
CN104596677A (zh) * 2013-10-31 2015-05-06 精工爱普生株式会社 传感器元件、力检测装置、机器人、电子部件输送装置、电子部件检查装置及部件加工装置
CN105865670A (zh) * 2015-02-09 2016-08-17 精工爱普生株式会社 力检测装置以及机器人

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4328441A (en) * 1980-01-31 1982-05-04 Minnesota Mining And Manufacturing Company Output circuit for piezoelectric polymer pressure sensor
US5209126A (en) * 1991-01-04 1993-05-11 Bonneville Scientific Force sensor
US8421311B2 (en) * 2010-04-30 2013-04-16 Southern Taiwan University Of Technology Flexible piezoelectric tactile sensor
JP5880934B2 (ja) * 2011-12-20 2016-03-09 セイコーエプソン株式会社 センサーデバイス、センサーモジュール、力検出装置、ロボット

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4634917A (en) * 1984-12-26 1987-01-06 Battelle Memorial Institute Active multi-layer piezoelectric tactile sensor apparatus and method
US20140053660A1 (en) * 2012-08-22 2014-02-27 Seiko Epson Corporation Sensor device, sensor module, force detection device, and robot
US20140252915A1 (en) * 2013-03-06 2014-09-11 National Tsing Hua University Thin film fabrication of rubber material with piezoelectric characteristics
CN104596677A (zh) * 2013-10-31 2015-05-06 精工爱普生株式会社 传感器元件、力检测装置、机器人、电子部件输送装置、电子部件检查装置及部件加工装置
CN105865670A (zh) * 2015-02-09 2016-08-17 精工爱普生株式会社 力检测装置以及机器人

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113167565A (zh) * 2018-12-17 2021-07-23 阿尔卑斯阿尔派株式会社 复合压电元件、轮胎状态测定装置、轮胎传感器模块、轮胎传感器装置以及压电传感器
CN110501641A (zh) * 2019-08-23 2019-11-26 Oppo（重庆）智能科技有限公司 电子设备的测试装置
WO2022017294A1 (zh) * 2020-07-24 2022-01-27 重庆火后草科技有限公司 用于床的压力传感器

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018173344A (ja) 2018-11-08
US20180283966A1 (en) 2018-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108709669A (zh) 传感器器件、力检测装置以及机器人
CN104596681B (zh) 传感器设备、力检测装置、机器人、电子部件输送装置、电子部件检查装置及部件加工装置
US10201902B2 (en) Force detector and robot
JP5895615B2 (ja) センサーモジュール、力検出装置及びロボット
JP6163900B2 (ja) 力検出装置およびロボット
JP5887911B2 (ja) センサーモジュール、力検出装置、ロボット
CN108731854A (zh) 力检测装置以及机器人
CN108362409A (zh) 力检测装置以及机器人
CN109211441A (zh) 力检测装置及机器人
CN108534922A (zh) 传感器器件、力检测装置以及机器人
JP6354894B2 (ja) 力検出装置、およびロボット
CN110208575B (zh) 传感器设备、力检测装置及机器人
CN110208574B (zh) 传感器器件、力检测装置以及机器人
JP6436261B2 (ja) 力検出装置、およびロボット
JP6477843B2 (ja) 力検出装置、およびロボット
JP2015184007A (ja) 力検出装置、ロボット、電子部品搬送装置および電子部品検出装置
JP6210296B2 (ja) 力検出装置、ロボット、電子部品搬送装置、電子部品検査装置および部品加工装置
JP6384575B2 (ja) センサーデバイス、力検出装置、およびロボット
JP6183158B2 (ja) センサーデバイス、力検出装置、ロボット、電子部品搬送装置、電子部品検査装置および部品加工装置
JP2015175811A (ja) 力検出装置、およびロボット
JP6274296B2 (ja) 力検出装置およびロボット
JP2017022339A (ja) 積層型圧電素子、力検出装置、及びロボット

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20181026